配合间隙对蜂窝夹层结构板芯胶接质量的影响与研究

设计制作了一系列带有不同配合间隙的蜂窝夹芯结构试验件,并对试验件的内部性能和机械性能进行了测试,分析了配合间隙对蜂窝夹层结构胶接性能的影响。研究发现当蜂窝芯与面板的配合间隙大于胶膜的厚度时就会发生板芯脱粘;当使用发泡胶对配合间隙部位进行局部补偿时,可以获得合格的板芯胶接质量,且不降低结构的机械性能;对配合间隙使用胶膜校验检测时,低真空度有利于校验结果的可靠性,从而确保板芯的胶接质量;且蜂窝芯型面加工成阶梯状相比斜平面更有利于板芯胶接的质量。     

Nomex蜂窝夹层复合材料的成型工艺研究

针对Nomex蜂窝填充双马树脂基复合材料夹层结构在固化成型过程中易出现的蜂窝芯边缘塌陷问题进行研究。通过采用不同的成型工艺方法,以及对共固化工艺参数进行调整,研制出相应的双马来酰亚胺树脂基碳纤维/蜂窝夹层结构层板,并且对夹层结构的力学性能、内部质量以及平面拉伸性能进行测试。在此基础上分析了成型压力参数对夹层结构质量的影响。相关工艺试验表明蜂窝芯塌陷的原因主要是固化过程中蜂窝芯边缘的滑移引起的蜂窝局部失稳,通过采取分步成型、蜂窝先胶接后修型的方法能够有效地解决Nomex蜂窝夹层结构填充双马树脂基复合材料结构成型过程中的蜂窝芯塌陷问题。     

蜂窝夹层结构板-芯脱粘后的修补及对透气性的影响研究

介绍了蜂窝夹层结构板-芯脱粘的注胶修补、挖补和贴片加强方法,分析了不同修补方法对夹层结构胶接质量、强度、重量和透气性的影响。结果表明:两种修补方法配合贴片加强后均可满足结构的胶接质量和设计许用强度要求;采取挖补方法不会影响原有结构的透气性,试件停止抽真空后压力恢复时间不到2 s,且修补增重最小;采取侧向定位注胶修补方法对原有结构4.5 mm高度外的透气性基本没有影响,试件停止抽真空后压力恢复时间约为4 s,但修补增重略大;采取竖直注胶修补方法对原有结构的透气性影响最大,修补区域或有1/3的蜂窝格孔会被胶液完全填充,因此试件停止抽真空后压力恢复时间最长,约为9 s,且修补增重最大。所得结果可为优化产品修补工艺提供参考。     

修复方式对蜂窝夹芯结构弯曲性能的影响

针对夹芯结构经常出现的三种损伤方式:单面板损伤、单面板和蜂窝损伤以及穿透性损伤,利用真空袋压工艺,采用高强玻璃布补片和Nomex蜂窝芯作为修补材料,通过复合材料胶接与挖补修复工艺对损伤结构进行修复,主要探讨了修复前后不同损伤孔径对其弯曲性能的影响。结果表明,三种损伤方式对蜂窝夹芯结构的最大载荷和弯曲刚度都有很大影响;三种损伤方式的夹芯结构的最大载荷和弯曲刚度都随着损伤孔径的增大而降低;用复合材料胶接与挖补工艺对三种损伤方式的夹芯结构进行修复,能大大提高受损结构的弯曲性能;修复后的最大弯曲载荷达到完好夹芯结构的80%以上,修复后的弯曲刚度达到完好夹芯结构的85%以上。     

低速冲击下铝蜂窝夹层板的动态响应研究

为了研究铝蜂窝夹层板在低速冲击下的动力学响应,通过有限元仿真软件ANSYS/LS-DYNA分析了半球头圆柱低速冲击铝蜂窝夹层板的损伤变形,建立了含蒙皮、蜂窝芯和胶层的铝蜂窝夹层板精细化仿真模型,通过与文献试验结果对比,验证了模型的准确性,并研究了铝蜂窝芯单元尺寸、高度以及金属、碳纤维增强复合材料(CFRP)两种蒙皮材料对蜂窝夹层板冲击响应的影响。结果表明:铝蜂窝芯单元尺寸越大,夹层板的刚度和稳定性越低;芯层高度对吸能的影响较小;胶层对吸能的影响不可忽略;相对于铝蒙皮,CFRP蒙皮铝蜂窝夹层板的吸能效果较好。     

直升机板-蜂窝夹层结构件表面成型质量研究

对金属板与蜂窝夹层结构复合材料件,成型后在板-板胶接区、蜂窝胶接区产生大量胶瘤的表面成型缺陷进行了改进。通过增加扒皮布、粘贴胶带保护等方法,提高了产品的表面质量,减少了产品表面的补加工,防止对产品强度、后续工序造成影响。     

Nomex蜂窝夹层结构共固化技术及静态压缩力学性能研究

利用玻璃钢蒙皮和芳纶纸蜂窝,采用整体共固化的方式,对芳纶纸蜂窝夹层结构的一体化成型技术进行了研究,验证了蒙皮-蜂窝芯子-蒙皮(三明治结构)结构一体化成型的工艺可行性,并制备蜂窝夹层结构。通过比较夹层结构的粘接效果和面外静态稳定压缩测试,结合压缩应力-应变曲线,采用理论分析方法建立了夹层结构屈服强度本构方程。工艺试验和测试结果表明,采用玻璃钢蒙皮和芳纶纸蜂窝所制备的蜂窝夹层复合材料,蒙皮与蜂窝夹芯间胶接质量良好,弹性阶段面外静态稳定压缩强度达到5MPa,具备优异的层间和抗压性能,为其在相关领域的应用提供了一定理论基础。     

夹层结构剥离强度下降原因分析

针对J-116胶膜粘接的铝板和铝蜂窝夹层结构,采用两种固化工艺,两种浸水条件、喷淋盐雾和两种刀具加工试样,对夹层结构的板板和板芯90°剥离强度进行了测试,分析了剥离强度下降的规律.研究结果表明:水的长期作用,会使胶接强度降低,温度会加速水的作用;盐雾和大气曝晒的影响较小,旧刀具对蜂窝芯子造成二次破坏,直接导致板芯剥离强...     

连续制造玻璃钢夹层结构的方法

在许多技术领域里,除了有强度要求之外,还要求有较优小重量和较高热绝缘性能,广泛采用轻质塑料夹层结构。夹层结构最重要的性能,是它的外蒙皮板及夹芯层(泡沫层,蜂窝层)能有效地共同工作。为此目的,对于不同的结构,可采用胶接、放置加劲肋、铆接以及其他     

连续制造玻璃钢夹层结构的方法

在许多技术领域里,有的除了有强度要求之外,还要求有较小重量和较高绝热性能,为此广泛采用轻质塑料夹层结构。夹层结构最重要的性能,是它的外蒙皮板及夹芯层(泡沫层,蜂窝层)能有效地共同工作。为此目的,对于不同的结构,可采用胶接、放置加劲肋、铆接以及其他方法。采取泡沫夹层,可保证有较高的结构制造效率,比胶接生产率高,且又省工。但是,由于泡沫夹层强度低,它与蒙皮的连接强度也较低。如果通过提高泡沫层密度的方法增加它的强度,     

变截面蜂窝夹层结构复合材料胶接工艺研究

针对变截面蜂窝夹层复合材料典型结构件在固化成型过程中出现缺陷的问题进行研究,并在原有的成型工艺基础上,对变形区域的材料特性及受力形式进行了分析,找出了在胶接过程中可能产生蜂窝位置滑移、造成局部结构变形的原因.通过采用分步固化、蜂窝芯二次后处理、发泡胶预粘等工艺处理方法,有效解决了变截面蜂窝夹层结构胶接件在成型过程中的形变问题.     

5228A树脂基无胶膜蜂窝夹芯结构粘结性能研究

本文采用高树脂含量的5228A预浸料作为胶接层制备出无胶膜蜂窝夹芯结构,通过超声无损检测、滚筒剥离断面形貌及滚筒剥离强度测试等分析了无胶膜蜂窝夹芯结构粘接性能随成型压力及胶接层树脂含量的变化规律。研究表明,5228A树脂体系具有可控的流变特性,可适用于无胶膜蜂窝夹芯结构的制备;5228A树脂基预浸料具有良好的工艺性能,所制备的无胶膜蜂窝夹芯结构内部质量良好,蒙皮及蜂窝的粘结性能优良;蜂窝夹芯结构滚筒剥离强度随成型压力提高而提高,蜂窝夹芯结构滚筒剥离强度随胶接层树脂含量的升高而提高。     

有关蜂窝夹层结构雷达罩工艺的几点看法

蜂窝夹层结构已成为雷达罩结构设计中广泛应用的重要材料。由于蜂窝夹层结构制造过程的复杂性和不可逆性,注重其工艺控制对产品质量的保证是非常重要的。本文介绍了蜂窝夹层结构雷达罩结构设计制造过程中,由工艺条件不当所产生的产品缺陷,重点分析了蜂窝芯子质量,蜂窝芯与面板胶接的质量,以及单元间的连接工艺质量等对蜂窝夹层结构雷达罩性能及产品质量的影响,并给出了一些建议。     

吸湿对氰酸酯胶膜蜂窝夹层结构胶接性能的影响

采用氰酸酯预浸料、氰酸酯胶膜和Nomex纸蜂窝,利用热固化成型方法制备了氰酸酯胶膜蜂窝夹层结构。分析了Nomex纸蜂窝、氰酸酯预浸料、氰酸酯胶膜的吸湿行为,研究了吸湿对氰酸酯胶膜粘接的夹层结构破坏模式的影响,分析了吸湿在氰酸酯胶膜粘接夹层结构中的作用机理,以此为基础提出了减小或消除吸湿影响的措施。结果表明,氰酸酯胶膜及氰酸酯预浸料的吸湿量可以忽略。Nomex纸蜂窝中的湿气对夹层结构的胶接会产生不利影响,湿气的存在会影响胶粘剂对蜂窝的浸润,并且湿气中的水分还会催化氰酸酯的反应,在粘接固化过程中加速胶粘剂的凝胶和黏度增大。为消除纸蜂窝吸湿对胶接的不利影响,采取措施控制胶接环境和待胶接材料的贮存环境、在胶接前充分干燥待胶接材料等措施,可以达到降低待胶接蜂窝中的湿气含量,进而减小其对夹层结构胶接影响的效果。     

有关蜂窝夹层结构雷达罩工艺的几点看法

蜂窝夹层结构已成为雷达罩结构设计中广泛应用的重要材料。由于蜂窝夹层结构制造过程的复杂性和不可逆性，注重其工艺控制对产品质量的保证是非常重要的。本文介绍了蜂窝夹层结构雷达罩结构设计制造过程中，由工艺条件不当所产生的产品缺陷，重点分析了蜂窝芯子质量，蜂窝芯与面板胶接的质量，以及单元间的连接工艺质量等对蜂窝夹层结构雷达罩性能及产品质量的影响，并给出了一些建议。     

玻璃钢蜂窝夹层结构制品常见缺陷修补技术

主要研究低压成型玻璃钢及其蜂窝夹层结构制品中常见缺陷(板-芯脱胶,蒙皮分层)的修补技术。制备了SC-13基体/玻璃布低压成型玻璃钢蜂窝夹层结构制品中常见的板-芯脱胶与蒙皮分层2种缺陷试样,分别用树脂注射法和贴补法对缺陷进行修补,对3种试样(含缺陷试样、无缺陷试样和缺陷修补试样)进行了检测,测试了试样的弯曲强度,分析了修补方法和所用材料的合理性、修补技术的可行性。研究结果证实,采用铁锚204与无碱布-60制备的胶膜贴补修补板-芯脱胶、采用J-153低粘度环氧胶黏剂注射修补蒙皮分层均有效,且修补工艺方法简单,修补后剪切强度恢复率与弯曲强度恢复率均较高,达80%以上。     

新型起圈织物增强蜂窝夹层板力学性能研究

复合材料夹层结构由于其优越的力学性能被广泛应用于当今航空工业,但是传统编织二维复合材料夹层板在厚度方向抗分层与抗剥离能力较差,起圈织物作为一种新型三维机织复合材料,可通过z方向预织的毛圈有效改善复合材料夹层板在厚度方向的力学性能。但目前国内对起圈织物增强夹层结构的力学性能研究较少。对起圈织物蜂窝夹层板的平拉力学性能进行研究,通过真空袋成型工艺制作了玻璃纤维起圈织物增强夹层板与传统玻璃纤维夹层板并完成平拉试验,获得了平拉载荷作用下的力-位移曲线与拉伸强度。试验结果表明起圈织物增强蜂窝夹层板具有更高的平拉模量与平拉强度。主要原因是固化时,起圈织物夹层板的蜂窝夹层中形成了环氧树脂胶柱体。胶柱体参与了芯材受力,增大了拉伸模量,同时嵌入胶柱体的毛圈也提高了起圈织物夹层板的平拉强度。由此可以得出结论:起圈织物可以有效提高蜂窝夹层板的平拉性能。最后就研究中出现的一些问题提出相应的改进方法与思路。     

蜂窝夹层复合材料四点弯曲性能和失效模式的研究

对共固化成型的蜂窝夹层复合材料四点弯曲进行了宏观力学和失效方式分析,研究了预浸布种类、夹层板滚筒剥离强度以及蜂窝芯厚度对四点弯曲破坏模式的影响以及破坏模式和四点弯曲性能的关系,为蜂窝夹层复合材料原材料合理选用提供了依据。研究结果显示：蜂窝芯厚度对四点弯曲性能影响显著,蜂窝芯厚度不同会出现三种不同类型的破坏方式;胶膜面密度对四点弯曲450 N载荷的挠度值影响较小,对四点弯曲强度影响较大;蜂窝芯厚度一定时,不同胶膜面密度样品出现两种破坏方式;蜂窝芯厚度和胶膜面密度一定时,面板性能增加,会出现两种不同的破坏方式。     

夹层结构榫卯T型接头弯曲破坏机理试验研究

本文针对复合材料蜂窝夹层结构榫卯胶接T型接头,进行了弯曲破坏模式和承载能力的试验研究。试验研究了不同榫头宽度、不同榫头数量的五种T型接头试验件,绘制了弯矩-位移曲线图。弯曲试验结果表明:T型接头试验件的破坏包括榫肩区域的胶接面拉伸破坏和榫头区域上面板胶接面剪切破坏或面板拉断。在加载过程中榫肩区域首先发生脱黏,榫头区域承担大部分载荷,最后榫头区域上面板与底板脱黏或面板被拉断。参数研究结果表明:对于复合材料蜂窝夹层结构榫卯胶接T型接头,增加榫头宽度和榫头数量能显著增加T型接头的弯曲刚度,对提高T型接头的弯曲承载能力也有重要贡献。     

复合材料蜂窝夹芯结构紧固件连接拉脱失效行为研究

结合数值仿真计算和试验研究,得到了复合材料蜂窝夹芯结构紧固件连接在拉脱载荷作用下的破坏形式及承载能力,揭示了相应的失效机理。介绍了复合材料夹层结构的刚度理论,并建立了有限元模型,数值预测了结构的失效模式与极限载荷,通过与试验结果的对比,证明了本文数值模拟方法的有效性。试验与数值计算结果均表明复合材料蜂窝夹芯结构的失效区域主要集中于连接区域,故为提高结构承载能力,尝试将连接区域的蜂窝挖空后进行灌封,并对此局部灌封形式的复合材料蜂窝夹芯结构进行数值计算,结果表明,采用对复合材料蜂窝夹芯结构连接区域蜂窝灌封的方式,其性能要优于挖空蜂窝灌封的结构,承载能力有显著提高。