吸湿对复合材料胶接影响研究及机理探索

在复合材料胶接工艺试验中发现,二次胶接试样的力学性能与基板存储时间有关,本文针对该现象开展研究.选择典型的复合材料基材开展试验,采用I型层间断裂韧性(GIC)进行力学性能表征,确认基材吸湿是导致胶接性能大幅下降的主要原因.在此基础上,开展待胶接基材吸湿对胶接性能的影响研究,掌握了典型基材吸湿对胶接性能的影响.根据试验结...     

等离子体处理对航空复合材料胶接性能的影响研究

本文探讨了等离子体处理对航空用高温固化环氧复合材料的表面状态及胶接性能的影响。利用光学照相、静态接触角及红外测温等方式初步考察了表面处理过程中复合材料表面状态的变化情况,揭示了复合材料表面的强烈相互作用行为以及随之产生的物理化学特征;进一步对经不同等离子参数处理的复合材料胶接试验件进行I型层间断裂韧性测试。结果表明,G_IC性能可优化到834J/m²,相比于空白试样提升约22%,揭示了等离子体对提升复合材料胶接面结合力的正向作用。     

一种模量双向变化的梯度复合平面梁的级数解

3D打印技术的发展使复杂梯度结构的制造更加容易,有必要对复杂梯度问题的求解开展研究;目前,关于梁结构模量沿轴向或厚度方向梯度变化问题的研究已经较多,但对模量沿2个方向同时变化的研究较少。因此,通过复数形式傅里叶分解的方法对模量以指数形式沿厚度方向和轴向同时变化梯度平面复合梁问题进行了求解。首先,采用弹性力学半逆解法得到了问题的四阶变系数偏微分控制方程的通解;然后,利用级数展开,求解了对称载荷作用下该梁的特解;最后,通过与有限元结果进行对比,说明了级数解的正确性。结果表明:当梯度双向变化时,梁结构的应力分布和变形情况更加复杂,模量较高的位置应力较大,而模量较低的位置应力较小。提出的级数解还可推广至其他相关的梯度双向变化非均匀平面和半平面问题的研究。      

纤维层内树脂流动的空气耦合超声无损检测

采用空气耦合超声无损检测仪, 对部分浸润预浸料中树脂沿纤维层厚度方向的浸渍流动进行了实时检测研究。首先将部分浸润预浸料放置在真空袋中, 然后固定在扫描机构上, 抽真空, 考察在一个大气压作用下不同时刻树脂的浸润流动情况, 通过C扫描图片实时、 快速检测出树脂的浸润流动变化, 并应用达西定律计算了碳纤维网架的渗透率。同时, 将观察区域截取试样制备成金相分析试样, 通过显微分析验证了C扫描图像分析的准确性。结果表明, 空气耦合超声C扫描方法是检测预浸料中树脂沿纤维层厚度方向流动的一种快速和有效的方法。     

蜂窝夹层修理结构的弯曲性能试验分析

采用四点弯加载方式研究分析了含损伤蜂窝夹层修理结构的弯曲性能,该夹层结构由碳纤维增强的聚合物面板和蜂窝芯子组成。进一步分析了挖补斜度、挖补方式、损伤程度、修理设备和修理材料对修理板弯曲性能的影响。研究表明,修理板的破坏模式可分为补片边缘折断、补片中面折断和胶层破坏三种,相同破坏模式修理板的名义弯曲强度相近,其中前两种破坏模式修理板的名义弯曲强度与完好板相近,而第三种破坏模式修理板的名义弯曲强度相对较低。所有修理板的名义弯曲强度恢复率基本处于95%以上,同时修理后抗弯刚度也满足修理准则。     

修理工艺对边缘封闭蜂窝夹层结构弯曲性能的影响EI北大核心CSCD

采用四点弯加载方式研究含损伤的边缘封闭蜂窝夹层结构修理后的弯曲性能,同时分析损伤直径、损伤类型和修理设备对修理板弯曲性能的影响。结果表明:所有修理板的抗弯强度恢复率基本处于90%以上;热压罐固化比热补仪固化效果稍好;胶接质量好的前提下,损伤大小对修理效果没有影响,然而损伤越严重,对胶接质量的要求就越高;修理后结构中央的抗弯强度恢复率比结构边缘损伤的高。     

复合材料固化变形预测的理论模型

复合材料在固化过程中不可避免会发生变形问题,因此,需要建立相关理论模型对固化变形进行预测。理论分析可以深入揭示固化变形的内在原因,为试验和生产提供指导。根据已有的科研成果,比较了基于几何变形关系、层合板理论、材料力学理论和弹性力学理论等几个典型的理论模型,分析了其预测机理与适用范围,为复合材料固化变形的控制预测提供一定帮助。     

纤维层内树脂流动的空气耦合超声无损检测

采用空气耦合超声无损检测仪,对部分浸润预浸料中树脂沿纤维层厚度方向的浸渍流动进行了实时检测研究.首先将部分浸润预浸料放置在真空袋中,然后固定在扫描机构上,抽真空,考察在一个大气压作用下不同时刻树脂的浸润流动情况,通过C扫描图片实时、快速检测出树脂的浸润流动变化,并应用达西定律计算了碳纤维网架的渗透率.同时,将观察区域截取试样制备成金相分析试样,通过显微分析验证了C扫描图像分析的准确性.结果表明,空气耦合超声C扫描方法是检测预浸料中树脂沿纤维层厚度方向流动的一种快速和有效的方法.