预固化环氧树脂复合材料构件的共固化研究

针对工字梁等由多个预构件组装后采用先进拉挤工艺共固化的制件,通过对部分构件预固化的方式,在保证后续共固化的黏结性能的前提下,降低表面黏度、提高构件的挺括性以便于构件组装。采用差式扫描量热法(DSC)研究M21C预浸料中树脂的固化动力学,确定预固化工艺,并对不同固化度下制件黏性和层间性能进行研究。结果表明:随着固化度的提高,预浸料的黏性不断下降,可通过改变铺放温度调整预浸料黏性。当预固化度为5.5%时,制件共固化时产生尺寸偏差以及纤维扭曲导致层间性能的下降;当预固化度为20%时,所得制件层间性能最好;当预固化度为32%、45%时,搭接界面不能形成完整的三维网状结构,层间性能大幅减弱。

基于先进拉挤工艺的帽形长桁预成型模具的优化重构

对帽形长桁先进拉挤(Advanced Pultrusion, ADP)原理样机制备预制体试验进行了研究。预制体成型质量的影响因素有预成型模具曲面外形、预成型温度、张力大小等,其中模具曲面外形设计不合理会影响层合板温度均匀性及张力传递。结合M21预浸料材料属性在ABAQUS中建立模型模拟预成型过程,层合板变形模拟结果与实际试验基本吻合,验证了弹性参数及边界条件的可靠性。将变形后的预浸料层合板节点坐标通过CATIA文件夹内GSD_PointSpline-LoftFrom-Excel宏命令导入CATIA,运用创成式外形设计重构模具曲面外形。模具优化后重复预成型模拟试验,研究结果表明运用此方法重构模具曲面外形改善了层合板与模具之间的贴附性,架空间隙包络体积减小至优化前间隙体积的2.6%,从而可提高预成型过程中层合板的温度均匀性,便于预浸料层间滑移运动,减少预制体缺陷产生。

关于若干工艺参数对铺带质量影响的研究

为分析自动铺带成型过程中铺放压力、铺放温度及铺放速度各工艺参数对铺放质量的影响,进而预测铺带过程中预浸带的形变,对带变形和带间隙进行微调控制以保证产品质量,本文在南航自行研制的自动铺带机上进行了一系列实验,并以预浸带黏性流动公式分析探讨了各因素的影响。研究结果表明,随着铺放温度的升高、铺放压力的增加和铺放速度的减小,预浸带变形量增加,带间隙减小,符合以预浸带黏性流动公式为基础的理论分析。

C_f/E预浸料先进拉挤固化工艺

为探索与预浸料先进拉挤成型技术相适应的工艺方案,采用DSC研究了碳纤维/环氧预浸料USN12500的固化放热过程,对USN12500的典型固化工艺进行改进,以此为基础设计了不同压力和加压时机下的试验方案,采用实验室现有设备模拟先进拉挤过程制备了试样,以制品的孔隙率作为考察指标优选了的拉挤成型固化的工艺参数。结果表明:制品在110℃下处理20 min,热压阶段130℃下处理15 min同时保持0.4MPa的工艺压力,后固化150℃下处理1.5 h为工艺试验的优化方案,并且能够制得孔隙率<1.1%的制品。

基于先进拉挤工艺的C型梁预成形变形分析

以预浸料为原料的先进拉挤(Advanced Pultrusion)采用预浸料预变形折弯定型-热固化成形,是制造高性能低成本复合材料型材的一种先进自动化工艺。基于预浸料变形特征分析,以C型梁为对象建立了预成形分析的理论模型,通过实验验证了模型和方法的正确性;为进一步开展其他复合材料型材的先进拉挤研究与应用奠定了基础。

先进拉挤成形技术及其在大飞机复合材料结构中的应用

安全、经济、舒适、环保是大型飞机的重要指标,而经济性是决定大型飞机市场竞争力的关键因素.根据空客公司统计,结构重量每降低1%,飞机总重可降低3%～5%,油耗可减少3%～4%;据统计大型飞机每减轻1kg,增加的经济效益超过450美元.重量既影响飞行性能又影向经济性,因此减重对飞行器具有十分重要的意义.如何减轻结构重量一直是航空航天器研制追求的目标之一.碳纤维、硼纤维和芳纶纤维等先进复合材料的诞生为减轻飞机结构重量带来了曙光,整体化制造的复合材料大型结构在减重、耐疲劳、可维护性方面大大优于传统的金属材料.

超长复合材料应变能杆件连续自动化成型技术及应用

复合材料构件整体连续成型技术不仅可以完成应变能杆的制造，而且可以用于制造卫星和飞船中的桁条，以及飞机的地板梁和机身机翼的长桁等复合材料型材结构。从而提高生产效率，降低成本，保证产品质量的稳定性。

无人机滑橇着陆装置的动力分析

无人机滑橇着陆装置由滑橇、运动机构及油气减震器构成。Jindivik 无人机的滑橇着陆装置结构紧凑、简洁,在同类系统中具有一定的代表性及其独特之处。文中对该装置运动机构进行运动及动力学分析。通过构造该装置的动力学模型,对其着陆缓冲过程进行数学模拟,得出该装置运动关系及着陆缓冲过程的动态特性。分析计算的方法及结果。

美国航宇工业生产函数研究

运用计量经济学的研究方法对美国的航宇工业中劳动力、资本、技术进步、政治等因素对其产出影响进行研究表明:航宇工业是大规模的工业,存在明显的规模经济;航宇工业的发展是通过提高劳动生产率,而不是增加劳动力数量获得的;政治因素对航宇工业发展影响显著;技术进步等因素对航宇工业的贡献也较大。

高效、节能的新型铝合金淬火炉

为国优高速齿轮泵的铝合金壳体设计制造的新型淬火炉，其加热元件和炉衬采用红外新技术，加强了辐射传热，并采用强迫空气循环，高精控温仪表，底卸式机构，快速入水，达到了炉温稳定和均匀，且节能显著．

中国复合材料自动铺放技术研究进展

首先扼要介绍了复合材料自动铺放(自动铺带和自动铺丝)成形技术的原理、特点和该技术在国外航空航天领域的应用概况。然后系统介绍了近年来中国国内复合材料自动铺带的装备技术、软件技术和材料工艺技术的研发历程,总结了其关键技术的突破和应用进展,并指出开发低成本高效铺带技术是未来的重要方向。同时介绍了国内自动铺丝技术基础研究(装备、软件和工艺方法)的进展,并且着重介绍了南京航空航天大学自动铺丝应用技术(工业样机与材料工艺技术)的研发和应用情况。最后通过分析,归纳了自动铺丝技术应用研究的瓶颈问题,并提出了研究建议。

树脂基复合材料自动铺放技术进展

扼要介绍了树脂基复合材料自动铺放成型技术的原理、特点和国外技术及应用概况,详细介绍了国内复合材料自动铺放成形技术的研究进展,提出了国内自动铺放技术研究的关键问题及研究建议。

自动铺带技术研究进展

在介绍先进复合材料应用和需求的基础上,阐述了复合材料低成本制造技术的发展趋势;简要介绍了复合材料自动铺带成型技术的发展历程和应用,从数控系统、CAD/CAM/CAE技术和成型工艺三个方面论述自动铺带技术的发展,并着重阐述国外自动铺带技术的研究概况;在介绍国内自动铺带技术发展现状的基础上,提出自动铺带技术的发展建议。

碳纤维/环氧预浸料的热固化工艺研究

以先进拉挤(Advanced Pultrution)[1]ADP成型技术为研究背景,借助差示扫描量热法(DSC)对USN12500碳纤维/环氧预浸料固化所涉及的温度和时间进行了研究与分析。以弯曲强度作为考察指标设计正交试验,优选了模拟的拉挤成型固化工艺参数。试验结果表明,①后固化温度下的保温时间对制品的力学性能影响最大,预处理温度下的保温时间影响最小;②预处理温度80℃下处理25min、热压温度130℃下保温保压25min以及后固化温度150℃下保温1.5h为本组试验的优方案。

自组织模糊CMAC神经网络及其非线性系统辨识

针对 CMAC的特点 ,提出了联想度的概念 ,并由此设计了一种自组织模糊 CMAC神经网络 ( SOFC-MAC)及其学习算法 ,证明了 SOFCMAC能以任意精度对非线性特性一致逼近。该网络具有学习速度快 ,逼近精度高及局部泛化能力等特点。

预浸料拉挤成型装备技术研究

以预浸料拉挤成型为需求背景,研究了先进拉挤装备技术。较详细地介绍了:①预浸料拉挤工艺流程,设备的设计思路;②设备的组成部分:预成型装置、热压成型装置、牵引夹持装置,及其工作原理和主要特点。重点介绍了热压成型装置,该装置采用了倍力气缸加杠杆的压力机构,既达到了所需压力,又节约了成本;③控制系统采用PLC作为控制核心实现了成型过程的可靠控制。试制的系统运行平稳且成本低,既可作为预浸带拉挤试验装置的原理样机,又可为制造工艺研究提供手段。

基于主从控制模式的铺带机控制技术

针对某型号工程大型复合材料筒段成型需求,以通用缠绕机为平台,提出一种基于主从式控制系统的专用自动铺带机系统方案。在分析铺带机控制功能的基础上,以西门子802C为主控制系统和PMAC为从控制系统构建了数控系统;为实现主从式控制系统间开关量协同控制,研制了主从系统间协同控制的PLC程序模块。经过实验验证,此控制系统完全满足实时性的控制要求。

自动铺带超声切割技术研究

在分析自动铺带切割技术的基础上,指出了自动铺带超声切割技术的优势;基于自动铺带工况分析,对超声切割系统的性能进行了实验研究,尤其是对其稳定性进行了分析研究;通过超声切割系统可靠性实验,获得了满足自动铺带极限工况需求的超声切割系统控制方案。

面向半豆荚杆的先进拉挤装备技术研究

以航天用复合材料豆荚杆为研究对象,开发先进拉挤成型工艺;对半豆荚杆先进拉挤设备的主要模块:放卷装置、预成型装置、热压装置和牵引夹持装置进行设计,完成半豆荚杆先进拉挤原理样机的搭建,并进行了半豆荚杆的试制。试验表明,成型压力为1MPa、热压温度为130℃、累计热压时间为30min条件下制备的半豆荚杆满足产品要求,为复合材料豆荚杆低成本制造提供了一种新方法。

自动铺带机送带控制技术

在论述自动铺带机的构架和控制系统的基础上,分析了自动铺带成型过程中预浸带位置随机变化的原因。为解决预浸带位置随机变化的问题,提出一种与切带动作相结合的定位控制方案,实现了预浸带的准确定位。为确保位置模式下预浸带的精确输送,还提出一种自适应调节送带角度的控制方案。结合两种控制方案,设计了位置模式下的送带控制系统。实验结果证明,该控制系统完全满足自动铺带成型工艺的技术要求。