激光与碳纤维相互作用的研究现状及发展趋势

由于高比强度、比模量等优良特性,碳纤维成为轻量化制造业的关键原材料之一,拥有广阔的发展潜力,然而高成本、低产率及工艺缺陷等弊端限制了其发展。激光技术的引入给碳纤维的加工制备提供了新的方向。概述了激光与碳纤维相互作用的最新研究进展,详细介绍了激光在加工、制备碳纤维各工艺过程中的作用机制,总结了激光技术在碳纤维复合材料生产加工领域的研究进展,最后分析和展望了激光辅助加工制备碳纤维过程目前仍存在的一些问题及可能的发展方向、应用前景。     

基于传动性能退化数据的RV减速器可靠性评估

针对RV减速器的可靠性评估需求,进行了RV减速器的传动性能退化试验,利用试验获取的传动精度退化数据对其性能退化模型进行拟合优选,确定了RV减速器最优性能退化模型,并对RV减速器伪失效寿命进行评估;基于伪失效寿命数据,运用最大似然估计法建立了基于三参数威布尔分布的RV减速器失效概率分布模型,并对其可靠性进行评估。结果表明,线性退化模型与原始数据的相关系数最高,RV减速器最优精度退化模型为线性退化模型;利用拟合得到的可靠度函数,可以计算RV减速器在设定失效阈值下的平均无故障时间,实现RV减速器的可靠性评估。     

激光石墨化过程中激光功率和牵伸力对聚丙烯腈基碳纤维化学结构和微观结构的影响

采用自制的高温激光石墨化平台对聚丙烯腈（PAN）基碳纤维进行石墨化处理,分别在不同激光功率和不同牵伸力条件下制备了多种碳纤维实验样品,利用拉曼光谱和XRD射线衍射研究了不同条件下碳纤维样品的化学结构和微观结构。结果表明：在牵伸力不变时,随着激光功率的增大,碳纤维石墨化程度提高,当激光功率增大到一定值时,单方面继续提高激光功率对于提高碳纤维石墨化程度的影响将变小;在激光功率一定时,随着牵伸力的增大,石墨微晶尺寸L_c、L_a均逐渐增大,而d₀₀₂和取向角逐渐减小,在激光石墨化过程中,施加一定的牵伸力可以促使碳纤维中的石墨微晶沿纤维轴方向择优取向,改善微晶尺寸、减少石墨微晶层间距、提高微晶堆砌层数。     

基于多元退化数据的RV减速器可靠性评估

针对RV减速器的可靠性评估需求，结合减速器传动误差及回差的性能退化试验数据，分别建立了可用于描述减速器性能退化过程的Gamma过程传动误差及回差退化模型，利用最大似然估计法对退化模型参数进行估计。以上述两种模型作为一元边缘分布函数，通过Copula函数建立了RV减速器二元退化模型，并对该减速器的可靠性及预期失效寿命进行了评估。结果表明，基于传动误差和回差退化模型的可靠度评估结果与试验结果基本一致，模型能够较为准确地描述RV减速器的性能退化过程。Gaussian Copula函数较适合描述RV减速器二元退化指标间的相关性；采用该函数可得出该工况条件下RV减速器在任意可靠度时的预估失效寿命。