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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 78 毫秒
1.
2.
针对不同搭接长度和铺层方式的碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料层合板单搭胶接结构进行了拉伸试验,观察了试件的受力过程和失效形态,获得了载荷-位移曲线;同时基于连续损伤力学模型和三维Hashin失效准则模拟了CFRP复合材料层合板的层内损伤形成和演化,并利用内聚力模型来模拟层间及胶层的失效损伤,对CFRP复合材料层合板单搭胶接结构在拉伸作用下的失效强度和损伤机制进行了预测,通过对比验证了该数值方法的有效性;通过数值试验比较不同搭接长度和铺层方式的单搭胶接结构及双搭胶接结构的连接强度和损伤行为,并提出了一种优化的CFRP复合材料层合板胶接结构。结果表明:CFRP复合材料层合板胶接结构的极限失效载荷随着搭接长度的增大逐渐增加并趋于稳定值,且结构的失效形式逐渐从胶层自身剪切失效过渡到邻近胶层的层合板层间分层失效;CFRP复合材料层合板胶接结构的连接强度和损伤行为随着铺层方式的不同而改变,通过对3种铺层方式的对比和分析,得到性能最好的铺层方式是[03/903]2S;在搭接长度为5~20 mm时,通过对搭接长度进行优化,得到单搭胶接结构的最优搭接长度是17 mm,双搭胶接结构的最优搭接长度是19.3 mm,与搭接长度为20 mm相比,单搭胶接结构和双搭胶接结构的连接强度分别提高了13.26%和0.43%。   相似文献   

3.
以α-氰基丙烯酸酯类瞬干胶为胶粘剂,采用剪切试验、接触角试验和扫描电镜观察系统研究了丙酮简单清洗、喷砂处理、阳极氧化处理以及偶联剂处理对5083铝合金板胶接接头剪切强度的影响。结果表明:经简单清洗后,所得胶接接头的剪切强度最低;在附着力和机械啮合的共同作用下,喷砂处理和阳极氧化处理胶接接头的强度得到了提高,其中阳极氧化处理的效果最为明显,与简单清洗胶接接头相比,剪切强度提高了223.1%;胶接前适当使用偶联剂可以使简单清洗和喷砂处理胶接接头的剪切强度提高,在该试验条件下,KH-550偶联剂体积分数为5%时,胶接接头的剪切强度均达到了最大值;但偶联剂使阳极氧化处理形成的纳米小孔不能发挥机械啮合作用,所得胶接接头的剪切强度相比未使用偶联剂的反而降低。  相似文献   

4.
王大伟  李晔  巨乐章  朱安安 《材料工程》2022,50(10):118-127
为改善碳纤维增强复合材料(CFRP)胶接界面力学性能,采用低温氧气等离子体处理设备对CFRP进行表面处理。利用接触角测量仪、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)对CFRP表面润湿性、表面能、表面形貌、表面化学组分等进行表征,通过双悬臂梁实验(DCB)对CFRP胶接界面力学性能进行研究。结果表明:随氧气等离子体处理时间从0 s增加至30 s,表面水接触角从97°降至29°,CFRP表面润湿性达到最佳,极性分量占比显著增多;随处理时间的增加,CFRP表面粗糙度和最大高低差降低,形成较多谷峰分布的纳米级沟壑,基体表面积增大;同时,表面C—O和C■O等含氧极性官能团含量明显增加,C—C/C—H和Si—C官能团含量减少,表面污染物得到有效清除和转化;与未处理相比,经氧气等离子体处理20 s后,CFRP胶接界面最大剥离载荷和Ⅰ型断裂韧度分别提高了1.01倍(62.73 N)和1.92倍(649.21 J/m 2)。研究发现,氧气等离子体处理可以显著改善CFRP表面物理化学特性,有利于CFRP与胶黏剂更好的黏结,提高胶接界面剥离强度与韧性。  相似文献   

5.
采用低温等离子体处理技术对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)表面进行处理,以氩气(Ar)、N2和O2作为等离子体激发气体,通过接触角测量仪、AFM、SEM和XPS等测试分析手段,对CFRP表面的润湿性、粗糙度、微观形貌和化学组分进行表征,并结合拉伸剪切试验测试和失效形貌分析,研究了等离子体气体类型、放电功率P和处理时间t对CFRP表面理化特性和胶接性能的影响。结果表明:Ar、N2和O2等离子体处理可以显著改善CFRP胶接性能,当P=800 W,t=20 s时,与未处理相比,CFRP胶接强度分别提高了138%、172%和253%。表面测试分析可知,Ar等离子体处理后,CFRP胶接强度的增加主要是通过提高表面清洁度和增大界面粘接表面积,试样失效模式由界面失效转变为内聚失效为主的混合失效模式。与Ar相比,N2等离子体处理后,CFRP表面生成了较多-NH2极性基团,表面活性增加,进一步提高了CFRP和胶粘剂之间界面的结合力。与以上两种气体相比,O2  相似文献   

6.
铝合金表面特性对其胶接性能影响的研究进展   总被引:3,自引:0,他引:3  
不同的表面处理方法会导致铝合金表面的表面理化特性发生改变,从而对铝合金板材与胶黏剂的界面结合强度以及胶接接头的耐腐蚀性能有很大的影响。本文从铝合金表面粗糙度、微观织构、表面氧化层和涂层化学特性等方面入手,对铝合金胶接接头的界面强度和耐腐蚀性能影响的研究现状进行了综述。探讨了铝合金胶接研究发展趋势,并认为铝合金表面理化特性的参数化表征以及表面特性与胶接性能的关系模型建立等方面是今后研究的重要方向。  相似文献   

7.
在商用飞机复合材料结构制造过程中,可剥布在复合材料共胶接和二次胶接的表面处理过程中应用越来越广泛,逐步替代传统打磨方式。然而在实际应用中,可剥布与复合材料树脂体系之间存在一定的匹配性,经不同可剥布处理后的复合材料表面胶接性能存在较大差异。为研究其对胶接性能的影响,选用四种航空用可剥布对复合材料进行表面处理,采用热压罐工艺制备T300/Cycom 970环氧复合材料层压板,选取同一种航空用胶膜进行胶接。按照ASTM剥离测试和单搭接剪切测试标准,对T300/Cycom 970环氧复合材料胶接结构的性能进行测试,采用接触角测试、SEM和X射线能谱测试(XPS)分别对复合材料层压板制件和可剥布织物的表面润湿性、表面形貌和表面元素进行测试与分析。结果表明:选用聚酯湿可剥布处理后的T300/Cycom 970环氧复合材料胶接性能最佳;可剥布织物及涂层的残留会影响复合材料胶接性能;可剥布处理能改善复合材料表面润湿性,提高表面能,但并不能保障胶接质量;可剥布编织形式直接影响复合材料表面形貌,决定其表面粗糙度,对复合材料胶接性能也有较大的影响。  相似文献   

8.
采用激光技术对3D打印机制备的聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)和聚醚醚酮/碳纤维(PEEK/CF)制件表面进行处理,研究了激光处理对3种制件的表面结构、粗糙度、润湿性及胶接强度的影响;探究了激光处理对制件胶接强度增强机理.结果表明,经激光处理的制件表面形成沟槽结构,表面粗糙度增加,制件表面由亲水变为疏水.以胶...  相似文献   

9.
张吉秀  胡津  孔令超 《材料保护》2005,38(11):40-43
综述了国内外有关激光表面处理改善金属基复合材料耐蚀性的研究现状,从激光表面熔凝、表面合金化以及表面熔覆等几个方面论述了激光表面处理对金属基复合材料耐蚀行为的影响规律和特点,并讨论了激光参数对金属基复合材料表面处理的影响.研究结果表明,激光表面熔凝可能导致某些金属间化合物和部分增强体分解,减少在复合材料组织中形成原电池从而加速材料腐蚀的机会;激光表面合金化是用激光将涂覆在复合材料表面少量的合金元素熔化,在快冷后形成不同于基体的耐蚀性较高的合金化表面层;激光表面熔覆则是在基体表面形成一层较厚的涂覆合金层,表面的合金层将基体与腐蚀介质隔绝开,从而提高材料的耐蚀性.利用激光表面处理改善金属基复合材料的耐蚀性是一种较为有效的方法.  相似文献   

10.
徐建新  乔新 《工程力学》1996,(A01):229-232
针对复合材料补片胶接修补损伤金属结构中存在的残余热应力,本文充分考虑了周期结构对胶接修补区域的约束作用,系统地分析了胶接修补结构中残余应力大小以及残余热应力对结构静强度和疲劳寿命的影响,所得结果将为实际结构的胶接修补提供依据。  相似文献   

11.
在航空飞行器的碳纤维复合材料(CFRP)结构件损伤修复时,挖补胶接技术是获得高性能的CFRP层合板接头的理想工艺.本文提出一种CFRP层合板的多梯层挖补胶接接头设计策略,设计了挖补胶接接头阴阳膜构建和分层切片激光三维雕刻扫描工艺代码生成算法,探索了CFRP梯层界面的激光烧蚀成型工艺规律和粘结性能改善机理,验证了胶接接头...  相似文献   

12.
Journal of Materials Science - The influence of a grain orientation and textured surfaces on the droplet evaporation and the graphene coating wettability is investigated. The study of the behavior...  相似文献   

13.
Laser ultrasonic based nondestructive evaluation (NDE) techniques are being increasingly used in aerospace industries. Generally, the service lifetime for an aircraft could be more than 25 years. Thus, the composite structures of the aircraft could be susceptible to laser pulse fatigue damage caused by the laser pulse energy in the long-term repetitive maintenance inspection. In this paper, the effect of repeat laser pulse scanning on the mechanical characteristics of unpainted and painted CFRP specimens (USN175BX Carbon UD prepreg, Bisphenol A epoxy resin) is investigated to verify the reliability regarding the use of laser ultrasonic scanning based NDE techniques on the inspection of the CFRP structure. A high-speed laser ultrasonic scanning system is setup to perform repeat scanning of 1300 times on both CFRP specimens at the five laser pulse energy levels using the 532-nm and 1064-nm Q-switched continuous wave lasers. Elastic modulus assessment based on the ultrasonic Lamb wave pitch–catch method is used and the surface condition of the scanned area is investigated by a microscope. As a result, the laser pulse fluences that is shown in this paper are suitable for the long-term repetitive maintenance inspection in unpainted and painted CFRP structure even if it demonstrates an embrittlement phenomenon similar to the modulus measurement resolution in the unpainted CFRP specimen. In addition, the laser pulse fluence for maximum signal-to-noise ratio without any damage is investigated in both unpainted and painted CFRP specimens. As a result, both 102.45 mJ/cm2 in unpainted CFRP specimen and 51 mJ/cm2 in painted CFRP specimen can be the laser pulse energy for the maximum signal-to-noise ratio without any damage.  相似文献   

14.
The effect of surface laser processing on the optical properties and structure of the surface region of (111) oriented CdTe single crystals have been studied by multiple-angle-of-incidence single-wavelength ellipsometry. The measurements were performed both on Cd and Te surfaces of CdTe(111) crystals and morphology was monitored by AFM. CdTe crystals were subjected to various treatments including chemical and laser etching. The ellipsometric parameters Δ and Ψ were obtained at several light incidence angles and data were interpreted based on the model of an absorbing surface layer located on an absorbing substrate. Surface roughness was taken into account and the surface layer was considered as an equivalent film with flat boundaries and effective optical parameters. The refraction n and absorption k indexes, and thickness d of the modified surface layer were calculated and features of nanosecond laser irradiation on CdTe(111) polar surfaces were discussed.  相似文献   

15.
Gold nanoparticles capped with 4-aminothiophenol have been employed for laser desorption ionization mass spectrometry of biomolecules. We demonstrate that the capped nanoparticles increase ion yields, decrease ion fragmentation, and increase the useful analyte mass range when compared to other nanoparticle systems. These results will allow for further development of nanoparticles with both targeting and enhanced ionization abilities to aid in biomarker screening.  相似文献   

16.
The effect of substrate surface roughness on the wettability of Sn-Bi solders is investigated by the eutectic Sn-Bi alloy on Cu/Al2O3 substrates at 190 °C. To engineer the surface with different roughnesses, the Cu-side of the substrates is polished with sandpaper with abrasive number 100, 240, 400, 600, 800, 1200, and 1 m alumina powder, respectively. Both dynamic and static contact angles of the solder drops are studied by the real-time image in a dynamic contact angle analyzer system (FTA200). During dynamic wetting, the wetting velocity of the solder drop decreases for the rougher surface. However, the time to reach the static contact angle seems to be identical with different substrate surface roughness. The wetting tip of the solder cap exhibits a waveform on the rough surface, indicating that the liquid drop tends to flow along the valley. As the solder drops reach a static state, the static contact angle increases with the substrate surface roughness. This demonstrates that the wettability of solders degrades as the substrates become rough.  相似文献   

17.
研究了不同的晶体硅表面钝化方法,测试分析了硅片的少数载流子寿命以及对晶体硅/非晶硅异质结(HIT)太阳电池性能的影响。发现适当时间的HF溶液处理、氢等离子体处理和表面覆盖约3nm的本征非晶硅层能有效提高硅片的少子寿命,从而提高HIT太阳电池的开路电压。对电池制备工艺综合优化后,得到了基于n型晶体硅的光电转换效率为16.75%(Voc=0.596V,Jsc=41.605mA/cm2,FF=0.676,AM1.5,25℃)的HIT太阳电池。  相似文献   

18.
碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料是一种具有轻质、高强和抗腐蚀等优点的新型高性能材料,为了研究尺寸效应对CFRP复合材料布加固钢筋混凝土柱偏心受压性能的影响,本文进行了相关的试验研究。试验共制作了15根尺寸成比例的钢筋混凝土柱试件,试验考虑了构件尺寸、偏心距和CFRP复合材料布加固层数三种因素的影响。试验结果表明:CFRP复合材料布加固钢筋混凝土柱的破坏形态、相对挠度、CFRP复合材料布峰值应变、钢筋峰值应变都存在明显的尺寸效应; CFRP复合材料布加固钢筋混凝土柱的极限荷载随偏心距的增大而减少,尺寸越大,减小趋势越平缓;在相同偏心距下,随着CFRP复合材料布加固钢筋混凝土柱试件截面尺寸的增加,安全储备系数逐渐减小。   相似文献   

19.
采用激光加工技术在Ti6Al4V表面分别加工直线、网格和具有规则点阵状结构的表面纹理,采用自组装技术制备自组装分子膜。采用扫描电镜、形貌分析仪和接触角测量仪对成膜后的钛合金表面进行形貌和接触角的表征与测量。结果表明,通过激光加工和沉积自组装分子膜,可显著增大Ti6Al4V的水接触角。其中直线纹理的试样表面水接触角可达124.8°,网格纹理的试样表面接触角可达126.1°,点阵状纹理的试样表面接触角可达151.6°。表面接触角与表面粗糙度相关,随着表面粗糙度值的增大,接触角呈增大趋势,当表面粗糙度>4μm时,接触角均>150°,形成超疏水表面。  相似文献   

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