碳纤维层压板冲击损伤的红外热波检测

采用无损检测技术对碳纤维增强复合材料进行检测是保证其构件质量的必要手段。介绍了利用红外热波无损检测技术对碳纤维增强多层复合材料板冲击损伤试件检测的结果,并将热波检测结果与超声C扫描检测结果进行比较,结果表明两种检测方法各具优势。热波检测技术与超声检测技术结合起来对碳纤维增强多层复合材料板冲击损伤无损检测效果更佳。

一种碳纤维层压板铣削变形仿真分析方法

研究了碳纤维层压板有限元模型的构建方法,并以某典型碳纤维层压板为例,通过试验获得了其材料性能参数和加工时的三向铣削力,并应用该方法和试验所得数据在ANSYS中建立了精确的碳纤维层压板仿真模型。以此为基础提出了碳纤维层压板铣削变形的有限元仿真分析方法,并进行了验证试验。试验结果表明,仿真值与实际加工中的变形量吻合较好,平均相对误差为4.1%。因此可以通过该方法对碳纤维层压板铣削变形进行预测,从而为加工工艺的合理性及优化提供一定的参考。

不同工艺参数对自动铺带碳纤维层压板的性能影响

本文以采用自动铺带技术铺贴,并进行热压罐固化的碳纤维复合材料层压板作为研究对象,通过对自动铺带过程中的铺贴间隙、铺贴压力、施压参考面的选择、铺贴温度以及铺放过程中是否采用真空预压实等工艺参数进行系统试验,研究了不同工艺参数对层压板力学性能及面孔隙率的影响。

高温环境下碳纤维环氧树脂层压板热响应行为

以碳纤维/环氧树脂层压板为研究对象,利用ABAQUS有限元分析软件对高温环境下碳纤维/环氧树脂层压板热响应过程进行数值模拟,结合试验分析不同铺层厚度材料的热响应行为规律,验证了模拟的可行性。研究发现,随着厚度增加,材料达到稳态温度的时间延后,稳态温度降低,材料内部随着距受热面深度的增加,升温速率呈下降趋势,且随着深度的增大,下降趋势减缓;热流方向沿平行于碳纤维层分布时稳态温度和稳态导热系数均较垂直方向大,碳纤维沿平行于热流传递方向分布有利于传热。

轻量化纤维金属层压板研究进展

纤维金属层压板(FMLs)由薄金属层板和纤维增强聚合物材料层交替堆叠而成。作为新型飞机的主要结构材料,FMLs具有优异的抗冲击性能、抗疲劳性能、耐腐蚀性能和安全性高等特点,广泛应用于航空航天领域。本文总结性介绍了FMLs的性能、分类、性能测试及表面改性方法,并对未来FMLs的发展前景进行了展望。

高性能PWB用芳酰胺纤维纸层压板

本文介绍了高密度互连PWB用芳酰胺纤维纸层压板与玻璃布层压板的比较,芳酰胺纤维纸层压板的优点及其应用情况。

碳纤维/环氧层压板的燃烧特性

利用锥形量热仪,热辐射强度选取为15~80 kW/m2,采用电火花引燃和无电火花引燃的自燃两种着火方式研究碳纤维/环氧层压板在不同火灾环境下的燃烧特性,对比分析点燃时间、临界热辐射强度、质量损失速率及热释放速率的变化规律。结果表明:随热辐射强度的增大,两种着火方式下碳纤维/环氧层压板的点燃时间缩短,质量损失速率峰值增大,热释放速率峰值增大且达到峰值时间提前;相同辐射强度下,相比于自燃,强制点燃的点燃时间提前、临界热辐射强度降低,热释放速率峰值升高及达到峰值时间提前;随着热辐射强度的增加,着火方式对点燃时间和热释放速率影响逐渐减小。建立了碳纤维/环氧层压板的点燃时间及质量损失速率的数学模型,得到理论临界热辐射强度和气化热。

铺层结构对碳纤维/环氧层压板火反应特性的影响

利用锥形量热仪,垂直/水平燃烧速度测试仪、极限氧指数测定仪研究了单向、织物两种铺层结构对碳纤维/环氧层压板火反应特性的影响。结果表明,随热辐射强度的增加,不同铺层结构碳纤维/环氧层压板的点燃时间均缩短,质量剩余率降低,热释放速率、产烟速率峰值均增加,达到峰值时间变短,总热释放量和总烟释放量增加;在相同热辐射强度下,相比于织物铺层结构,单向铺层结构的碳纤维/环氧层压板点燃时间较长,质量剩余率较高,热释放速率、产烟速率峰值较高,达到峰值时间提前,总热释放量和总烟释放量较低。此外,两种铺层结构中织物铺层结构的层压板火焰蔓延速度较慢,铺层结构对极限氧指数影响较小。

基于近场动力学理论的层压板损伤分析方法

提出了一种基于近场动力学理论的纤维增强复合材料层压板的渐进损伤分析方法.在弹性力学和复合材料力学的基础上,推导了适用于近场动力学建模的微模量和临界伸长率等基本参量,结合经典层压板理论中的偏轴模量,构建了适用于各向异性材料的对点力函数,可分析3种形式的损伤:纤维断裂,基体开裂和分层破坏.分析了含圆孔层压板在拉伸载荷作用下的破坏过程,预测结果与试验结果吻合良好.

高温环境对防弹插板抗弹性能影响分析

采用M80弹(7.62 mm×51 mm NATO)分别对常温和高温(55℃)下的防弹插板进行实弹射击试验,以研究高温环境对防弹插板抗弹性能的影响。通过分析试验时防弹插板弹击瞬间凹陷值,同时结合聚氨酯树脂的剥离强度、超高分子量聚乙烯纤维层压板剥离强度和弯曲强度的测试结果对高温下抗弹性能变化原因进行了研究。结果表明:高温下防弹插板抗弹性能明显下降,相对于常温下每发弹的弹击瞬间凹陷值增加了2~5 mm。其主要原因是超高分子量聚乙烯纤维层压板在高温下抵抗变形的能力发生明显下降,从而导致防弹插板的弹击瞬间凹陷值增大。

脉冲红外对碳纤维板冲击损伤特征检测

采用双面法脉冲红外热成像无损检测技术提取了碳纤维层压板冲击损伤特征信息。依据红外热图序列,分析有无冲击损伤区温差的时间历程曲线,提出根据温差时间历程曲线上升沿梯度最大值作为选取最优热图的性能指标。为了验证,对碳纤维层压板进行超声C扫检测,并用Image J对处于温差时间历程曲线上升沿的热图和超声C扫图进行图像处理,获取碳纤维层压板的冲击损伤特征信息,然后以超声C扫结果为标准计算误差,结合温差时间历程曲线上升沿梯度值进行分析。结果表明:梯度最大值对应的热图冲击损伤面积误差最小,并且离梯度最大值越远,误差越大,说明根据温差曲线上升沿梯度最大值从热图序列中选取最优热图的方法是可行的。

碳纤维增强铝合金层合板拉伸性能研究

采用试验方法与理论分析相结合,对两种不同纤维铺层结构的碳纤维增强铝合金层合板(CARALL)开孔前后的拉伸性能进行了比较研究,得出了开孔前后不同纤维铺层结构的层合板拉伸性能变化规律,并给出了作为拉伸构件的碳纤维铺层结构建议,提出了应用金属体积分数理论和点应力准则预测层合板开孔前后拉伸性能的方法。

Ti-C纤维金属层压板自由振动试验和数值分析

为研究由钛合金和碳纤维增强复合材料交替铺设而成的Ti-C纤维金属层压板(FMLs)的制备及自由振动,首先,使用有限元分析软件MSC.PATRAN/NASTRAN对不同尺寸Ti-C FMLs的自由振动进行了二维有限元建模计算,确定了尺寸效应对FMLs固有频率的影响;然后,采用电磁激振器和非接触式激光扫描仪进行自由振动试验,比较了数值仿真结果和试验结果;最后,计算了相同尺寸的纯碳纤维复合材料层压板和不同钛合金层压板层数的Ti-C FMLs的固有频率,研究了钛合金层压板层数对FMLs固有频率的影响。结果显示:试件的尺寸越小,固有频率的计算误差越大,即当结构面内尺寸相对于厚度的倍数较小时,模型的计算误差大;数值仿真结果和试验结果总体吻合较好,有限元模型有效;FMLs的固有频率随着钛合金层压板层数的增加而减少。所得结论可为提高Ti-C FMLs自由振动的可设计性提供参考。

基于希尔伯特变换和功率谱估计的薄缺陷厚度太赫兹检测

提出将希尔伯特变换和功率谱估计相结合的光谱分析算法,对太赫兹反射时域波形进行处理,并将该算法应用于太赫兹时域光谱成像,将缺陷厚度和图像灰度关联,实现同时对玻璃纤维层压板内部缺陷厚度、位置和形状的成像检测。实验结果表明:将多重信号分类谱估计、自回归谱估计和希尔伯特变换结合时,能成功区分厚度为0.08mm缺陷上下表面反射脉冲,反射脉冲的时间分辨率小于0.5 ps,缺陷厚度的检测误差不高于0.03 mm。

一种新型蜂窝夹层结构防热材料

针对实际使用的热环境要求,提出了多种防热结构材料及结构方案。通过石英灯加热试验对其防热性能进行了考核验证。考察了防热涂层、样件结构形式以及材料种类对试验件防热性能的影响。结果表明,防热涂层可显著降低防热试验件的背温,最高降幅达241℃;相对于传统的玻璃纤维/酚醛层压板结构,在满足防热要求的同时,新型蜂窝夹层结构的面密度较低,仅为层压板的50%左右,具有明显的减重优势,其中聚酰亚胺面板的蜂窝夹层结构的面密度仅为酚醛玻璃钢面板夹层结构的80%,其表面加防热涂层样件的背温仅为246℃。

国外塑料光纤传感器对智能型SMA板变形控制研究

对国外智能型形状记忆合金(SMA)板和塑料光纤(POF)传感器的设计过程进行了详细介绍,并用POF传感器对SMA蒙皮及碳纤维增强环氧树脂复合材料组成的金属纤维层压板(FML)的变形特性进行了测试。即通过一台光检测器监测POF传感器的输出,光检测器则连接到控制单元上。这种闭环式布置使操作者能够引入规定的梁设定点偏移值。控制单元一接通,即可得到智能型FML所需的偏移值,随后关闭,用POF硅加热器提供反馈信号,即可观察出SMA板的变形特性。

复合材料在轨道车辆上的应用研究

本文介绍了国内外复合材料的应用现状,重点讨论了以纤维层压板为表层,蜂窝铝 /PET 泡沫铝为芯材的复合材料在车辆内饰地板中的应用现状。文章首先对两种材料的基本特性进行了详细的阐述,在与其他材料相比较后,总结了两种材料的优势。从多个方面论述了两种材料在地板结构设计中应用的技术难点。并针对目前夹芯复合材料在轨道车辆应用中存在的问题提出相关建议。

信息资讯

风电建筑一体化垂直型风力发电机在江苏通过省级新产品鉴定2011年1月23日,由江苏澳盛风能设备科技有限公司和海河大学共同研制的"风电建筑一体化垂直型风力发电机(ASOG2K)"项目在江苏吴江通过了省级新产品鉴定。