单向碳纤维复合材料远场涡流检测伪峰识别方法研究

针对单向碳纤维复合材料平板缺陷远场涡流检测存在的伪峰干扰问题,在分析远场涡流检测信号伪峰产生机理及伪峰特征的基础上,提出了利用对称双检测线圈构成远场涡流检测探头进行伪峰识别的方法,建立了利用该探头对单向碳纤维复合材料平板缺陷进行远场涡流检测的仿真模型,借助有限元方法进行仿真计算,得到了五组不同间距缺陷的检测信号,并利用所提出的伪峰识别方法对仿真计算获得的检测信号峰值进行分析识别,结果表明所提出的伪峰识别方法在不同的缺陷分布情况下都可以准确识别出伪峰和实际缺陷对应的真实峰值,从而验证了所提出的伪峰识别方法的有效性及准确性,为单向碳纤维复合材料平板缺陷远场涡流检测的伪峰消除问题提供了解决思路,有效提高了单向碳纤维复合材料平板缺陷远场涡流检测的准确性。

碳纤维复合材料单向层合板自传感特性

通过测试碳纤维/环氧复合材料(CFRP单向层合板单轴拉伸和循环拉伸时的电阻变化,研究了碳纤维复合材料单向层合板自传感特性.结果表明:不同铺层方向CFRP单向层合板拉伸时体积电阻变化特性各不相同,该电阻变化特性比应力、应变能更多地反映有关材料内部结构变化的信息;CFRP单向层合板具有压阻效应,压阻效应随着应力的增加而增加,偏轴拉伸、横向拉伸时压阻效应比纵向拉伸时要大,且随铺层方向角的增大,压阻效应越来越明显.利用CFRP单向层合板这种自传感特性,可实现在线实时自监测以及对其损伤、破坏的自诊断.

碳纤维/乙烯基酯树脂单向复合材料拉挤工艺研究

本文系统研究了引发体系的组成及含量、三段模具温度、内脱模剂的含量和碳纤维体积含量对碳纤维 /乙烯基酯树脂复合材料拉挤工艺和拉挤复合材料性能的影响 ,确定了以上各参数的最佳范围 。

单向碳纤维/环氧树脂复合材料疲劳裂纹扩展的研究

为了模拟单向碳纤维/环氧树脂复合材料在拉-拉疲劳实际工作条件下疲劳裂纹扩展的情况,利用单向碳纤维增强环氧树脂复合材料制成的紧凑拉伸试样(CTS),在应力强度因子比R为0.5的条件下,就加载频率、应力强度因子幅△k对Ⅰ型裂纹的扩展速度及裂纹扩展机理的影响作了较系统的研究,为材料的安全可靠使用条件及作用周期提供参考依据。

单向碳纤维复合材料直角自由切削力的研究

以单向碳纤维复合材料(UCFRP)直角自由切削为研究对象,给出了纤维方向角0°-90°范围内的水平和垂直两方向切削力的理论计算方法。基于切削实验观察,发现在小切削厚度下,刀具刃口半径的作用应当考虑到切削力的计算中去。将切削区分为3个变形区分别计算切削力,总的切削力即为此3个变形区切削力之代数和。计算方法中考虑了刀具前角、刀具刃口半径、切削厚度、材料力学性能等多方面实际因素,发现纤维方向角、刀具前角、切削厚度等因素均对切削力的变化有较明显的影响。经计算值与实验数据对比,发现两者间有较好的一致性。

高模量碳纤维复合材料平板及管子性能分析

1 前言由上海航天局八一○所提供碳纤维复合材料,作单向板和正交板的拉、压、弯、剪试验,16组,共83根试样。碳纤维管子作拉伸、弯曲、扭转、弯剪、胶接拉脱等试验,共26根试样。增强材料为碳纤维M40B—3000,相对密度1.84,拉伸强度1800MPa,弹性模量397GPa;基体为环氧648,相对密度1.25,弹性模量2.5GPa,以下对测试结果进行分析。2 平板性能分析为了进行性能分析,必须要了解复合材料的铺层及树脂含量。对于碳纤维复合材料,比较实用的,可以从测定材料密度。

碳/芳纶纤维混杂复合材料层合板弹道冲击特性研究

为了探究碳纤维、芳纶纤维、碳/芳纶纤维混杂平板的抗冲击特性,分别对T700SC-12K-50C碳纤维层合板、1000D629T芳纶纤维层合板以及两种碳/芳纶纤维混杂平板进行弹道冲击试验,通过抗冲击性能评估参数对其弹道冲击特性进行评估;同时借助CT扫描结果分析了层合板的内部损伤情况,揭示了其破坏吸能机理,并进一步探究了纤维混杂对弹道冲击特性的影响。结果表明:随着弹体入射速度的增大,平板的能量吸收能力升高,直至饱和达到峰值。当弹体入射速度超过弹道极限时,随着入射速度的升高,平板的吸能量保持稳定或略有下降,而能量吸收率逐步下降。与纯碳纤维平板相比,纯芳纶纤维平板的抗冲击性能更优,将纯芳纶纤维平板两侧替换为碳纤维铺层,可有限提高整体的吸能效果,但替换的碳纤维占比较多时,反而使平板的抗冲击性能下降。在圆柱弹体冲击下,纯碳纤维平板为切孔型损伤,以剪切破坏为主,且损伤集中在弹体冲击部位附近。纯芳纶纤维平板、碳/芳纶纤维混杂平板为炸裂型损伤,弹孔形貌靠近迎弹面区域呈圆孔状,在背弹面损伤区域呈锥状隆起。损伤形成过程分为挤压变形、剪切侵彻和拉伸侵彻三个阶段。

碳纤维/环氧单向复合材料的统计强度和破坏准则

本文运用了纤维损伤的随机临界核理论及混合法则 ,对碳纤维

单向碳纤维增强陶瓷基复合材料磨削表面质量研究

为考察单向碳纤维增强陶瓷基复合材料(C f/SiC)的磨削表面质量,使用树脂结合剂金刚石砂轮完成正交试验研究.通过极差分析获得砂轮线速度 v s、磨削深度 a p和进给速度 v w对表面质量影响的主次顺序.正交试验结果表明:磨削深度对磨削表面粗糙度影响最大;随着磨削深度 a p的增大,表面粗糙度显著增大;随着砂轮线速度 v s的增大,表面粗糙度不断减小;随着进给速度 v w的增大,表面粗糙度增大.最终根据试验结果及表面微观形貌对单向碳纤维增强陶瓷基复合材料的磨削机理进行深入的分析,对单向C f/SiC磨削加工理论的机理揭示具有指导意义.

单向碳纤维复合材料分层缺陷垂直涡流检测有限元仿真研究

针对单向碳纤维复合材料分层缺陷难以检测的问题,设计了一个共面三矩形线圈探头,建立了利用该探头进行单向碳纤维复合材料分层缺陷垂直涡流检测的有限元模型,并利用该模型仿真计算了存在不同厚度分层缺陷时垂直涡流检测探头输出的感应电压信号变化情况。仿真结果表明,所设计的探头可灵敏地检测出单向碳纤维复合材料分层缺陷,并且在探头扫描检测分层缺陷的过程中,探头输出的感应电压虚部会出现成对的峰值和次峰值,峰值与分层厚度成正比,次峰值对的出现位置对应于分层缺陷边缘的位置,通过对峰值大小和次峰值对的出现位置进行分析,可以实现单向碳纤维复合材料分层缺陷厚度和范围的定量化评估,为实际工程应用提供了有价值的参考。

单向带与织物碳纤维增强树脂基复合材料中孔隙的细观特征

研究单向带与织物碳纤维增强树脂基复合材料中孔隙的细观特征,主要包括孔隙的分布特征、形貌、位置、面积和长宽比等。采用金相显微镜、扫描电镜和超声C-Scan检测对不同孔隙率(0~5.0%)的复合材料层压板进行观测和表征,比较单向带和织物层压板中层中孔隙和层间孔隙的细观特征,并采用统计分析的方法研究孔隙面积和孔隙长宽比随孔隙率的变化趋势。研究结果表明:受纤维分布的影响,单向带层压板和织物层压板中孔隙有其各自的细观特征,且随孔隙率的增加呈现一定的规律,从细观尺度上为孔隙率检测评估和性能预测提供了更客观、更符合实际的物理描述。

影响碳纤维单向带复合材料拉伸强度的因素分析

本文从加强片材料、加强片角度、加强片长度、胶接、铣切、测试等因素分析影响碳纤维单向带复合材料(简称单向带)拉伸强度的原因,通过试验,表明在现有的胶接工艺体系下,保持材料试验机的对中性,加强片材料、加强片角度、加强片长度对拉伸强度影响不大,而铣切环节对拉伸强度影响很大,改善现有的铣切技术条件,可以显著提高单向带拉伸强度的测试结果。

碳纤维增强复合材料低温冷风磨削试验研究

采用SD80N100B金刚石砂轮开展了单向碳纤维复合材料的低温冷风磨削与常温干式磨削的对比试验研究,探讨了低温冷风与磨削参数对碳纤维复合材料磨削性能的影响。采用扫描电镜与超景深电子显微镜观察了磨削后的表面形貌和亚表面损伤情况,并分析了表面粗糙度的影响规律。试验结果表明:与常温干式磨削相比,低温冷风磨削的磨削力增大,表面粗糙度减小;在低温冷风和常温干式两种磨削方式下,纵向90°磨削较其他磨削方向的磨削力更大,表面粗糙度更小。

碳纤维复合材料的电阻-应变传感特性研究

在研究碳纤维复合材料 (CFRP)的电阻 应变变化规律的基础上 ,本文分析了碳纤维织物形式、电极种类对电阻变化的影响。并对单向碳纤维布复合材料的导电模型进行了推导。结果表明 ,单向碳纤维布复合材料电阻变化具有较好的应变相关性 ,可作为应变传感器使用 ,达到预警及智能监测的效果。

环氧涂层处理高模量碳纤维/氰酸酯复合材料

采用表面预涂环氧E51树脂的方法制备了具有层间柔性缓冲层的M40增强双酚A型二氰酸酯(BADCy)复合材料单向板。FT-IR、SEM及力学性能分析表明,高温下(>180℃)环氧E51与BADCy反应形成柔性好且线胀系数(CTE)较低的五元噁唑烷酮环能有效地松弛复合材料界面间的层间应力。当E51处理液的浓度为10%时,M40/BADCy复合材料的层间剪切和弯曲强度分别由原来的69.8和1 080 MPa增加到78.1和1 110 MPa,提高了约12%和3%。

均匀化方法对单向碳/铝复合材料弹性性能预测

基于均匀化方法,预测单向碳/铝复合材料的等效弹性模量,得到单向碳/铝复合材料等效弹性常数的预测公式。首先,采用均匀化方法对单向玻纤/环氧复合材料等效弹性模量进行预测,得到玻纤/环氧复合材料的等效弹性常数,并与NASA经验公式的计算结果进行比较。结果表明,均匀化方法计算得到的等效弹性常数与NASA经验公式的计算结果相吻合,验证了周期性边界条件以及均匀化方法预测单向复合材料弹性性能的正确性。然后,采用均匀化方法对不同纤维含量的单向碳/铝复合材料等效弹性模量进行预测,并与NASA经验公式和混合法则的计算结果进行比较。结果表明,NASA经验公式和混合法则的计算公式可以预测单向碳/铝复合材料的纵向拉伸模量和纵向泊松比,但无法预测其横向拉伸模量和剪切模量。最后,采用最小二乘法拟合均匀化方法的计算结果对NASA经验公式进行修正,得到了单向碳纤维增强铝基复合材料横向拉伸模量和剪切模量的预测公式。

纤维方向对单向C/SiC复合材料磨削加工性能的影响

为了研究碳纤维编织复合材料的去除机理,探明纤维编织方向对磨削加工性能的影响,设计并制备了单向复合材料C/SiC,并沿纤维典型方向进行了磨削实验。结果表明,单向复合材料磨削时,切向磨削力和法向磨削力均呈如下规律:法向磨削>纵向磨削>横向磨削;磨削加工过程中表面粗糙度值呈如下规律:纵向磨削>法向磨削>横向磨削。对加工表面显微形貌的分析,揭示了陶瓷基复合材料微观多向去除机理。

高强度、高模量碳纤维复合材料拉伸性能测试方法的研究

利用INSTRON 6025电子万能试验机,对高强度、高模量碳纤维复合材料单向板进行了拉伸性能测试。结果表明,不同试样尺寸、不同铺层层数和试验加载方式、试样装卡对高强度、高模量碳纤维复合材料单向板拉伸性能测试结果有影响;试样尺寸的改变、铺层层数的不同对拉伸强度性能有影响。

三维针刺工艺参数对碳纤维复合材料力学性能的影响

以碳纤维单向布/网胎针刺织物为增强体,以树脂为基体,制备碳纤维复合材料,探究针刺密度、针刺深度对其力学性能的影响。结果表明:拉伸性能随着针刺密度、针刺深度的增加,呈下降趋势,层间剪切性能呈先增后减趋势;针刺深度对拉伸性能、层间剪切性能影响比针刺密度的大;单向布/网胎叠层针刺复合材料在针刺密度25刺/cm2,针刺深度13 mm工艺参数下具有较优的综合力学性能,其面内拉伸性能为493 MPa,层间剪切性能为30 MPa。