高温绝热毡有效热导率的理论分析与实验研究

建立了高温绝热毡有效热导率的数值计算模型,分析了温度和压力对传热机制的影响．用高真空平板型石墨加热炉测量了纤维绝热毡平均温度高达860℃时的有效热导率,实验结果与理论计算吻合得很好．结果表明,当温度较低（〈400℃）时,高温隔热毡的固体传导在总体传热中占主导地位;当温度较高时（〉700℃）,无论环境压力高低,辐射都成为材料内部主导的传热方式;当环境压力小于200Pa时,可忽略气体传导的影响．     

形状记忆合金混杂复合材料弯曲变形的设计

为了预报形状记忆合金混杂复合材料的物理性能与弯曲变形能力,提出了兼顾常规力学性能和主动变形能力的系统的设计方法.以形状记忆合金体积含量为主要设计变量,分析了丝状、带状及板状形状记忆合金埋入复合材料层合板后,这种混杂复合材料力学性能的变化.经过某种特殊加工的板状NiTi合金,不但增大了NiTi合金的体积含量,还增大了形状记忆合金电阻值,以此来提高NiTi合金的响应速度.采用有限元方法进行设计计算及分析,验证了该设计方法的正确性.     

结合改进单胞模型的单钉双剪层合板螺栓连接结构挤压性能的多尺度表征分析

为提高螺栓连接层合板结构的可靠性和承载能力,基于ABAQUS软件及用户子程序(USDFLD),结合改进的单胞模型,建立了考虑组分材料失效的多尺度数值模型。利用该模型表征分析了单钉双剪层合板螺栓连接结构的力学性能,研究了铺层形式及几何尺寸对连接结构性能的影响。该模型的预报结果与试验结果吻合较好。结果表明:准各向同性层合板螺栓连接结构的挤压强度高于正交各向异性层合板连接结构的挤压强度,前者的失效模式为挤压失效,后者为剪出失效,该模式导致结构承载能力降低,设计中应避免。层合板边径比大于3时,不同宽径比连接结构的挤压强度趋近稳定值;但相同边径比的连接结构,其挤压强度随宽径比的增大而增大,连接结构设计时应给予考虑。      

模具对复合材料构件固化变形的影响分析

通过光纤光栅的方法实验研究了在热压罐成型工艺过程中, 复合材料构件由金属固化模具与复合材料构件热不匹配导致的沿厚度方向和面内的固化残余应力发展, 得到了固化后残余应力沿构件厚度方向和面内的分布情况, 并分析了该残余应力分布的产生机制以及对构件固化后变形的影响。结果表明: 复合材料与模具之间的热不匹配导致的固化残余应变沿构件厚度方向呈梯度分布, 靠近模具端大于远离模具端, 并且该应变会引起构件固化后的翘曲变形, 变形以沿纤维方向为主。     

一种新型自粘接预浸料-Nomex蜂窝板面-芯结合强度关键影响因素试验研究

以Nomex蜂窝和新型自粘接预浸料作为试验材料,通过采用均压板的共固化工艺制备蜂窝夹层板.采用滚筒剥离方法测试其面-芯结合性能,采用电子显微镜等方法观察其蒙皮-蜂窝粘接面、剥离后蒙皮表面结构及蜂窝壁端面的微观形态,并测试了蜂窝壁厚度与蜂窝壁浸渍的树脂成分.结合以上测试结果研究了在采用均压板的制备过程中工艺参数和蜂窝特征对蜂窝夹层板面-芯结合强度的影响规律,并考察了蜂窝夹层板的粘接形式.结果表明:在采用均压板模具的共固化工艺中,一定的升温速率范围内,蜂窝板的面-芯结合强度随着升温速率的减小而增大;而加压时机对蜂窝板的面-芯结合强度的大小没有明显的影响;蜂窝壁端面越粗糙、蜂窝壁树脂层厚度越小,夹层板的面-芯结合强度越好.     

热压罐工艺环境对于先进复合材料框架式成型模具温度场的影响

热压罐固化工艺过程中的模具温度分布对于先进复合材料成形质量影响很大。本文在之前相关文献研究的基础上,对模具温度场分布的工艺环境因素作了进一步的研究。结果表明,工艺环境因素中,风速、升降温速率对于模具型面温差影响显著,而模具在罐内的摆放位置则对模具型面温度场温差影响很小。     

先进复合材料可制造性中的成本估算理论框架

飞行器复合材料构件的可制造性评价是其结构制造工艺方案决策的重要依据,成本是评价体系中的一个重要指标。本文概述了先进复合材料可制造性中的成本概念及组成,应用过程估算方法建立了成本指标的估算理论框架及初步模型。通过对工时估算理论的分析,提出了适合于过程估算方法的工时概念关系式。应用本文所提出的先进复合材料可制造性成本估算理论,能够有效地建立较为实用的可制造性成本评价估算模型。     

用数值模型研究复合材料固化过程规律

复合材料在固化过程中的内部历程很复杂, 科学地设计操作工艺需研究过程机理。本文对复合材料的固化过程的机理进行了阐述和发展, 并根据机理模型编制了电算程序, 通过数值计算模拟热压条件下复合材料的固化变化过程, 解释实验现象, 设计出合理的操作工艺使产品的各项指标得以保证。     

光纤传感器监测复合材料热压釜固化实验研究

利用最新发展的光纤传感技术可以对材料内部的固化情况进行全面有效的监测,例如,监测固化温度,粘滞度、孔隙率、压缩进程等.同时,基于监测信号实时调整工艺过程,就可以保证产品的质量.本文给出利用光纤传感器监测复合材料热压釜固化进程中粘度变化的实验结果,井对影响传感器工作的因素进行了分析.