树脂传递模塑工艺成型三维编织复合材料树脂体系研究

针对三维编织物的特点,研究出了适于三维编织复合材料树脂传递模塑(RTM)成型工艺的树脂体系。该体系具有黏度低、适用期长、力学性能及耐温性好的特点,能够满足RTM工艺成型高纤维体积含量的三维编织复合材料要求。     

基于连续编织-缠绕-拉挤成型工艺的复合材料直管固化研究

根据复合材料固化成型原理,建立采用连续编织-缠绕-拉挤成型工艺生产的复合材料直管的传热模型以及固化动力学模型,利用有限元软件ANSYS和APDL语言开发复合材料直管固化过程数值模拟程序,以三维复合材料直管为模型进行固化数值模拟仿真,从而分析不同参数对采用连续编织-缠绕-拉挤成型工艺复合材料直管固化成型过程中的温度与固化度的影响。通过对复合材料直管模型进行固化数值模拟仿真分析可以得到工艺参数(如初始温度、加温历程、拉挤速度等参数)对固化过程的影响规律。对应用连续编织-缠绕-拉挤成型工艺生产的复合材料直管进行在线温度测试,测试结果表明数值模拟与实际生产工艺贴合,对实际生产有指导意义。     

三维整体编织复合材料管的设计与制造

采用四步法编织技术，对三维整体编织管理增强本进行了设计，利用树脂传递模塑工艺成型了复合材料管，并测试了其拉伸性能。     

三维编织物的缝合连接技术研究

缝合连接三维编织技术有效地解决了制作复杂形状异型件时存在的局限性。它把三维编织工艺和缝合工艺结合起来,从而满足了工程设计和整体性的要求。本文主要探讨了缝合连接形式、缝合连接工艺参数以及它们对缝合连接强度的影响,并且对缝合连接的基本破坏模式进行了分析。本文为缝合连接三维编织复合材料的结构设计、工程应用和力学性能研究提供了基础依据,同时提出了当前研究中应解决的问题以及缝合连接三维编织复合材料的主要研究方向。     

基于碳纳米传感器的复合材料内部缺陷测量及误差估计

结合三维编织复合材料制造工艺,提出了利用碳纳米线传感器对三维编织复合材料试件缺陷检测的应用方法。论述了碳纳米线传感器嵌入三维编织复合材料预制件的方式,分析了碳纳米线传感器的力学特性。分析了编织角对嵌入碳纳米线传感器的影响。系统使用传统的应变放大器测量电阻变化。最后,应用响应面法对实验结果进行统计分析。实验表明,本实验的研究方法成功地实现了三维编织复合材料内部缺陷位置和大小的估计。     

热固性碳纤维编织复合材料C形结构隔膜成型工艺

详细介绍了热固性碳纤维编织复合材料C形结构的热隔膜成型工艺。测量了CYCOM970/PWC-T300预浸料在60~120℃不同温度下的滑动摩擦系数。采用烘箱固化和热压罐固化两种方式,进行了热隔膜预成型体的固化试验。通过对试件进行三维激光扫描,得到了C形结构隔膜成型体的厚度、回弹大小分布规律以及滑移角的大小。通过对截面进行扫描,得到了成型试件的孔隙率。     

编织结构复合材料力学性能的测试与分析

对四步法三维编织复合材料的拉伸、压缩和弯曲等性能进行了实验研究,得到了该材料的主要力学性能参数及破坏规律.实验结果表明:三维编织复合材料具有良好的力学性能,而编织工艺和编织结构对复合材料的性能有较大的影响.这些结果为进一步研究复合材料的强度失效问题奠定了实验基础.     

编织复合材料

编织复合材料最突出的特点是具有良好整体性,是理想的结构复合材料。目前各先进国家和地区对编织复合材料的发展都给予了极大重视,这种材料已经在许多领域得到了实际应用。本文就编织复合材料的发展状况、基本的纤维编织技术、这种材料成型技术的特点和主要力学性能做了一般性介绍。最后,结合一些实际应用例子,叙述了编织复合材料的发展趋势。     

“口”字形碳纤维/铝复合材料的制备及力学性能

为实现汽车轻量化，提高汽车安全系数，以碳纤维、铝板为增强材料，环氧树脂为基体，采用真空导入成型工艺制备超混杂三维编织“口”字形碳纤维/铝复合材料，研究了所制备复合材料的弯曲和冲击性能，分析“口”字形编织及铝板对复合材料力学性能的影响。结果表明：采用“口”字形编织，解决了纯碳纤维树脂基复合材料韧性差的问题，在减轻质量的同时使得复合材料挠度增大，冲击强度提高16.64%；在编织时加入铝板，复合材料承受弯曲载荷提高26.02%，冲击强度在“口”字形编织的基础上再提高23.53%。     

三维全五向编织复合材料的弯曲性能研究

以无碱玻璃纤维为原料,采用四步法1×1编织工艺在全自动模块组合式编织平台上制备三维五向及全五向编织物;以E51环氧树脂、70#固化剂(四氢邻苯二甲酸酐)为树脂基体,与编织物复合制备三维五向及全五向编织复合材料;利用Instron万能材料试验机对比测试上述编织复合材料的弯曲性能,研究轴纱、编织角、纤维体积分数等结构参数对材料弯曲性能的影响。结果表明,编织复合材料的弯曲性能随着编织角的增加而减少,随着轴纱、纤维体积分数的增大而增加;三维全五向编织复合材料的弯曲性能明显好于三维五向编织复合材料。     

三维编织复合材料力学性能研究现状

对三维编织复合材料的力学性能研究现状进行了综述,研究内容大致归纳为细观结构特征研究、有限元仿真研究及实验研究。细观结构研究主要是研究单胞几何模型的建立和编织工艺与单胞结构模型的关系。有限元研究主要集中在利用有限元软件对细观结构模型进行力学分析、刚度强度性能预测。实验研究是运用实验的方法对材料的拉伸性能、弯曲性能及疲劳性能进行研究,并分析编织工艺参数和温度对其力学性能的影响。最后,对目前研究中存在的问题和今后的发展趋势进行了展望。     

二步编织法制作三维整体预制件

二步编织法适于制作三维 整体预制件,织造工艺简单,复合材料轴向力学性能优良。本文介绍二步编织法的工艺基础、预制件的细观结构及其变异形式,二步法预制件的编织设备,以及各种异型件的编织方法,对应用二步编织方法,对应用二步编织法成型复合材料有一定指导意义。     

RTM-三维编织技术的发展及应用

结合树脂传递模塑（RTM）工艺与三维编织结构各自的特点及其发展过程，阐述了RTM-三维编织技术在航空、航天、汽车、造船等领域的应用，说明了该工艺作为制造先进复合材料首要选择的必然性。     

动力有限元在三维编织复合材料弹道冲击性能研究中的应用

三维编织复合材料具有高的层间剪切强度,高的损伤容限和显著的抵抗裂纹扩展的能力。三维编织复合材料弹道性能的研究一般局限于实验观察阶段。本文运用数值计算方法对三维编织复合材料细观结构有限元模型进行弹道冲击性能研究,得出了合理的结果,说明了这种方法的有效性。     

三维编织复合材料的力学性能

三维编织复合材料是一种新型结构材料，具有优异的力学性能。本文综述了三维编织复合材料力学性能的部分研究进展，并对发展趋势进行了简要的评价与展望。     

三维编织旋转模塑新工艺的设计

开发设计了三维编织旋转模塑新工艺，以三维编织圆管为增强材料、TDE—85环氧树脂为基体，对其成型工艺进行了设计，初步讨论了模具结构、加热时间、旋转速度、主次轴转速比、树脂加料量、树脂的浸润等因素在工艺中的作用。     

三维编织结构参数对复合材料拉伸性能的影响

通过7组实验比较和分析研究,评价了编织结构参数(如编织角,纤维体积分数,轴向纱数与编织纱数之比,三维四向/五向,厚度)对复合材料拉伸性能的影响,且对复合材料的破坏模式进行了研究。实验结果表明,三维编织复合材料具有良好的力学性能,编织角、复合材料尺寸、纤维体积含量、轴向纱数与编织纱数之比等对复合材料的性能有较大的影响;复合材料有两种破坏模式,一种是裂纹沿纤维束扩展,另一种是纤维束拉断,后者为主要破坏模式。这些结果为三维编织复合材料的设计提供了依据。     

三维编织工艺及机械的研究现状与趋势

详细介绍了三维编织工艺和三维编织机械的发展历史与现状,分析对比了三维编织工艺流程及三维编织机的结构特点和适用性,总结了三维编织技术研究的热点和亟待解决的问题,为三维编织机的设计研究提供了一定参考。     

三维五向编织复合材料工字梁弯曲性能研究

对四步法三维五向编织工字梁结构的弯曲性能进行了数值分析和实验研究。首先根据三维五向编织复合材料细观结构模型对材料进行刚度预测,讨论编织参数对材料性能的影响;在此基础上,将预测得到的单胞力学性能应用到宏观结构上,建立三维五向工字梁有限元模型,对其弯曲性能进行数值分析;最后采用RTM工艺制作工字梁试件进行四点弯曲试验,将结果与有限元计算结果进行对比。结果显示,编织参数的变化对三维五向编织复合材料的性能有着较大影响,有限元分析结果与试验结果基本一致。     

三维编织复合材料有效模量的计算

三维编织复合材料的模型是计算机辅助设计复合材料的基础，但是目前的研究还很不成熟。本文应用三维编织复合材料的单胞模型，应用有限元分析软件ANSYS模拟了三维编织复合材料的编织结构，并模拟了得到了复合材料拉伸时的位移场和应力场，并由ANSYS的应力和应变结果计算了复合材料的等效弹性模量。其计算结果与实验结果符合较好。