国内碳纤维产业发展浅析及展望

碳纤维作为国家战略性新材料，随着碳纤维复合材料应用的扩大得到越来越多的重视。碳纤维复合材料的优势主要在于以下几点：①低密度，碳纤维复合材料的密度一般在1．5～1．8之间，而传统结构材料中铝的密度为2．7，钢的密度约为7．8，要远大于碳纤维复合材料。

复合材料副翼典型结构件的VARI工艺模拟及试验验证

在复合材料液体成型工艺过程中,通过计算机软件的模拟研究,可以预先判断树脂在增强体中的流动形式和获得树脂的注模时间以及注模压力,进而为实际成型工艺提供参考设计。本文利用PAM-RTM模拟软件对复合材料副翼典型结构件的树脂流动过程进行了模拟计算。根据达西定律推导出树脂在增强纤维中一维流动渗透率计算公式,分别对增强纤维、缝线纤维进行了渗透率测试,在此基础上对渗透率数值进行了修正。利用渗透率修正值采用不同的流道设计方案对树脂注模过程进行了模拟研究,根据模拟结果最终选择合理的注射方式和流道布局。对所选方案进行了工艺试验验证,并对结构件进行了超声无损检测。结果显示:理论充模时间和试验充模时间基本一致,结构件没有内部缺陷,树脂填充完全,模拟工艺计算有效。

复合材料褶皱与试件性能的关系研究

褶皱是复合材料成型中产生的一种工艺缺陷,而这种缺陷会对试件的性能产生不可忽略的影响。本文通过褶皱的宽高比来衡量褶皱缺陷的严重程度,并通过实验的方法研究不同宽高比的褶皱对试件性能的影响。本实验设计了5组不同宽高值的褶皱缺陷,并利用液体成型工艺制造出带有不同设定宽高值的褶皱缺陷试样。通过测试试样的开孔压缩强度,来衡量褶皱对复合材料性能的影响。

极限固化工艺对中温环氧/玻璃纤维复合材料性能的影响

研究了极限固化工艺即高温点工艺B和低温点工艺C对中温环氧/玻璃纤维复合材料的弯曲强度、弯曲模量、层间剪切强度、滚筒剥离强度和介电性能的影响,并与标准固化工艺A进行比较。结果表明:相比于标准工艺A,SW220A/3218及SW110A/3218层合板的力学性能无明显变化;对于SW280A/3218层合板,在工艺B和工艺C条件下,相对标准工艺A,其弯曲模量变化不大,但工艺B条件下SW280A/3218层合板纬向弯曲强度下降约11%,经向弯曲强度下降约18%,经向和纬向层间剪切强度分别下降约12%和约11%,夹层结构其上蒙皮及下蒙皮的滚筒剥离强度分别下降约7%,13%;相比于标准工艺A,在工艺C条件下成型的SW280A/3218层合板,纬向弯曲强度下降约14%,经向弯曲强度下降约16%,纬向层间剪切强度变化不大为66.62MPa,而经向层间剪切强度下降约8%,夹层结构上蒙皮及下蒙皮的滚筒剥离强度分别下降约25%,31%;极限固化工艺条件对层合板的介电性能没有影响;SW280A/3218、SW220A/3218及SW110A/3218层合板在3种工艺条件下的性能均能满足Q/ZHFC8246—2015标准要求。

碳纳米管改性纤维复合材料研究进展

复合材料因其比强度、比模量高的特点在汽车、船舶、以及飞机制造工业得到了广泛应用。但纤维增强复合材料具有各向异性的特点，其面内的抗拉强度与刚度较高，而层间性能较差。碳纳米管（CNTs）超强的力学性能为改善复合材料层间性能提供了新途径。

VARI液体成型工艺制备复合材料帽形泡沫夹芯构件的工艺模拟及验证

通过计算机辅助模拟可以预测复合材料液体成型工艺过程中树脂的流动时间以及流动形式,进而指导工艺中的流道设计。本文针对一种帽形泡沫夹芯结构件进行了VARI液体成型工艺的模拟分析,根据Darcy定律推导出渗透率计算的公式,针对增强纤维、缝线、泡沫界面、封装边缘设计多组试验完成了渗透率的测量。在此基础上分别采用不同的模拟方案进行流道设计模拟研究。根据模拟结果选择合理的注射方式及流道布局。对所选方案进行工艺试验验证,对构件进行超声无损检测,检测结果显示构件没有内部缺陷,树脂充分填充,验证了工艺模拟分析的有效性。