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。

热压罐工艺的传热分析和框架式模具温度场分布

分析了热压罐工艺中框架式模具的传热路径和传热方式及其传热空气流态,通过模拟试验和实测试验两种方式研究热压罐工艺的框架式模具温度场分布特点。

航空预浸料—热压罐工艺复合材料技术应用概况

虽然近年来各种各样的低成本制造技术层出不穷,也在航空飞行器复合材料结构制造当中得到较大的应用,但预浸料-热压罐工艺仍以其优异的产品质量占据着重要的地位。且随着自动化、数字化水平的不断提高及相关技术的不断完善,其一直让人诟病的成本高、周期长的缺点也逐渐得到了改善,并被相关领域的人们所接受。

热压罐工艺的成型压力对框架式模具温度场的影响

从理论分析入手,结合工程实验研究了在热压罐工艺中成型压力改善框架式模具温度场分布的均匀性和缩短热历程升温阶段时间。

先进复合材料热压罐工艺成型过程压力监测技术

热压罐工艺是航空航天领域生产高性能复合材料构件最重要的方法,如工艺控制不利可能导致制件存在纤维架桥、屈曲、孔隙、分层、变形等缺陷,从而影响复合材料表面质量、力学性能以及可靠性。热压罐工艺过程压力监测技术,可为模具设计、工艺优化、缺陷形成机制分析提供有利的试验手段,提升复合材料成型制造技术水平。文中系统总结了复合材料热压罐成型工艺过程纤维、树脂、预浸料叠层承压测试方法及其适用性。

基于热压罐工艺的电磁防护复合材料机箱研制

针对武器装备减重和电磁屏蔽设计需求,文中采用镀镍碳纤维和碳纤维增强复合材料作为机箱主材料,配合层间电磁增强和缝隙、搭接等部位的电连接设计,利用热压罐成型工艺制备了电磁防护复合材料机箱。按照GJB 151B-2013的相关要求对机箱的电磁兼容性进行了测试,测试频率范围为30MHz～18 GHz,并验证了所用成型工艺的可行性。测试结果表明,与相同结构的铝制机箱相比,该机箱质量降低了31.4%,其电磁兼容性满足RE102辐射极限值要求。采用该工艺制作的碳纤维电磁防护机箱具有质量轻、强度高、成型快、成本低、屏蔽性能好、环境适应性强等优点,具有较高的工程价值和发展前景。

热压罐工艺的传热分析和框架式模具温度场分布

热压罐在研究、制造、创新航空航天、石油化工、食品工业等领域内有广泛应用,热压罐工艺是制作高品质先进树脂基复合材料构件的主要方法之一。为了提高热压罐工艺的实用性、经济性,文章就热压罐的传热分析、传热路径和传热方式做出了研究,研究了热压罐工艺框架式模具气体流态的特征,最后探析了热压罐工艺的框架式模具温度场分布特点。

热压罐工艺仿真技术

随着FEM和CFD仿真手段的发展,利用仿真手段替代部分试模,预报试模的结果已成为可能。通过仿真手段可以模拟热压罐工艺过程中罐内的流场情况、温度场分布、预浸料的固化过程,以及最终工件的变形和残余应力等。而在进行了大量的虚拟仿真试验之后,则可利用神经网络建立热压罐工艺的知识库和专家系统,从而指导工装工件摆放、工装设计以及诸多工艺参数的优化,从根本上改变热压罐工艺方案的设计方式。

数值模拟技术在热压罐工艺中的应用

随着复合材料和计算机技术的发展,数值模拟技术在复合材料工艺仿真中的应用也日益明显。总结分析了数值模拟技术在复合材料热压罐工艺中的研究进展,包括热压罐内流场仿真、固化放热控制、固化变形预测,以及热隔膜成型过程仿真的应用前景。随着大数据和复合材料自动化、智能化的发展,发展数值模拟技术是大势所趋。

复合材料热压罐成型工艺实验教学探讨

通过复合材料热压罐成型工艺实验,让学生实践原材料—工艺—性能关系的复合材料制备全过程,掌握湿法制备预浸料与热压罐成型工艺的基本实验技能,同时学生自主设计实验方案,激发其综合运用课堂理论知识。实验课程内容对于学生理解复合材料热压罐成型工艺的原理和复合材料的复合效应、性能的可设计性、构件与材料同步性等具有重要意义。

复合材料热压罐成形工艺模拟特色实验

先进树脂基复合材料热压罐成形工艺模拟特色实验,以自主开发的热压罐工艺成形工艺数值模拟平台为基础,基于计算机模拟的热压罐工艺理论分析,引导学生掌握复合材料热压工艺过程复杂的物理化学变化及其对复合材料成形质量的影响,提升学生的实验设计及分析能力,深入理解热压罐成形原理和工艺控制理论。结果表明,通过实验的自主设计,学生可以有效掌握热压成形工艺数值模拟方法和工艺原理,开拓学习方法,为材料科学以及与试验相关的其它学科的研究提供一种研究思路和研究途径。

栅格天线反射面的热压罐成型工艺研究

以碳纤维复合材料天线反射面为研究对象,从栅格天线反射面的结构分析出发,研究热压罐中温固化成型树脂基碳纤维复合材料栅格天线反射面的制造工艺。通过设计栅格天线反射面成型模具结构,采用硅胶条粘接形成天线反射面的栅格结构,选择碳纤维预浸料单向带和碳纤维预浸布混合铺层,以中温固化的真空袋-热压罐成型工艺制造了栅格天线反射面,装配后反射面型面的精度符合要求。

采用薄膜传感器的树脂基复合材料热压罐工艺密实压力测试方法

针对树脂基复合材料层板热压罐成型工艺,采用薄膜压力传感器建立了密实压力在线测试系统,用于监测成型过程中复合材料所受密实压力的大小和分布。研究了密实压力测试系统在热压罐工艺条件下的适用性,在此基础上以该系统为测试手段,研究了热压罐工艺下L形碳纤维/环氧树脂复合材料层板的密实压力变化规律及模具形式的影响。结果表明:所建立的密实压力测试系统具有较高的准确性和动态响应性,能够测试高温条件及曲面位置的密实压力,满足复合材料热压罐成型过程中密实压力的在线测试要求;L形复合材料层板成型过程中拐角区与平板区的密实压力随热压罐压力增大而增加,但增加速度和最终大小不同,阳模成型时拐角区密实压力高于平板区,阴模成型时拐角区密实压力小于平板区和外加压力,表明曲面结构与平板结构的密实行为具有差异性。

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。

热压罐工艺树脂压力测试系统适用性实验研究

采用玻璃纤维织物/环氧树脂E51预浸料研究热压罐工艺树脂压力在线测试系统适用性,分析了树脂黏度对测试系统动态反应特性的影响,进而测试了热压罐工艺零吸胶条件下等厚、非等厚及L形预浸料铺层内部的树脂压力,并与理论模型计算树脂压力对比,以分析测试系统的准确性。结果表明:树脂黏度明显影响系统的动态反应特性,当树脂黏度低于25Pa·s时树脂压力测试系统具有较高的动态反应特性,满足复合材料内部树脂压力测试需求;对于所研究的各种形式的预浸料铺层,树脂压力测试值与理论值有很好的一致性,当热压罐压力达到0.5MPa,相对误差约为2%,验证了系统的准确性。

复合材料非热压罐工艺设计与力学性能研究

纤维增强树脂基复合材料具有比强度/比模量高、可设计性强、耐疲劳等优点,在航空航天领域获得了广泛的应用,但也面临着生产成本和效率问题。针对热压罐工艺高成本和高消耗的缺点,综合分析了热压罐工艺和真空辅助树脂灌注成型(Vacuum Assisted Resin Infusion,VARI)工艺的优缺点,对两种成型工艺进行优势整合后,在VARI工艺的基础上进行升级,设计了一种新的低成本非热压罐成型工艺,并对该工艺成型制件的性能进行评价。结果显示,与VARI工艺制件相比,在非热压罐工艺下成型的玻璃纤维层合板制件,其纤维体积分数提高了6%,拉伸模量提高了2.24GPa,拉伸强度提高了61MPa,层间剪切强度提高了2.96MPa。该设计显著改善了VARI工艺制件的力学性能,具有一定应用前景。

虚拟仿真技术优化碳纤维/PMR型聚酰亚胺复合材料热压罐成型工艺

采用传统热压罐工艺制备碳纤维/PMR型聚酰亚胺复合材料时会出现高的热惯性、热场复杂不均匀、树脂固化度难确定等问题,严重影响产品质量和性能。本文提出了一种虚拟仿真优化传统热压罐工艺的交互式方案,设计集可获取真实工艺参数的传感器、实时数值模拟热压罐和网络数据库于一体的虚拟仿真系统优化热压罐工艺,获得节省工艺时间和降低损耗的高质量碳纤维/聚酰亚胺复合材料。

复合材料热压罐成型工艺虚拟仿真实验设计

为了解决复合材料热压罐成型工艺实验高危、低效、高成本的难题,提高实验的交互性、实用性和覆盖面,利用Unity 3D、3D Studio Max和Maya等软件设计开发了复合材料热压罐成型工艺虚拟仿真实验,并依托于开放式虚拟仿真实验教学管理平台开放运行,将高危低效的热压罐成型实物实验教学转换为无危高效的虚拟仿真实验教学。设计相关学科知识点的交互性操作,通过交互性操作,增加学生的参与感和掌握相关的知识点,同时实现学生实验操作的全覆盖和实验结果的实时在线评价反馈,提高实验教学效率和质量。

Masterbox:世界最大实验室用热压罐的固化工艺优化

随着航空工业的需求激增,碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)工业面临着巨大挑战,其已无法满足现代技术的需求。本文介绍了一种能够改善热压罐工艺的新理念,以期低成本、低消耗地制备出高质量、高产量的构件。

复合材料热压罐成型工艺仿真技术研究综述

工艺仿真技术是大型复合材料构件制造的重要支撑技术。在西方发达国家,仿真技术在大型复合材料主承力构件制造中的应用已趋于成熟。近10年来,我国工艺仿真技术研究也取得了阶段性成果,但是距国际先进水平仍有较大差距。对国内外复合材料热压罐成型工艺仿真技术研究现状进行综述,结合近期研究工作分析了国内航空制造领域对复合材料仿真技术的需求。最后,根据国内仿真技术现状对复合材料热压罐成型工艺仿真技术的发展提出建议。