RFI整体成型复合材料帽型加筋壁板工艺设计及验证

复合材料树脂膜熔渗(Resinfilm infusion,RFI)工艺是复合材料成型工艺中广泛使用的一种整体制造技术,非常适合制造大型、带加强筋且具有复杂型面的航空结构件。本文选取了一种典型的复合材料帽型加筋壁板,完成工装结构及工艺流程等整体成型工艺设计,同时对不同树脂膜位置和固化压力下树脂渗透过程进行模拟仿真,并根据模拟结果选择合理的树脂膜位置和固化压力,最终根据所选方案完成工艺试验验证,典型件表观质量和无损检测均合格,验证了帽型加筋壁板RFI整体成型工艺设计及模拟分析的有效性。

增黏成型RFI层合板复合材料性能的实验研究

通过测试PT500粉末状环氧树脂型增黏剂的动态黏度特性,确定了在增强织物表面涂覆定量增黏剂的固态粉末涂布工艺及增黏层合预制件真空袋成型工艺。以M18型环氧树脂膜为基体,利用RFI成型工艺制备了增黏成型RFI层合板制件。实验结果表明:当增黏剂涂覆量≥10%时,随着增黏剂涂覆量的增加,RFI制件的厚度和孔隙含量逐渐增加,从而使RFI制件的弯曲强度和层间剪切强度亦相应降低,即增黏剂涂覆量的多少直接影响到RFI制件弯曲强度和层间剪切强度的高低。

基于E51/BF3-400体系的RFI工艺用环氧树脂膜的制备与性能

通过在E51型环氧树脂中加入潜伏性三氟化硼单乙胺固化剂和具有降低反应速率的乙二醇,并控制体系聚合反应的预聚度,成功合成了EFA-1型B阶段环氧树脂膜。实验发现,树脂膜储放温度高低所造成的树脂膜硬化或软化现象对树脂膜上下表面离型纸的可剥离性具有重要影响;在E51/BF3-400体系中加入一定量的乙二醇,可显著提高环氧树脂膜浇注体的拉伸强度、弯曲强度和断裂伸长率。测试结果表明,EFA-1型B阶段环氧树脂膜树脂膜具有溶渗粘度低、凝胶时间长和良好的型面附型及室温可操作性,且其浇注体和RFI叠层板复合材料力学性能优良,EFA-1型环氧树脂膜可满足RFI成型工艺与性能要求。

复合材料RFI成形用树脂膜的成膜工艺性研究

针对先进复合材料树脂膜渗透成形技术(RFI)中的树脂膜,分析了其成形的基本过程,在测定树脂体系的基本粘度-温度关系基础上,采用树脂膜/离型纸的拉伸剪切实验方法测定了树脂膜的拉伸剪切强度,研究了树脂膜在不同温度及速度下的剪切载荷-位移关系及内聚破坏及界面破坏的转变温度范围。结果显示,破坏形式的转化是决定剪切强度-温度依赖性的关键。确定了实验树脂体系的成膜工艺区间的下限。

RFI中改性BMI树脂浸渍过程的数值模拟

为了研究树脂膜溶渗(resin film infusion,RFI)工艺中树脂的浸渍规律,研制高性能复合材料,首先建立了130℃下改性双马来酰亚胺(bism aleimide,BMI)树脂随时间变化的粘度拟合模型,然后采用有限元/控制体法以及相关实验数据,对带加强筋复合材料板在130℃等温下的RFI成型工艺改性BMI树脂浸渍过程进行了数值模拟,预测了树脂浸渍过程前沿位置、压力分布、浸渍时间和树脂浸渍高度。最后通过模拟发现整个树脂浸渍前沿几乎同时向前推进,浸渍过程前期快后期慢,环境压力越大浸渍高度越高,但是浸渍高度有渐近值等现象。

高加筋壁板结构树脂膜渗透(RFI)技术研究

传统RFI工艺的树脂渗透原理决定了其所成型零件高度方向的尺寸必然受到限制,一定程度上限制了RFI工艺在航空领域的应用。提出了一种新的RFI工艺树脂流动控制方法,并建立了新的树脂流动模型,突破了传统RFI工艺对加筋高度的限制,降低了传统RFI工艺对树脂粘度和工作时间的过分依赖,可实现任意高度加筋壁板结构RFI工艺成型,提高了RFI工艺的结构适用性,为低成本液体成型技术在航空结构上的扩大应用奠定了基础。

改性BMI树脂固化过程的温度控制优化

针对以改性双马来酰亚胺树脂(BMI)为基体的树脂膜熔渗(RFI)成型工艺,以三维热传导方程与固化动力学模型为控制方程,采用有限元/有限差分方法对所得方程进行离散求解。为了衡量固化质量,提出了两个新的控制参数,并用于最优固化温度控制工艺的模拟。数值结果表明,构件内部温度与固化度均高于表面,而固化保持温度和起始时间会对构件中温度和固化度的均匀性产生较大影响。数值模拟结果对固化过程的优化设计有重要的指导意义。

基于小波变换的射频干扰消除方法的研究

在射电天文观测中,射频干扰(Radio Frequency Interference,RFI)会以多种形式混入望远镜接收系统,给观测带来误判或者降低观测信噪比.近年来国内国际射电天文快速发展,国内国际大型射电望远镜和阵列先后建设,观测灵敏度大为提高,射频干扰的影响尤为突出.随着科技发展和人类活动的加剧,射频干扰日益严重且不可逆转.提出利用2维离散小波变换的方法分析射电天文观测的数据,对望远镜系统输出的时间频率序列进行小波变换,根据小波系数分离出原始信号中各分量,每个分量统计得到相应的阈值,将各分量与阈值相比较识别干扰成分并标记去除.利用该方法对实际观测数据进行了处理,结果表明该方法能够很好地标记并消减干扰信号,且提高了观测的信噪比.

CFRP材料复合成型工艺及装置研究

基于RFI工艺,提出了CFRP材料的"成型-冲裁-固化"复合成型新工艺,并设计出了复合成型装置,由成型/冲裁复合模、加热装置及温控装置组成。利用该装置成功实现了CFRP冲裁件的"成型-冲裁-固化"复合成型,其断面光滑、平整,克服了传统钻、铣削加工时的纤维缠绕、拉拔、分层等缺陷。该装置还可为研究RFI工艺制造大型CFRP构件的力学性能提供所需的拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转试样,为研究适用于大型CFRP构件制造的优化工艺方案及质量控制措施提供必要的支持。