芳纶纤维/碳纤维复层结构复合材料变形研究

在不同种类的树脂基复合材料复合的热历程中,由于材料热膨胀系数存在差异,复层结构会产生内应力,发生一定的变形。研究了复合工艺(复合温度和压力)、复合方式(二次胶接和共胶接)和芳纶纤维复合材料的预变形对芳纶纤维/碳纤维复层结构复合材料变形的影响,结果表明:降低复合温度可以明显地减小复层结构的变形,当复合温度由180℃降至120℃时,复层结构的变形减小了80%;随着复合压力的增加,复层结构的变形减小,当压力达到0. 3 MPa时,变形不再减小;与芳纶纤维-碳纤维干-湿共胶接相比,采用二次胶接和碳纤维-芳纶纤维干-湿共胶接的复合方式有利于减小复层结构的变形;芳纶纤维复合材料的预变形处理是控制复层结构变形的有效方法。

含超材料的新型蜂窝夹层结构吸波复合材料

研究含超材料的新型蜂窝夹层结构复合材料的宽频吸波性能,分析吸波蜂窝高度和蜂窝介电性能对含超材料新型蜂窝夹层结构吸波复合材料吸波性能的影响规律。结果表明:吸波蜂窝高度增加有利于提升超材料结构单元的吸收效果;超材料吸波结构与吸波蜂窝的匹配效果随着吸波蜂窝介电性能的提升,先提高后降低,当吸波蜂窝介电常数实部介于1.59~1.84、介电常数虚部介于1.31~1.75时,匹配效果最好;引入超材料结构单元后,含超材料新型蜂窝夹层结构复合材料低频1~2GHz频率范围的平均吸波性能显著提升,同时材料重量得到大幅度降低。

宽频蜂窝夹层结构吸波复合材料设计方法研究

建立了具有良好计算准确性的吸波蜂窝及其夹层吸波结构复合材料的电性能计算模型,利用此计算模型,研究了吸波蜂窝和透波蒙皮对蜂窝夹层结构吸波复合材料电性能的影响规律,实现了蜂窝夹层结构吸波复合材料的宽频电性能优化设计。结果表明:蜂窝夹层结构吸波复合材料的吸波性能随着吸波蜂窝介电性能的增加先提高然后降低,当吸波蜂窝介电性能增加到能够最优平衡吸波蜂窝的电磁匹配特性和衰减特性时,吸波性能最优;蜂窝夹层结构吸波复合材料的低频吸波性能(1 GHz^2 GHz频率范围)随着吸波蜂窝芯高度的增加逐渐提高,高频吸波性能(8 GHz^18 GHz频率范围)随着吸波蜂窝芯高度的增加先提高而后逐渐趋于稳定,不再继续随着高度的增加而提高;对于相同透波材料体系,1 mm厚度透波蒙皮可同时满足蜂窝夹层结构吸波复合材料宽频电性能和承载性能要求。通过合理的梯度电结构设计,可实现蜂窝夹层结构吸波复合材料的宽频电性能优化,优化后的蜂窝夹层结构吸波复合材料在1 GHz^18 GHz时具有良好的宽频吸波性能。

宽频蜂窝夹层结构吸波复合材料的低频隐身介质超材料研究

研究用于宽频蜂窝夹层结构吸波复合材料的介质超材料的低频隐身性能,分析碳纤维介质超材料单元的电磁响应特性及其对蜂窝夹层结构吸波复合材料电性能和力学性能的影响。结果表明:制备的碳纤维介质超材料单元可以实现与金属超材料单元相当的电磁响应效果;当吸波蜂窝高度为50 mm、透波面板厚度为1 mm时,碳纤维介质超材料单元的引入,可以使吸波蜂窝夹层结构复合材料低频吸波性能得到显著提升,L波段反射率最弱值提升2 dB以上,平均反射率提升4 dB以上;含碳纤维介质超材料单元透波面板基本力学性能与透波面板复合材料自身力学性能基本相当,引入碳纤维介质超材料单元不会降低透波面板力学性能。