铺层方式对碳/环氧管层间剪应力影响的有限元分析

利用有限元程序ANSYS7.0对软模膨胀成型制备的碳/环氧管件在轴向载荷下的层间剪应力进行了分析。表明铺层的不对称性会显著导致环向层间剪应力增大,增幅在0.43～1.14倍,但对轴向层间剪应力影响很小;碳/环氧管的轴向铺层和环向铺层的比例对轴向层间剪应力和环向层间剪应力有显著影响,其比例在7∶3～4∶1时可以有效降低碳/环氧管的层间应力。

碳/环氧管件的低温热膨胀系数测试研究

介绍了采用千分表测量碳/环氧复合材料管件低温热膨胀系数的测试方法,对于管件轴向和径向等不同方向的热膨胀系数测试,采用了不同的测试装置。叙述了测试过程及注意事项,指出了对管件进行热膨胀测试时,不应该采用传统的从管件取出小件试样进行测试的方法,两者数据存在较大差别。另外还讨论了管件低温热膨胀测试数据的规律、影响因素,分析了测量误差影响因素如顶杆带来的误差等,提出了解决方法。对于多次测量的碳纤维复合材料低温热膨胀测试数据逐渐减小问题,进行了初步探讨和分析。给出了某种工艺的碳纤维复合材料管件热膨胀系数与温度曲线。

大载荷承力支架结构用碳/环氧承力管金属整体接头的结构设计

某大载荷承力支架结构采用碳/环氧管作为主承力构件,利用金属接头把承力管、前端框和后 端板连接成整体支架。利用有限元分析软件ANSYS7.0对承力支架结构进行了总体静力分析,并分析了接 头的局部受力状态。根据接头的受力状态,结合胶接失效模型设计了整体接头叉形部分长度为50mm,并根 据最大弯曲正应力设计了接头的壁厚为3mm,设计表明整体接头许用拉伸强度为250MPa,可满足承力支 架的承载要求。

三维四向编织碳/环氧复合材料实验研究

讨论了三维四向编织碳／环氧复合材料力学性能研究的实验方法。通过实验得到了弹性常数及反映材料非线性行为的力学性能指标随编织角的变化规律，并分析讨论了编织参数对该类材料破坏模式的影响作用。

大载荷下空间桁架结构主承力用碳/环氧推力管的重量优化设计

航天发动机推力支架空间桁架结构通常采用金属材料。碳 /环氧复合材料用于这种空间桁架结构的主承力推力管可以显著减轻推力支架的重量。为了节约昂贵的实验费用 ,通常先对支架结构和重量进行优化设计。本文以橡胶芯模辅助RTM工艺制备的碳 /环氧管件为模型建立了某种结构优化后的推力支架空间桁架结构的有限元模型 ,采用大型有限元分析软件ANSYS7.0对推力管的外径、壁厚和重量进行了优化设计 ,得出推力管最佳参数为外径 7.8cm ,壁厚 2 .2 3mm ,总重 11.5 8kg。

超声F扫描检测碳/环氧复合材料层合板冲击损伤—电阻变化

利用超声F扫描方法检测了经不同能量冲击后的碳/环氧复合材料层合板,并测量了复合材料冲击前后电阻。结合冲击能量、电阻变化、超声F扫描图像综合分析了冲击后碳/环氧复合材料的状况。结果表明,超声F扫描能够确定碳/环氧复合材料冲击损伤能量阈值;不同能量的冲击都会使碳/环氧复合材料的电阻发生变化,但只有大于能量阈值的冲击才会在复合材料中产生损伤;超声F扫描提高了基于电阻变化判断复合材料是否损伤的准确性。

三维四向碳/环氧编织复合材料剪切力学性能实验研究

讨论了编织复合材料剪切力学性能研究的实验方法，研制并分析了用于剪切力学性能研究的夹具。

纳米涂层在碳纤维/环氧基复合材料中的应用

该文研究纳米级氧化物涂层对碳纤维 /环氧基复合材料的界面性能和耐热性能的影响。采用溶胶 -凝胶法在碳纤维的表面涂覆了氧化铝和钇稳定的氧化锆(YSZ)涂层 ,透射电镜分析表明涂层中粒子的大小约为 1 0nm。通过比较氧化物涂层前后碳纤维 /环氧复合材料的力学性能发现 ,Al2 O3 和YSZ涂层后使复合材料的层间剪切强度分别提高了 1 7.7%和 52 .0 % ,拉伸强度和弯曲强度也均稍有提高。且在碳纤维表面形成的Al2 O3 或YSZ涂层在 350～ 70 0℃能有效地减缓碳纤维环氧基复合材料的氧化失重速率。

缠绕角度对碳/环氧厚壁管件轴压性能影响的有限元分析

建立厚壁缠绕管件的轴压有限元模型,分析相同压缩载荷条件下不同缠绕角度对管件轴压模量,径向形变和剪应力的影响,并对厚壁缠绕管件在轴压载荷下的破坏模式和部位进行了预测分析。结果表明:受轴压管件的缠绕角度宜控制在20°以内,对管件端头进行环向缠绕加强可以提高管件的轴压强度和刚度。

纤维表面处理对三维编织碳纤维/环氧复合材料力学性能的影响

在对长碳纤维 /环氧复合材料 (Cl/Ep)研究的基础上 ,重点研究了纤维空气氧化和次氯酸钠氧化对三维编织碳纤维 /环氧复合材料 (C3D/Ep)力学性能的影响。结果表明 ,纤维表面处理可显著增强纤维 /基体的界面结合强度 ,使其力学性能大幅度提高。其中 。

冷等离子体接枝处理对碳纤维织物/环氧复合材料界面性能的影响

采用冷等离子体接枝法对碳纤维织物进行表面处理,在纤维表面产生活性官能团,研究了冷等离子体接枝处理对碳纤维织物/环氧复合材料的层间剪切强度的影响。实验结果表明,冷等离子体接枝处理提高了碳纤维表面活性,从而改善了碳纤维织物/环氧复合材料的界面粘结性能,进而改善了复合材料的界面性能。

真空紫外辐射对碳/环氧复合材料性能的影响

介绍了真空紫外线的模拟和射流式真空紫外辐射模拟设备的工作原理、技术参数及特点,并利 用该设备及其它分析手段对环氧树脂浇铸体(EP648)和碳/环氧复合材料(C/E648)在真空紫外线辐照作用下 的出气、质量损失率、层间剪切强度和表面状态的变化进行了研究。试验结果表明:真空紫外线辐照导致材料 产生明显的出气效应,质量损失率呈现先递增后趋于平缓的趋势;17280esh辐照剂量下,EP648的质量损失是 C/E648的3.4倍,C/E648的层间剪切强度与辐照前相比下降了13.3%;环氧树脂破损较重,而碳纤维表面状 态基本完好,并对内部的环氧树脂起到一定的保护作用。

三维编织碳/环氧复合材料成型工艺

从树脂体系的选择和优化、RTM工艺以及材料内部微观结构分析等方面对三维编织碳／环氧复合材料成型工艺进行了系统的研究。结果表明，在该材料的成型技术中，以TDE－85／DDS／BF3·EMA树脂为基体，同时采用RTM工艺的成型方法是合理可行的，该材料适合用在承力情况复杂的制件上。

三维编织碳/环氧复合材料聚能冲击性能研究

利用爆炸冲击试验对三维编织碳 /环氧复合材料聚能冲击性能进行了研究 ,并分析了三维编织碳 /环氧复合材料的聚能冲击破坏的宏观和微观破坏机理。结果表明 ,导爆索直接与碳 /环氧接触时 ,碳 /环氧复合材料将被破坏 ;在导爆索和碳 /环氧之间加入橡胶 ,可以保护碳 /环氧复合材料不被破坏。

碳/环氧复合材料薄壁细长管件的研制与试验

文章简要介绍了碳/环氧复合材料薄壁细长管件的研制情况,着重介绍了工艺方案选定、选材和材料特性试验、成型工艺及解决主要技术难点等内容。制品经地面环模和飞行试验考验,取得了满意效果。

树脂含量对碳布/环氧复合材料力学性能的影响

主要研究了不同树脂含量下 ,碳布 /环氧复合材料的经向拉伸和纬向压缩性能 ,并初步探讨了树脂含量对复合材料拉伸、压缩性能的影响机理。试验结果表明 :树脂含量对复合材料力学性能的影响较大 ,当树脂质量含量在 4 2 %～ 4 5 %之间时 ,拉伸、压缩性能较好。

真空紫外辐射对碳/环氧复合材料性能影响

文章介绍了真空紫外线(VUV)的模拟和射流式真空紫外辐射模拟设备的工作原理、技术参数及特点,并利用该设备及其它分析手段对环氧树脂浇铸体(EP648)和碳/环氧复合材料(C/E648)在VUV辐照作用下的出气、质量损失率(SAML)、层间剪切强度(ILSS)和表面状态的变化进行了研究。试验结果表明：VUV辐照导致材料产生明显的出气效应,质量损失率呈现先递增后趋于平缓的趋势；17 280esh辐照剂量下,EP648的质量损失是C/E648的3．4倍,C/E648的ILSS与辐照前相比下降了13．3％；环氧树脂破损较重,而碳纤维表面状态基本完好,并对内部的环氧树脂起到一定的保护作用。

空间环境与碳/环氧复合材料交互作用的研究现状

随着航天技术的迅速发展,要求航天器长寿命、高可靠性、高精度和多用途,这对航天器所用材料的性能提出了越来越高的要求。碳/环氧复合材料不仅具有密度小、比强度和比刚度高等特点,而且在真空条件下质损率低,热膨胀系数小,在航天领域得到了越来越广泛的应用。在大多数的空间环境因素的长期作用下,碳/环氧复合材料的各项性能将发生变化,进而会对航天器在轨服役的可靠性及寿命产生影响。

影响模压成型碳/环氧复合材料制件性能的因素分析

文章简述了碳/环氧复合材料模压成型工艺特性,从模压成型模具基本要求、模压成型温度、压力和保温时间等工艺参数对制件性能的影响作了较为详细分析。文中还提出将复合材料基础理论分析应用于生产过程中,对有效控制制件工艺状态稳定及其性能具有一定的现实意义。

切向气流和激光作用下碳纤维/环氧材料的损伤特性

无气流和切向气流马赫数分别为0.50,0.85条件下,开展了碳纤维/环氧材料激光辐照损伤特性研究实验,对碳纤维、环氧树脂和复合材料热失重曲线、温度历史曲线以及实验后复合材料损伤形进行分析,结果表明：由于切向气流阻止材料燃烧且对材料表面起冷却作用,无气流条件下材料的热损伤区域远大于激光辐照区域,与切向气流条件相比,材料后表面温升时间长、温升幅值高;在切向气流环境下,由于气流作用使得材料的损伤包括烧蚀损伤和断裂损伤;从损伤形貌和后表面温度历史、温升速率比较来看,在切向气流马赫数为0.50～0.85的速度范围内,碳纤维/环氧材料在切向气流和连续激光（102 W/cm2量级）联合作用下的损伤差异不明显.