复合材料补偿方法及其对变形的影响

固化变形一直是困扰复合材料零件后期快速、精确装配的重要问题之一，通过在复合材料零件装配面设计补偿层，待固化后再借助数控机床加工至理论型面，为复合材料零件精确制造提供了新的思路。通过半圆型复合材料零件固化变形仿真和实验验证发现，补偿层材料体系、铺层角度等均会影响补偿层与主体结构共固化试样的固化变形规律，其中，补偿层材料的纤维种类对零件固化变形影响最大，树脂种类次之，补偿层铺层角度不对称也会增加零件固化变形量，通过对称铺层处理，可有效控制变形量。在材料和铺层角度均匀对称的情况下，补偿层厚度变化不会导致固化变形规律及变形量状态的改变。经过机加处理后，试样会发生二次变形，但是机加后半圆型件在自由状态下型面最大变形<1mm,相比于无补偿的试样，变形量减小约33%,可满足工程装配需求。     

树脂传递模塑工艺的模内固化及复合材料脱模变形

开展树脂传递模塑工艺的模内固化及复合材料脱模变形分析,有助于优化材料配方和反应加工条件,进而提高复合材料性能及稳定性。从热-化学模型、固化动力学模型、残余应力模型等方面简述了树脂固化的相关理论模型,综述了树脂固化反应及交联结构、物理力学性能演变的研究进展,以及复合材料内应力形成与发展和脱模变形的研究进展,进而从三个方面讨论了研究发展方向。     

热固性复合材料固化过程三维有限元模拟和变形预测

分析了复合材料热固化过程中各种复杂的物理化学变化之间的相互影响,在此基础上建立了复合材料固化过程数值模拟和固化变形预测的三维有限元分析模型。采用整体-子模块方法将固化过程分为热-化学、流动-压实和应力-变形三个相对独立的子模块。热-化学模块的控制方程基于Fourier 热传导方程和树脂固化动力学方程建立,解决了温度和固化度之间的强耦合问题。流动-压实模块的控制方程基于Darcy定律和有效应力原理建立,反映了树脂流动和纤维网络紧密压实之间的流固耦合关系。应力-变形模块建立了考虑热载荷和固化收缩载荷时复合材料层合板的有限元方程。各模块之间的相互作用通过它们之间的数据交换来实现,以树脂在固化过程中的凝胶点和玻璃化转化点为判断依据确定是否运行各模块及其子程序。典型结构的计算结果与实验对比验证了本文三维有限元模型的有效性。     

高宽比效应对厚壁复合材料固化过程的影响:Ⅰ.数值模拟(英文)

纤维增强聚合物基复合材料(FRP)面临制造厚度为10mm以上的零件的技术挑战。这是因为零件体积与表面积比的增大以及纤维与树脂的较低的热导率,使得树脂固化过程中产生的大量的热量无法及时散去。随着零件的厚度增加,树脂温度会因为反应热的增加而超过其降解温度。因而,本文着眼于厚壁复合材料零件的高宽比效应对单组分树脂系统RTM6在制造商推荐的固化周期(MRCC)下的最大成型厚度及其固化模式的影响。RTM6是特别为航空业树脂传递塑模(RTM)工艺开发的树脂系统。首先通过差示扫描量热仪(DSC)和参数拟合确定RTM6的固化动力学参数,然后采用有限元法进行模拟分析零件最大成型厚度和固化前沿的扩展过程并与文献结果相比较。结果表明,高宽比对厚壁复合材料零件的最大成型厚度和固化前沿扩展模式均有显著影响。零件最大成型厚度与文献结果的吻合度误差范围为1～7%。相同零件厚度下,随着高宽比的增加,会产生胶凝顺序由外至内和由内至外两种截然相反的固化前沿扩展模式。通过用户自定义固化周期(UDCC),可以实现将固化前沿扩展模式由外至内优化为由内至外。综上所述,纤维增强厚壁复合材料零件设计制造过程中,零件的高宽比是一个必须考虑的重要因素。     

氰酸酯／双马来酰亚胺共固化树脂

氰酸酯/双马来酰亚胺共混或共聚改性树脂综合了氰酸酯树脂与双马树脂的优良性能,是一种具有广阔应用前景的耐高温、高性能热固性树脂材料.阐述了共聚和共混两种共固化反应机理,列举了现有的改性研究思路和树脂体系,综述了近10年来在改性树脂的工艺、固化机理、结构与性能方面的研究进展.     

光固化快速成型材料的合成及光聚合反应研究

以丙烯酸酯化环氧树脂E-51,合成了光固化快速成型的关键材料--光敏树脂.探讨了酯化反应及光聚合机理,用SEM和IR表征了树脂体系的固化结构和固化度.结果表明,酯化反应是环氧基开环、C=C引入的反应;光聚合的机理是C=C裂解、C-C链增长的反应;树脂体系固化后呈不规则体型交联结构;限定其它条件,光引发剂含量为3.5%时,固化度最好.     

热固性树脂基复合材料固化变形影响因素分析

采用整体-子模块化方法建立了描述复合材料固化全过程的三维有限元模型。以L 形层合板为例,分析了固化工艺、结构设计和模具等因素对固化变形的影响方式和程度。数值模拟结果表明：升温速率和对流换热系数通过改变峰值温度影响回弹角,固化压力通过改变树脂分布和含量影响回弹角;铺层方向引起的结构力学性能的变化是回弹角差异较大的主要原因,厚度对固化变形的影响需考虑其对峰值温度和结构刚度变化两方面因素的综合影响,拐角半径的变化对固化变形的影响较小;模具形式通过改变树脂分布梯度和模具对结构的作用力位置影响回弹角,模具材料和形式的选择对于固化变形控制具有重要意义。     

常温固化电泳漆

日本关西涂料公司开发成能在室温固化的电泳漆.新漆不仅能覆盖金属零件,而且能覆盖由部分树脂或橡胶构成的复合金属零件.如果漆膜需要高温硬化,则复合材料金属零件会发生扭曲变形.新电泳漆也易于覆盖难以加热的厚钢铁构件.电泳涂漆能在难以达到的表面     

热固性树脂基复合材料固化变形和残余应力数值模拟研究综述

固化变形和残余应力给复合材料的应用带来威胁,准确的预测固化变形和残余应力可以为复合材料的结构和工艺设计提供调整依据,减小固化变形和残余应力。数值模拟方法因其简单、预测精度高而被广泛采用。本文主要介绍了复合材料固化变形和残余应力数值模拟流程中包含的热传导-固化模块、流动压实模块和应力变形模块。重点详述了应力变形模块中本构方程和模型-构件之间相互作用力研究的最新发展,为固化变形和残余应力预测提供方向和参考。简要讨论当前复合材料固化变形和残余应力预测的主要发展方向。     

阳离子型水性丙烯酸涂料的耐腐蚀性能研究

为了解硅氧烷水解物固化阳离子型水性丙烯酸涂料的耐腐蚀性能,使用硅氧烷水解物WKHY-601固化含叔胺基的阳离子型水性羟基丙烯酸树脂分散体制得水性金属防腐涂料,采用DSC、TGA、FT-IR和CHI660E电化学工作站等手段研究了涂料的固化机理和影响其耐盐腐蚀性的主要因素.结果表明:涂料的固化由硅羟基和树脂中的醇羟基发生...