航天器复合材料桁架连接增强方法与验证

大型航天器主承载复合材料桁架局部承受过大的轴向拉伸载荷时,存在接头与杆件拉脱破坏的风险。基于胶接桁架碳纤维分层破坏机理,提出了外套管增强胶接、锥面配合增强胶接和组合增强胶接3种连接增强方案,通过优化传力路径达到降低层间应力的目的。针对3种连接增强方案,投产了相应的试件开展性能测试。经试验验证,胶接增强设计方法能够有效提高承载能力33%~66%,极限拉脱力达到200 kN,可为大型航天器主承载桁架研制提供参考。

引发剂体系对AN-MAA本体共聚合的影响

以聚合热力学为基础,研究了引发剂体系对丙烯腈(AN)-甲基丙烯酸(MAA)本体共聚合的影响。不同活性的偶氮二异丁腈(AIBN)和偶氮二异庚腈(ABVN)单独引发AN-MAA共聚合时,不能消除暴聚现象。采用AIBN/ABVN复合引发剂且复合引发剂半衰期为63.4～117.1h、总用量为0.12～0.24phr、聚合温度为40～44℃时,调节反应条件,可获得良好的聚合效果。采用聚合初、后期高温,中期降温的变温聚合工艺可显著削弱AN-MAA本体共聚合自动加速的现象,使暴聚得到更有效地控制。

吸波性PMI泡沫塑料的制备及性能研究

通过增粘和分散技术将吸波剂导电碳黑引入到聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料中,制备出了具有一定吸波性能的PMI泡沫塑料。实验发现,采用高速剪切和高功率超声波的复合分散法可将吸波剂导电碳黑均匀分散至增粘后的单体混合液中,且增粘剂和吸波剂对聚合与发泡过程无不良影响。结果表明,随着导电碳黑用量增加以及试样厚度的增加,PMI泡沫塑料的吸波性能显著提高。由于采用了增粘树脂,同密度吸波性PMI泡沫塑料的压缩性能下降。

高密度PMI泡沫塑料的制备、结构与性能研究

以丙烯腈、甲基丙烯酸为主单体制备AN/MAA型高密度PMI泡沫塑料,探讨了发泡剂用量、发泡温度和发泡时间对PMI泡沫塑料密度的影响规律,研究了高密度PMI泡沫塑料的微观结构、力学性能和10GHz的高频介电性能。结果表明,调控发泡剂用量为1～5 phr、发泡温度170～180℃、发泡时间40 min,可制备出密度为150～450 kg/m3的高密度PMI泡沫塑料,随着其密度的增大,泡棱变粗、泡壁变厚、泡孔平均孔径变小;其拉伸、压缩强度显著增加,并与理论计算值基本一致;高频介电常数和介电损耗呈近线性规律增大。

夹层结构复合材料的吸波隐身技术研究进展

综述目前国内外夹层结构复合材料吸波隐身技术的特点、主要研究方向以及应用情况,包括蜂窝夹层结构和泡沫塑料夹层结构。介绍蜂窝夹层结构的吸波隐身技术的研究进展,指出影响蜂窝夹层结构吸波性能的主要影响因素,包括蜂窝本身的规格尺寸以及浸渍胶液体系等。分析聚氨酯和聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)两种常用的泡沫夹芯吸波复合材料的吸波性能和力学性能,指出具有高力学性能、高耐热性的吸波性PMI泡沫塑料泡沫夹层结构是吸波隐身夹层结构技术未来的主要研究方向。

碳纳米管填充PMI泡沫的制备及其吸波性能研究

将碳纳米管引入到PMI泡沫中,制备具有吸波性能的PMI泡沫,分析了碳纳米管对于PMI化学结构、泡孔结构以及力学性能的影响。结果表明,5%碳纳米管填充的PMI泡沫反射率能达到-15.23 dB,但碳纳米管的加入,会对PMI泡孔结构、力学性能造成不利影响。

聚酰亚胺泡沫塑料的研究进展

概述了聚酰亚胺泡沫塑料的研究进展,介绍了近年来研制聚酰亚胺泡沫塑料产品的种类、性能及应用情况,并展望了聚酰亚胺泡沫塑料今后的研制方向和发展趋势。由于聚酰亚胺泡沫塑料具有优异的耐热性能和力学性能,故在航空航天、航海等领域有着广阔的应用前景和发展空间。

聚醚酰亚胺泡沫塑料的研究进展

介绍了聚醚酰亚胺(PEI)泡沫塑料的基本性能,分析了国内外有关PEI泡沫塑料制备方法的研究情况,对不同制备方法的优缺点进行比较,并对其应用前景进行了综述。

准分子激光表面处理对CFRP胶接强度的影响

采用准分子激光表面处理技术用于碳纤维复合材料胶接面的预处理,通过对照试验、显微镜观察研究了表面处理方式、处理后清洗方式对胶接强度和离散系数的影响。结果表明:准分子激光表面预处理技术用于处理碳纤维复合材料胶接表面能明显提高其胶接强度,与砂纸打磨处理试片的胶接强度相当,但采用准分子激光处理的试片的胶接强度离散系数相对较小。

复合材料桁架胶接装配技术

叙述了某型号卫星碳纤维复合材料桁架胶接装配过程的配套条件、工艺方法和质量控制等内容。研究表明,杆件和接头的配合间隙介于0.1～0.3 mm时胶接强度较高;桁架的精度完全依靠高精度胶接工装保证,且最终精度能控制在0.2 mm之内;合适的工艺方法和质量控制方法,能够满足碳纤维桁架结构的高精度和胶接质量要求,并且这些方法具有通用性。

夹层结构复合材料低速冲击试验与分析

设计了聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫、交联聚氯乙烯(X-PVC)泡沫、NOMEX蜂窝、缝合PMI以及开槽PMI泡沫等形式的玻璃布面板夹层结构复合材料,研究了芯材种类和厚度、面板玻璃布层数以及缝合和开槽等因素对夹层结构低速冲击性能的影响。结果表明,PMI泡沫芯较X-PVC泡沫芯和NOMEX蜂窝芯具有更高的冲击破坏载荷和吸收能量。随着泡沫密度及面板厚度的增加,夹层结构复合材料的冲击破坏载荷和破坏吸收能量增大。合理的缝合和开槽,能够增加PMI泡沫夹层结构的强度、刚度及界面性能,提高冲击承载能力。

存储环境对铝合金胶接性能的影响

首先对磷酸阳极氧化处理后的铝合金产品胶接性能的影响因素进行分析,发现存储环境对胶接性能的影响极为关键;对磷酸阳极氧化处理后的铝合金产品进行真空存储,存储前胶接强度为38.5 MPa,在洁净厂房下存放150 d胶接强度为29.2 MPa,强度下降24%,真空存储150 d胶接强度为38.95 MPa,与存储前胶接强度基本一致。将磷酸阳极氧化处理后的铝合金产品真空存储,能够延长胶接时效期,对提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。