夹芯复合材料在轨道交通领域的应用及研究进展

夹芯复合材料,以其优异的力学性能和减重效果,在轨道交通领域得到了广泛的应用。本文介绍了三类常用的夹芯复合材料,列举了其在国内外轨道交通领域的典型应用,简述了夹芯复合材料的研究进展,建议后续可以在行业标准、计算机辅助设计、工艺改进和多功能化这几个方向做更深入的研究。     

中空夹芯复合材料在轨道交通内装上的应用

介绍了整体夹芯中空复合材料的基本特征,与传统夹层材料及实心玻璃钢的性能及工艺性进行比较,围绕轨道交通典型内装部件对材料结构、材料制备技术、中空复合材料应用技术、中空复合材料性能测试与表征技术进行研究,并对中空夹芯复合材料的应用前景进行了展望。     

飞机复合材料夹芯结构的粘接修补技术

1　前言复合材料夹芯结构以其比强度、比模量高 ,可设计性和抗疲劳、减振性能好等特点 ,已被越来越多地应用于现代高性能飞机结构 (如雷达罩、腹鳍、方向舵、鸭翼等部件 )中。然而 ,该结构自身的抗冲击能力较弱 ,所以飞机在使用过程中 ,一旦受到外来物的撞击 ,易产生分层、凹陷、非穿透破孔等损伤。为了尽快修复损伤 ,我们采用粘接技术 ,在不拆卸损伤构件的情况下 ,对非穿透破孔损伤进行修补 ,其效果比较理想。2　复合材料夹芯结构的修补要求飞机上使用的复合材料夹芯结构由面板和夹芯组成。面板为层压板 ,材料为玻璃纤维、碳纤维或Ｋｅｖｌ…     

复合材料在轨道交通中的结构应用

<正> 大容量运输体系(飞机、铁路、公共汽车)久已成为先进复合材料工业渗透的目标。而且,先进复合材料供方找到了有经济效益的在汽车工业中的应用。飞机工业的性能要求对重量轻的复合材料来说曾是自然的。军用飞机应用复合材料第一次出现在上世纪60年代并自此逐步地增长。商用飞机工业在上世纪70年代曾作仿效,而支线和公务飞机OEMs(原始设备制造厂)曾紧随其后。虽然先进复合材料应用的供方曾从事汽车制造轨道交通和公共汽车工业,但直到最近几     

行人头部碰撞碳纤维夹芯复合材料引擎盖的有限元分析

利用ABAQUS的Explicit模块建立了行人头部碰撞碳纤维夹芯复合材料的有限元模型,并使用DIAdem工程分析软件计算了头部损伤指标HIC值。通过钢球碰撞试验验证了模型的有效性,分析了碳纤维复合材料层数,硬质泡沫厚度,蒙皮的铺层方式对HIC值和最大侵入量的影响。结果表明,加入硬质泡沫可以大量减少碳纤维复材使用量,并且不会增加HIC值和最大侵入量;硬质泡沫厚度不宜太大也不宜太小,有最优值;各向同性明显的铺层方式有利于减小HIC值。     

碳纤维复合材料在轻量化家具设计中的应用

轻量化家具的设计是一种挑战,既需要从物理上减轻质量,也需要满足人们对轻巧外观的需求。将碳纤维复合材料应用于家具中是实现轻量化家具的一种有效途径,这不仅可以减轻家具质量,还可以借助结构和造型设计来营造轻盈感。首先阐述了碳纤维复合材料应用在家具设计中的可能性和选用原则,然后举例说明了如何利用这种材料来设计轻量化家具,以期为新型轻量化家具的设计提供一定的思路和参考。     

复合材料夹芯结构裙板设计与静力学分析

随着高速动车组性能的不断提升,高速动车组的节能环保和经济性逐渐受到更多关注。为了同时保证运行的安全性、可靠性,设计了一种复合材料夹芯结构裙板,并进行了有限元静力学分析,结果表明,在标准EN12663规定的气动载荷下,复合材料裙板材料强度满足要求,设计具有一定的可行性。在有限元分析之前,针对典型结构通过模压工艺制备了夹芯板试验件,并进行了弯曲试验来验证有限元的有效性,试验结果同有限元结果吻合良好,验证了有限元的有效性。     

塑料与碳纤维复合材料在汽车轻量化中的应用

本文从汽车轻量化出发,首先分析汽车轻量化发展的重要意义及发展现状,然后分别根据塑料和碳纤维复合材料两种新型材料的特性及优势,对其在汽车轻量化中的应用展开探讨。     

碳纤维复合材料引擎盖的轻量化设计

以汽车碳纤维复合材料引擎盖为研究对象,采用碳纤维复合材料为研究材料,以层合板理论为力学数值模拟CAE设计基础,利用ABAQUS软件对单层级试样准静态拉伸试验和典型U形梁结构准静态三点弯试验进行仿真,然后进行了台架模态和抗凹刚度测试。采用概念设计、材料性能试验和工艺设计多阶段联合优化设计的方法,最终在满足各种力学性能和制造工艺要求的前提下,实现碳纤维复合材料引擎盖的轻量化设计。     

复合材料泡沫夹芯结构在小型无人机中的应用

无人机具有零生命损伤、操作灵活、功能多样、环境适应性强等优势,在社会各领域发挥着重要作用。小型无人机具有风险低、重量轻、总体尺寸小等特点,这对其结构提出了保证性能、控制成本的设计要求。复合材料泡沫夹芯结构能够在保证结构承载的前提下,最大程度减轻结构重量,同时在工艺方面具有一体化成型的成本优势。本文对泡沫夹芯结构的结构特点、性能优势、材料选择、成型工艺进行重点介绍,并探究了泡沫夹芯结构在小型无人机结构中的应用,为小型无人机机体结构设计提供参考。     

碳纤维复合材料在室内轻量化设计中的应用

为设计出自重较轻、外观轻巧的轻量化家具,使用碳纤维复合材料是一种有效的实现途径,其不仅可以减少物理重量,还可以借助结构和造型设计来营造轻盈感。基于此,分析了碳纤维复合材料在室内家装设计中的可能性和应用原则,并结合应用案例介绍了轻量化家具中碳纤维复合材料的应用工艺与效果,可为新型室内轻量化家具的设计提供一定的思路和参考。     

碳纤维复合材料在轻量化的应用和前景

复合材料的轻量化研究是现代设计制造的一大主流。随着社会对节能减排要求的日益提高,轻量化材料在各领域的应用将会更为广泛,轻量化材料是未来材料发展的一大趋势。通过对碳纤维复合材料的性能及其在轻量化的应用和前景进行简要介绍,综述了国内外几种有代表性的碳纤维型号和主要的成型工艺,结合轻量化这一特点对碳纤维复合材料应用前景进行分析。     

PP/碳纤维纸夹芯“三明治”复合材料性能

以碳纤维纸(CFP)作为芯材,聚丙烯(PP)作为皮材,用平板硫化机热压制成PP–CFP–PP"三明治"式复合材料,并测试了复合材料的各项力学性能。结果表明,加入CFP后复合材料的力学性能总体上有所改善,针对不同PP基体、CFP对复合材料力学性能的改善方式有所不同,对基材本身强度/刚度小的复合材料增强/增刚效果明显,而对于基材本身强度/刚度大的复合材料,加入CFP后其断裂伸长率、无缺口冲击强度提高明显,同时复合材料的缺口冲击强度有所降低。     

汽车轻量化的碳纤维复合材料应用分析

为将碳纤维复合材料与汽车轻量化技术充分结合,形成完善的制造体系,并将废料回收处理实现节能减排的目的.文章针对汽车轻量化技术进行阐述,介绍了碳纤维复合材料高效成型技术以及低成本碳纤维技术,分析碳纤维复合材料在汽车车身构件、刹车片、轮毂、传动轴等中的具体应用,同时针对碳纤维废料的问题,对物理、热解、化学溶剂三大回收方法进行分析.     

碳纤维复合材料在汽车领域中的应用

为了减轻汽车的整体质量,在汽车制造中可采用碳纤维复合材料替代传统金属材料。该材料具有优异的性能,可有效提高汽车的减震能力以及其他性能指标,成为汽车轻量化的理想材料。本文阐述了碳纤维复合材料的基本性能与特征及其在汽车上的应用。     

缝合增强泡沫夹芯结构复合材料力学性能研究

采用机械缝合设备连续制备了"X"型构型缝合增强泡沫夹芯结构预成型体,并采用真空导入模塑工艺(VIMP)整体成型了缝合增强泡沫夹芯结构复合材料。实验研究了面板纤维布层数、面板纤维布穿透缝合层数、缝合角度、缝合针距及纱线股数对缝合增强泡沫夹芯结构复合材料弯曲性能和平压性能的影响规律。实验结果表明:与未缝合结构相比,缝合结构在质量未明显增加的情况下,弯曲性能和压缩性能得到了显著提高,其弯曲刚度最大提高了4.66倍,破坏载荷最大提高了13.8倍;压缩强度和压缩模量最大分别提高了26.2倍和15.2倍。     

泡沫夹芯结构复合材料VARI工艺模拟研究

提出了一种简单方便的等效建模法,解决了大尺寸夹芯结构或复杂形状夹芯结构真空辅助树脂灌注(VARI)成型工艺模拟仿真计算量大,效率不高的难题。采用等效建模法和细化建模法对矩形泡沫夹芯结构复合材料平板的VARI工艺进行了模拟仿真分析,并结合工艺成型实验进行了验证。结果表明,由两种方法计算得到的理论充模时间与实测树脂充模时间基本一致,采用等效建模法所得树脂流动前锋位置曲线与工艺成型实验测试值更加吻合。     

复合材料泡沫夹芯结构低能量冲击损伤特性模拟仿真

通过有限元方法和渐进损伤模拟方法对复材泡沫夹芯结构受低能冲击的损伤过程和损伤特性进行仿真预测。给出了四种不同面板厚度及泡沫夹芯厚度夹芯结构在既定失效准则下的损伤演化和渐进扩展过程,给出了冲击能量与损伤类型及损伤程度的关系、冲击能量与最大载荷、损伤面积、凹坑深度等规律性结论,并对比简支和固支两种边界条件的影响。仿真结果与两种规格复材泡沫夹芯结构的试验结果进行了对比分析,对比结果表明:仿真数据与相对应的试验数据较为吻合,证实了本仿真方法对泡沫夹芯结构在低能量冲击条件下损伤过程模拟的有效性;随着冲击能力的提高,被冲击结构的所承受的最大载荷、最大冲头速度、凹坑深度相应提高,但冲头的零速度时间差异不大;在简支与固支边界条件下,被冲击结构所承受的最大载荷、零速度时间差异不大,但凹坑深度相差较大,反映出不同支持条件对被冲击结构能量吸收的影响。     

缝合增强泡沫夹芯结构复合材料的制备与性能

为满足夹芯结构复合材料耐压和轻量化的要求,采用真空导入模塑工艺一体成型缝合增强泡沫夹芯结构复合材料,考察了缝合间距、缝合纤维柱直径对夹芯结构复合材料性能的影响。结果表明:缝合纤维柱的纤维体积分数控制在45%～47%范围内时,真空导入模塑工艺制备的缝合增强泡沫夹芯结构复合材料树脂浸润缝合纤维柱质量均匀,缺陷最少。缝合间距增加1倍,平压模量降低65.7%,平压强度降低54.3%;缝合纤维柱直径增加,平压模量和平压强度显著增加,且平压模量大致与纤维柱直径的平方成正相关关系。缝合增强后,夹芯结构平压模量最大增加了9.2倍,平压强度增加了3.9倍。缝合增强泡沫夹芯结构的失效依赖于缝合增强方式,主要有泡沫开裂失效和纤维柱失效两种失效模式。     

碳纤维复合材料(CFRP)在汽车轻量化中的应用

针对传统汽车在制造过程中存在的高油耗、质量大、安全性低等问题,采用将碳纤维复合材料(CFRP)应用于汽车零部件制造过程的方式,并结合计算机辅助工程(CAE)对汽车进行结构优化,可有效根据汽车的不同结构及用途灵活的对产品进行设计及加工成型,有利于最大限度的减轻汽车整体质量,利用碳纤维复合材料超高的自身频率及吸收震动能量,使该材料的震动阻尼系数不断增高,在汽车遭受冲击时,碳纤维复合材料可有效吸收冲击能量,提高驾驶人员的安全性。将该材料应用于汽车生产领域,可实现降低油耗、减少排放的目的。