复合材料构件固化变形预测及其工装型面补偿设计

工装型面是影响复合材料固化变形的重要因素,对型面进行合理的优化设计可以实现对固化变形的有效控制。本文通过固化变形实验,验证了固化变形的可控性,基于固化成型模型模拟预测,仿真结果与实验测试结果吻合较好,验证了预测模型及方法的正确性;在此基础上,基于节点位移法对工装型面进行优化设计,并对优化结果进行实验验证。结果表明,通过型面优化设计,可有效减小复合材料固化变形,最大变形量减少89%。     

工装材料和厚度对复合材料热成型性能的影响

不同材料的复合材料金属成型工装具有不同的热特征,热特征影响预浸料固化过程中升降温速率,影响到树脂流动和产品性能。生产高性能的复合材料产品,需要选择和设计升降温曲线接近于材料固化曲线的工装材料和相应厚度的随炉试片工装。文中测试的Invar钢和Q235钢两种材质工装固化曲线,包括Invar工装型面和工装内部、不同厚度随炉试片工装、Q235钢工装温度和升降温速率表征等。不同热量传递方式和低导热率导致了Invar工装的内部温度响应滞后于型面温度响应。作为表征产品性能的随炉试片工装,需要选择与产品工装温度特性匹配的工装作为随炉试片工装。Q235钢的导热率高,工装有较快的温度响应,型面温度均匀。     

无人机复合材料构件整体辅助定位工装的制作技术

本文主要介绍了小型无人机复合材料结构件的特点及成型蜂窝夹层结构板件中梁缘条、肋缘条和框层压板结构用整体辅助定位工装,并详述了整体辅助定位工装的制作工艺过程。     

连续纤维增强热塑性复合材料热变形性能研究进展

连续纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)是国际上复合材料的研究热点。介绍了连续纤维增强热塑性复合材料的热变形方式及原理,对比分析了CFRTP热变形实验和数值模拟方法,探讨了影响CFRTP热变形及制品质量的因素,并对CFRTP热成型研究方向和发展前景进行了展望。     

基于稳健优化的注塑件变形预补偿方法研究

针对凭经验进行预补偿设计容易造成预补偿失败的问题,提出了基于稳健优化的注塑件变形预补偿方法,综合考虑了塑料物性参数、浇注系统、冷却系统及工艺参数对注塑件翘曲变形量的影响,使变形预补偿更具有针对性。首先给出注塑件变形预补偿的原理,并提出利用模流分析来获得变形预补偿的数据,给出了MPI中实现预补偿的方法;接着提出了基于稳健优化的变形预补偿方法及实现流程,建立了适合变形预补偿的稳健优化模型;最后通过实例验证了提出的方法具有较好的可行性及工程实际应用价值。     

复合材料成型的工艺方法

本文详细阐述了聚合物复合材料的特点和应用,并对目前国外生产聚合物复合材料制品的工艺方法作了介绍,论述了这些方法的特点.     

316L/POM复合材料FDM成型件成型质量的研究

提出了一种基于熔融沉积成型(FDM)的金属3D打印技术,使用FDM打印机打印金属/高分子复合材料,得到的打印坯通过后处理脱脂和烧结成为金属零件。使用正交试验方法研究了分层厚度、喷嘴温度、填充线宽、成型方向对打印坯尺寸精度的影响,使用扫描电子显微镜(SEM)观察了不同分层厚度的打印坯的内部结构。实验结果表明:打印坯的尺寸精度随着喷嘴温度和填充线宽的增大而提高,但成型方向对尺寸精度的影响并不明显;分层厚度是影响打印坯成型质量的主要因素,分层厚度越小,打印坯内部层间间隙越小,成型质量越高。     

辅助工装在解决复合材料制件表面质量问题中的应用

主要研究了橡胶、热收缩塑料用作辅助工装在真空袋/热压罐成型复合材料制件中的应用。结合实验研究总结了在复杂的层压件、管状结构件及蜂窝夹层结构件成型时辅助工装选用材料要点、制作工艺控制要点等,有效地解决了复杂复合材料制件在成型中易出现的表面缺胶、发白、架桥等缺陷,提高了产品的质量。     

碳纤维复合材料整流罩成型方法研究

整流罩是与运载火箭和载人飞船配套的结构,具有高性能、轻量化的特点,它关系着运载火箭和载人飞船能否成功将航天器安全送入预定轨道。本文简述了目前国内整流罩的发展现状,并选用金属对模加压技术,预浸料一次成型共固化技术等复合材料成型工艺设计出一种轻质高强、厚度可控的复合材料整流罩,并对其发展趋势做出预测和展望。     

基于数字图像相关方法的复合材料层间剪切性能研究

层间剪切强度是评价复合材料层合板层间力学性能的一项重要指标。首先,按照ASTM D 2344开展了复合材料层合板短梁剪切试验,研究了CCF300/5228复合材料层合板层间剪切性能。其次,基于数字图像相关方法得到了不同载荷作用下层间全场位移和应变分布。最后,利用ABAQUS建立了复合材料层合板有限元模型,分析了复合材料层合板层间位移及应变分布,并与数字图像相关计算结果进行了对比。研究表明,数字图像相关方法试验结果与有限元分析结果具有较好的一致性。数字图像相关方法能够实时监测层合板层间应变分布,进而预测层间剪切破坏位置,为复合材料层间剪切性能研究提供有效的全场应变监测手段。     

复合材料薄板的成型固化收缩变形研究

本文在满足结构强度和刚度要求的前提下,通过对薄壁复合材料制品的铺层材料设计和制备工艺设计来减少制品的收缩变形.对不同方案进行了对比试验并采用三维有限元加以分析,试验结果与计算结果吻合.     

纤维缠绕复合材料制品收缩变形原因的探讨

本文从纤维缠绕张力、树脂收缩、热应力、芯模等方面探讨了对纤维缠绕复合材料制品收缩变形的影响。     

成型工序设备及工装的改造

对成型工摩几项设备及工装存在的问题、相应的改进方案以及效果分析进行了阐述。认为通过对设备及工装进行适时、适当的改进可以起到满足工艺要求、降低能耗和成本、提高劳动效率、保证产品质量等作用。     

纤维缠绕复合材料锥管的挠曲变形计算方法

纤维缠绕的锥形管,由于各截面的纤维层厚在不断变化,弯曲变形计算比较困难。本文以传递矩阵法为基础,计算纤维缠绕锥管在弯曲载荷作用下的挠曲变形,并以实验结果验证了计算结果。本文提出的计算方法比较简便,适合工程应用。     

中空成型和热成型过程的数值分析Ⅰ．变形过程的数学描述

热成型和中空成型过程实质上是热塑料膜的过程,它们都涉及到材料的大变形,从弹性体有限变形理论出发,聚合物膨胀过程被看作是超弹性类似于完全橡胶的变形,材料模型采用Ogden和Mooney-Rivlin超弹性模型,应变描述采用Green变形张量,应力描述采用二阶Pilola-Kirchoff应力张量,利用虚功原理得到描述塑料成型和中空成型过程的数学模型。     

复合材料快速成型技术研究综述

传统的复合材料成型工艺制造成本高、周期长,制约着复合材料的大规模推广应用,提高复合材料制造效率、降低制造成本是复合材料研究的永恒主题。本文概述了模压快速成型、液体成型技术、热塑性复合材料成型技术三种适用于航空领域的复合材料快速成型技术及其对应的材料体系特点和典型性能,总结了其在国内外航空领域的最新研究进展,提出了我国未来快速成型技术研究发展的相关建议。     

复合材料夹层结构产品固化变形分析

本文讨论产生复合材料产品固化变形的主要原因是树脂收缩引起的各方向上不同的线膨胀系数具体分析了复合材料夹层结构的的固化变形，经技术上的改进解决了固化变形，以满足产品的设计要求。     

碳纤维／超高相对分子质量聚乙烯复合材料的热性能研究

研究了碳纤维/超高相对分子质量聚乙烯复合材料的热性能变化。结果表明：加入少量的乙烯-丙烯酸共聚物（EAA）及炭黑后,可使复合材料的热变形温度明显提高;此外,不同的加工工艺对复合材料的热性能也有一定的影响。     

变形预补偿在风扇注射模具设计中的应用

注射制品的变形是长期困扰模具工程师的一大难题。尽管在模具设计过程中采用各种先进的技术手段，但成型制品却很难满足设计图纸要求。本文通过对制品的变形进行分类，并对收缩变形和翘曲变形分别提出了不同的解决办法，成功地利用变形预补偿降低风扇的变形量，为解决制品的变形问题提供了一种新的思路。     

不对称铺层复合材料变形规律的实验研究

为了充分发挥复合材料的可设计性和减重作用,近年来不对称铺层复合材料受到了越来越多的关注。本文对铺层顺序、构件尺寸、构件厚度和固化温度等因素对不对称铺层复合材料的变形规律进行了实验研究。结果表明,铺层顺序、构件厚度和固化温度对不对称铺层复合材料的变形有显著影响,而构件尺寸对变形曲率影响较小。