不同刀具车削加工高硅氧玻璃纤维/酚醛树脂切削力研究

为探索高硅氧玻璃纤维/酚醛树脂复合材料的切削加工性能,对该类材料进行大直径薄壁回转类零件的车削加工。采用四种不同刀具进行实验研究,获得了不同切削参数及不同刀具材料对切削力的影响规律。试验结果表明:切削用量三要素中,切削深度对切削力的影响最大,其次是进给量,而切削速度的影响很小。当切削速度为119.32 mm/min、进给量为0.1 mm/r、背吃刀量为0.5 mm时,为最优切削参数。Ti-Al-Si-N纳米涂层硬质合金和超硬材料F2HX无涂层硬质合金刀具适合于低速加工,而PCD刀具则适合于高速加工。

高硅氧玻璃纤维/酚醛树脂复合材料树脂含量的灼烧法因素研究

高硅氧玻璃纤维/酚醛树脂复合材料的树脂含量对复合材料的性能具有重要影响,检测树脂含量的多种测试方法中,灼烧法是一种重要方法。本研究针对灼烧法,采用正交实验和方差分析法,研究烧失温度、烧失时间、预处理温度、预处理时间各因素,对高硅氧玻璃纤维/酚醛树脂复合材料的树脂含量测试的影响。测试结果表明:影响灼烧法的4个因素中,烧失温度对测定树脂含量的影响相当显著,烧失时间次之,预处理温度、预处理时间因素的影响不太显著,并验证了直观分析与方差分析结果的一致性。

低压环境下玻璃纤维/酚醛树脂燃烧特性

火灾事故严重威胁飞机的安全运行。航空运输环境为低压环境,低气压会对火灾的发生发展产生重大影响。民用运输飞机的壁板材料均为复合材料,美国联邦航空管理局和中国民航局均要求实验验证其防火特性。该文选取空客某型飞机夹芯结构壁板材料(A壁板)和层压型壁板材料(B壁板)作为研究对象。A壁板由上下层树脂基面板、中间层芳纶蜂窝芯和胶黏剂组成,B壁板为树脂基玻璃纤维增强层压板。分别在四川康定(61 kPa)和广汉(96 kPa)研究其隔热性能、点燃时间、质量损失和烟气特性。结果表明:A壁板隔热性能在低压下下降约26.0%,B壁板隔热性能几乎不受压强影响,A壁板隔热性能明显优于B壁板;压强通过影响对流热损失和临界质量通量影响点燃时间,A壁板点燃时间在低压下缩短16%,B壁板点燃时间受压强影响较小;压强影响燃烧速率,A、B壁板质量损失率和质量损失速率在低压下均有降低;在不同气压环境下2种壁板O_(2)最大消耗量、CO和CO_(2)产生量峰值对应时间基本一致,低压环境下O_(2)消耗量、CO和CO_(2)产生量峰值均高于常压环境。该文初步研究了气压对壁板材料燃烧特性的影响,可为机舱防火救援等提供理论参考。

高硅氧玻璃纤维／酚醛树脂复合材料切削力的试验研究

通过用PCD刀具对高硅氧玻璃纤维/酚醛树脂复合材料的车削试验,采用正交试验和回归分析法,研究了切削用量三要素对切削力的影响规律,建立了切削力的经验模型。结果表明,背吃刀量是影响切削力的主要因素,增大背吃刀量时主切削力和进给力都显著增大;增大进给量也使主切削力增大,但其影响小于背吃刀量;而切削速度对切削力的影响很小。所建切削力经验公式可作为切削加工该复合材料时切削用量选择及切削力控制的依据。

酚醛树脂/玻璃纤维型飞机货舱衬板复合材料火灾危险性评价

应用锥形量热仪和烟密度箱测试分析飞机货舱衬板在不同火灾环境下的燃烧特性,结合锥形量热仪实验数据对玻璃纤维/酚醛树脂复合材料的火灾危险性进行评价。结果表明:不同热辐射强度对货舱衬板的影响有区别,热辐射强度越大,热分解越快,点燃时间越短,热释放速率峰值越大,最大峰值为98.5 kW/m^(2),最大总热释放量为7.7 MJ/m^(2),总生烟量最大为0.8 m^(2),质量损失也就越多;在同一热辐射强度下,A320货舱衬板复合材料在有焰燃烧情况下的比光密度为2.39,而在无焰燃烧情况下最大比光密度为16.06;结合CONE测试数据计算出FGI、FPI、THRI和TSPI四项火灾危险性评价指标,得出FPI与热辐射强度成负相关关系,FGI、THRI和TSPI均与热辐射强度成正相关关系。

玻璃纤维/酚醛树脂复合材料热响应预报方法

为研究航空复合材料在火灾环境下的热响应,考虑材料热解过程,建立了复合材料热响应方程组,推导了显式有限差分格式,研究了玻璃纤维/酚醛树脂复合材料内部瞬态热响应与碳化规律。结果表明:建立的非线性热响应方程组与计算方法能够预测玻璃纤维/酚醛树脂复合材料的温度-时间历程,800s时的受热表面温度达到了1048℃,背面温度为226℃,与实验值吻合较好;随着材料深度增加,材料达到热解温度所需的时间更长,材料密度下降速率随之降低,碳化过程变慢;热解反应区中不同深度位置的材料剩余质量分数在同一温度下略有不同,位置越深,剩余质量分数越小,碳化程度越高;随着时间推移,发生热解的材料比重增大,碳化范围逐步扩大,热解层厚度范围也逐渐扩大。

民航客机货舱侧壁板玻纤酚醛复合材料燃烧特性研究

为了探究民航客机货舱侧壁板材料的燃烧特性,采用锥形量热仪研究其在火灾环境下的燃烧特性,并且采用两种评价指标对材料的火灾危险性进行评估。试验结果表明:材料的热释放速率曲线只有1个增长峰,热辐射强度从20 kW/m^(2)增至50 kW/m^(2)时,材料燃烧的热释放速率峰值从98.64 kW/m^(2)增至201.46 kW/m^(2),质量损失随着辐射强度的增加而增加;燃烧过程中CO和CO_(2)生成量随辐射强度的增加而增加;通过燃烧点燃模型得到侧壁板材料的理论临界热流为10.20 kW/m^(2);热辐射值的变化对飞机货舱侧壁板的火灾危险指标影响较大。

酚醛树脂/玻璃纤维夹层结构材料热解机理与燃烧特性研究

民机内饰壁板主要采用酚醛树脂/玻璃纤维夹层结构材料,利用热重分析仪探究国产某型客机内部壁板材料,在不同升温速率下的影响规律,利用锥形量热仪探究其在不同热辐射强度下的燃烧特性。结果表明:随着升温速率的提高,初始热解温度和终止热解温度均逐渐升高,热失重速率随升温速率的提高而减小。酚醛树脂/玻璃纤维材料面板的热稳定性强于蜂窝芯。壁板材料热释放速率曲线出现2个峰,分别为蜂窝芯的燃烧和酚醛树脂的燃烧。热辐射强度从30 kW/m^(2)增至50 kW/m^(2)时,蜂窝芯燃烧的峰值从20.33 kW/m^(2)增至43.52 kW/m^(2),酚醛树脂燃烧的峰值从3.28 kW/m^(2)增至47.36 kW/m^(2),且峰值提升较显著。燃烧过程中O_(2)消耗量、CO和CO_(2)生成量均有所升高。

两种复合材料层间脱粘问题的研究

高硅氧玻璃纤维布 /酚醛树脂缠绕成型复合材料和碳纤维 /酚醛树脂模压成型复合材料复合时 ,两者层间常出现严重脱粘。本文通过实验分析发现 ,导致两种复合材料层间脱粘的主要原因为高硅氧玻璃布 /酚醛树脂缠绕层固化成型时的残余应力及中间层的影响。通过降低固化温度 ,减慢升温速率 ,减少富树脂层厚度等措施有效地解决了层间脱粘问题。

低气压下民航客机机舱壁板材料的热解动力学

航空运输环境为低气压环境,低气压会对火灾的发生发展产生重大影响。为了探究低环境压力下民航客机机舱壁板材料的热解特性,利用热重分析仪对其热解特性进行研究。选取空客某型飞机玻璃纤维/酚醛树脂夹层板结构壁板材料(A壁板)和玻璃纤维/酚醛树脂层压板结构壁板材料(B壁板)作为研究对象,分别在四川广汉(96 kPa)和四川康定(61 kPa)进行研究。结果表明:随着压力的降低和升温速率的升高,A壁板、B壁板热分解反应的初始反应温度、终止反应温度及最大质量损失速率温度均略向高温方向移动。在15℃/min升温速率下,A壁板的上下树脂基面板由两个热解阶段组成,芳纶蜂窝芯只有一个热解阶段,且树脂基面板的初始分解温度约182℃,明显小于芳纶蜂窝芯分解温度413℃;B壁板热解分为两个阶段,初始热解温度约258℃。采用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法、Starink法和KAS法进行热解动力学分析,FWO法、Starink法和KAS法得到的表观活化能相近,低压下A壁板、B壁板表观活化能相对于常压下分别提高了大约10.4%和28.5%。而且96 kPa环境下A壁板和B壁板的化学反应速率大约是61 kPa环境下的1.9倍和1.2倍。