共胶接T型加筋壁板模具设计及成型工艺研究

本文选取T型加筋壁板作为典型结构件,研究了热压罐共胶接工艺中成型模具的设计和模具对成型质量的影响。首先针对T型筋条的结构和成型特点,设计了两种模具方案,研究了硬模(金属模具)/硬模、硬模/软模(橡胶模具)两种模具配合方式对筋条成型质量的影响,并进一步研究了筋条、蒙皮的固化顺序对T型加筋壁板共胶接质量的影响。结果表明,T型筋条成型中拐角区的传压及受压均匀性是模具设计中考虑的要点;与硬模/硬模配合方式相比,硬模/软模配合方式可以提高筋条拐角区的受压和密实均匀性,不容易出现因受压不均而在拐角区和填充区产生的纤维褶皱及孔隙缺陷,但是筋条尺寸精度低于硬模/硬模的情况;采用有限元法模拟分析了硬模、软模内部压力分布,发现模拟结果与实验结果基本一致;已固化筋条与未固化蒙皮胶接时,胶接区蒙皮的厚度均匀性不易保证,采用未固化筋条与已固化蒙皮共胶接的方式更容易保证胶接区的质量。本文研究结果对壁板类结构整体化工艺成型质量的控制具有指导意义。     

斜缝与Z-pin混合增强泡沫夹层复合材料力学性能实验研究

结合斜缝合增强和Z-pin增强2种方法, 采用混合增强方法制备泡沫夹层结构, 并对这种结构材料的平压、 平拉和剪切力学性能进行了实验研究, 考察了不同混合比例对其力学性能和破坏模式的影响。结果表明, 夹层结构中, 随着Z-pin比例的增加, 压缩强度和模量增大; 随着斜缝合比例的增加, 拉伸强度、模量以及剪切强度增大; 但不同混合增强试样的剪切模量差别不大。      

Ti表面处理及其对层间混杂复合材料Ti/CFRP性能影响

选择三种不同的表面处理方法:喷砂法、碱性过氧化氢氧化法、磷酸盐氟化物法对钛薄板进行表面处理,再分别将它们进行加偶联剂后处理。然后采用SEM与XPS方法对各种方法处理后的钛合金表面形貌与组成成分进行分析,通过性能测试研究钛合金表面处理法对钛／碳层间混杂复合材料(Ti/CFRP)性能的影响。      

模压树脂传递成型工艺中的树脂流动性研究

模压树脂传递成型工艺是一种新开发的低成本成型工艺,本文对其压制过程中的树脂流动性进行了实验研究。通过大量的实验,对比在不同模具形状、不同树脂初始堆砌形状时,压制过程中的树脂流动性及压强与树脂流速地的关系,确定合适的树脂初始堆砌形状,以指导实际的生产操作。     

FDM用短切玻璃纤维增强复合材料改性研究

实验对短切玻璃纤维增强ABS复合材料进行了一系列的改性研究。使其不仅强度、硬度方面都高于纯ABS,而且显著降低ABS的收缩率,减小制品的形变。并通过适量加入增韧剂和增容剂,使挤出的复合材料丝的韧性及力学性能均有较大的提高。用改性的短切纤维增强ABS作为原料,在多功能快速成形机上制备出了试样,测定其力学性能,与不含玻璃纤维的ABS制成的试样作比较,从宏观和微观方面对其改性效果进行了评判。从而制备出适于FDM成形用的短切玻璃纤维增强复合材料。     

热固性预浸料凝胶特性的固体扭转测试方法

采用固体扭转法研究了一种玻璃纤维织物/环氧预浸料和2种碳纤维织物/环氧预浸料的流变特性,为测定凝胶点和研究凝胶化过程提供了一种可行的表征方法。在此基础上考察了试样尺寸和纤维织物结构对预浸料凝胶特性的影响。结果表明：试样宽度对测试结果基本没有影响,而试样厚度增加会引起预浸料动态模量的降低,凝胶点不易判定;纤维织物结构对预浸料凝胶点有很大影响,说明预浸料流变特性反映的是树脂流变特性与纤维网络可变形性综合作用的结果。     

变厚度复合材料热压罐工艺层板厚度控制的实验研究

针对2种碳纤维织物/环氧预浸料,采用热压罐工艺在不同条件下制备了变厚度层板,并通过层板内部形貌、层板厚度、纤维含量、吸胶量、织物渗透率的测试分析,研究了变厚度层板的密实过程和纤维分布的影响因素。结果表明：密实过程中树脂的二维流动导致2种织物变厚度层板厚板区的纤维含量高于薄板区;G0827单向织物的面内渗透率与厚度方向渗透率比值大于G0803缎纹织物,造成G0827织物变厚度层板的纤维分布不均匀性更大;无吸胶材料的条件下层板内纤维分布均匀,说明吸胶材料内树脂的面内流动对层板的纤维分布有很大影响。     

PE微观结构的红外光谱实用表征

利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究了多种类型以及与不同α-烯烃共聚合的聚乙烯(PE),发现采用FTIR差谱技术可对共聚PE的结构类型定性分析。通过比较甲基1378cm^-3处和亚甲基1369cm^-3处的峰强以及比较不饱和基团在908cm^-1和888cm^-1处的峰强．并分析700～900cm^-1的支链吸收峰．可分别获得判断PE类型及共聚PE结构的信息。此外,通过测算l378cm^-1处的峰强．建立了共聚PE支化度的定量分析曲线。     

双酚A型环氧树脂/催化型固化剂体系的粘度模型

研究了催化型固化剂用量对双酚A型环氧树脂体系粘度变化的影响规律。根据对树脂固化特性和等温粘度曲线的分析,建立了树脂体系的工程粘度模型。该模型能够有效地预测体系的粘度-时间-温度关系,反映了固化剂用量对固化过程中体系粘度变化的影响规律,为复合材料成型工艺模拟分析及工艺参数的准确制定奠定了基础。      

循环湿热环境中CCF300/5405复合材料的吸湿脱湿行为

研究了CCF300碳纤维/5405双马树脂复合材料在71 ℃恒温水浸循环吸湿-脱湿行为。试样经过三次饱和吸湿-脱湿过程, 探讨不同循环次数CCF300/5405复合材料的吸湿率和水分扩散速率变化, 并采用SEM观察纤维/基体界面变化, 分析了造成循环湿热环境下复合材料体系吸湿-脱湿变化的原因。研究结果表明: CCF300/5405复合材料的吸湿行为基本满足Fick第二定律, 并且在水浸14天后达到饱和吸湿状态, 饱和吸湿率约为0.66%; 材料吸湿处理后, 纤维与基体间的界面遭到水分破坏, 产生大量空隙和裂纹, 使水分的扩散速率明显增加, 饱和吸湿率略有增大, 并且这种破坏不可逆。