热塑性预浸带铺放过程的温度历程分析

采用Ansys模拟与实验研究相结合的方法,进行了模型验证,研究了热塑性预浸带自动铺放过程中各层的温度历程。结果表明,各层粘合点的峰值温度均呈先增大后趋于稳定的趋势,由于铸铝底板与预浸带之间的热导率相差太大,温度历程中粘合点峰值温度存在差异。通过模型计算及调控每层铺放的热气温度,各层粘合点的峰值温度达到一致,证明了该方法的有效性。在保证粘合点峰值温度一致的条件下,通过对不同铺放速度进行模拟发现,铺放速度越大,需要调控的热气温度越小,当铺放速度足够大时,即使不对各层的热气温度进行调控,仍能达到消除峰值温度差异的目的。计算结果表明,该速度的临界值为21 mm/s。

3238A/CCF300中温固化环氧碳纤维预浸带及复合材料性能研究

通过表征3238A中温固化环氧树脂工艺性,测试3238A/CCF300碳纤维预浸带复合材料静态力学性能和疲劳性能,对比3232A中温环氧S4级玻璃纤维复合材料,对3238A/CCF300碳纤维预浸带复合材料综合性能进行评价。结果表明:3238A/CCF300碳纤维预浸带成型工艺简单,静态力学性能和疲劳性能优异,较3232A中温环氧S4级玻璃纤维复合材料有大幅提升,在直升机领域具有良好的应用前景。

复合材料自动铺带的预浸带规划技术

针对复合材料自动铺带技术的铺放要求,对预浸带的几何构成与规划初始条件设定进行了介绍,提出了基于铺层信息的预浸带铺放路径规划、预浸带轮廓边界生成以及展平几何计算等实现方法,并从不同侧面阐述了预浸带可铺放性的分析方法。通过预浸带规划模块开发以及曲面铺层上预浸带几何的生成,证明了该方法的可行性。

复合材料预浸带树脂含量在线监测技术现状

综述了目前国内外有关复合材料预浸带树脂含量的在线监测技术现状，着重对超声、射线、光学及重量监测技术的研究进展和应用前景进行了分析。

预浸带铺放过程温度场动态仿真与实验研究

为了测量铺放过程中粘合点温度峰值和复合材料的温度场分布,构建了基于Lab VIEW的温度场在线测量系统。实验中预浸带铺放5层,热风枪稳定温度为200℃。实验结果表明,随着铺放过程的进行,每一层预浸带的温度曲线都出现多个峰值,且峰值逐渐降低,其中第1个峰值即为粘合点温度,平均分别为80.1、91.4、101.3、113、108.3℃,比较可知,各层预浸带粘合点温度逐渐升高。同时,建立了预浸带铺放温度场有限元模型,利用ANSYS中的生死单元以及循环加载技术模拟了预浸带动态铺放过程。有限元模拟结果中的粘合点温度分别为71.8、96.2、104.3、107.9、105.3℃,与实验结果相比误差可控制在10%以内,且粘合点温度越高,其准确性越好。

自动铺放工艺的复合材料预浸带的适宜性评价方法

依据自动铺带头的结构从离型纸与预浸带的作用、预浸带间的粘附性、预浸带对模具的粘附性这3个影响自动铺放成功的方面简介了预浸带的自动铺放适宜性的评价方法。首先,通过离型纸剥离力的测量和比较可以选择出适合自动铺放的离型纸。其次,通过楔子剥离测试预浸带间的平均剥离力,为选择出一定温度下适宜自动铺放的预浸带提供了参考。最后,通过预浸带与垂直金属板间的粘性测量,为选择适宜在金属模具表面自动铺放的预浸料提供指导。

连续碳纤维增强聚醚醚酮预浸带成型工艺及性能

利用浸渍法制备连续碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)预浸带,对其成型温度、行进线速度进行研究,并测试了CF/PEEK预浸带的热胀系数、拉伸性能,利用SEM扫描电镜观察CF/PEEK预浸带内部界面结合状态。结果显示,预热区、熔融热压区温度分别控制在110~130℃和220~370℃,预浸带行进线速度控制在2 m/min时,制备的预浸带性能较好;在-150^+150℃范围内,CF/PEEK预浸带线胀系数为0.5×10-6/K,并随着纤维体积分数增大而减小;CF/PEEK预浸带最大拉伸强度达到1.81 GPa;SEM扫描电镜显示碳纤维与PEEK界面结合良好。研究显示,CF/PEEK预浸带制备工艺参数可行,CF/PEEK预浸带性能较好,具有工程应用价值。

用β射线技术在线监测复合材料预浸带树脂含量

建立弱源射线监测仪,对热熔预浸工艺生产预浸带用涂胶离型纸的树脂含量进行了动态测量,并与重量法间断测量结果进行了比较。研究表明:射线透过涂胶纸强度和原强度之比(I/I_0)与树脂含量具有良好的对应关系;该仪器用于预浸树脂含量在线检测是可行的。

预浸带铺放过程温度场动态仿真与实验研究

为了测量铺放过程中粘合点温度峰值和复合材料的温度场分布，构建了基于LabVIEW的温度场在线测量系统。实验中预浸带铺放5层，热风枪稳定温度为200℃。实验结果表明，随着铺放过程的进行，每一层预浸带的温度曲线都出现多个峰值，且峰值逐渐降低，其中第1个峰值即为粘合点温度，平均分别为80．1、91．4、101．3、113、108．3℃。由比较可知，各层预浸带粘合点温度逐渐升高。同时，建立了预浸带铺放温度场有限元模型，利用ANSYS中的生死单元以及循环加载技术，模拟了预浸带动态铺放过程。有限元模拟结果中的粘合点温度分别为71．8、96．2、104．3、107．9、105．3℃，与实验结果相比，误差可控制在10％以内，且粘合点温度越高，其准确性越好。

预浸带铺放成型复合材料构件应力场研究

预浸带铺放过程中的温度历程和热应力对复合材料构件成型后的质量有很大的影响。基于生死单元和循环载荷方法,对预浸带铺放成型复合材料构件的应力场进行了数值模拟,利用ANSYS中间耦合方法,实现铺放过程的温度-应力耦合分析:首先对铺放过程的温度历程进行求解,然后将温度场计算结果作为热载荷进行应力场分析,得到了预浸带铺放过程中构件内部的热应力分布及成型后的残余应力,最后分析了不同铺放参数对残余应力的影响。研究结果表明:在各层中,第一层的轴向、横向热应力最大,分别为64.8、11 MPa,随着铺放进行,各层自身的热应力逐渐增大;铺放头移动速度一定,热气温度从500℃升高到700℃时,构件成型后的轴向、横向残余应力分别增大了14、5.5 MPa;热气温度一定,铺放头移动速度从10 mm/s增加到30 mm/s时,构件成型后的轴向、横向残余应力分别减小了23.6、6.12 MPa,随着铺放层数增加,铺放速度对残余应力影响越来越小。

复合材料预浸带树脂含量的检测与过程监测技术

预浸带的树脂含量稳定性是保证复合材料制品质量的重要因素。本文综述了目前国内外有关预浸带树脂含量的检测技术现状，着重对间断检测和在线监测技术的研究进展和应用前景进行了分析。

自动铺缠预浸带热压接研究

应用流体力学理论获得了热压接模型,研究续接压力、温度、时间等因素对续接性能的影响。采用玻璃纤维织物/酚醛树脂预浸带(664/B30)进行续接实验验证。结果表明:随续接压力增大、温度升高以及续接时间和长度的增加预浸带续接性能提高,符合理论分析结果。

复合材料预浸带自动铺放适宜性试验研究

对一种型号的预浸带,黏性与铺覆性是评价其铺放适宜性的重要指标,而铺放适宜性对铺放工艺过程成功与否有重要影响。因此,研究预浸带黏性及铺覆性,并分析铺放工艺参数对黏性及铺覆性的影响具有工程意义。

碳纤维预浸带自动铺放超声切割器的研究

介绍了铺放过程中模块化碳纤维预浸带切割器的设计,此机构采用超声切割刀,可以对碳纤维预浸带进行任意角度的切割;并设计一种基于PLC和VC可视化界面的切割控制系统,该系统结构简单、性能稳定、经济价值和使用效果突出,切割动作的启停和切割过程自动控制,实现了可靠准确的整洁切割。

3232/Rc10800预浸带的试制

选择了 32 32树脂和 Rc10 80 0玻璃粗纱 ,研究了各浸渍工艺参数对预浸带质量的影响 ,并试制出合格产品。

热熔挤出法制备PEK-C/碳纤维预浸带研究

本工作设计、装配了一条实验室用热熔挤出法制备耐高温热塑性树脂基连续单向碳纤维预浸带的装置,并对PEK—C/碳纤维预浸带的制备工艺进行了研究。

碳纤维(T700)/聚三唑树脂预浸带的储存性能表征与质量控制

利用红外光谱、液相色谱等分析技术研究了碳纤维(T700)/聚三唑树脂预浸带在不同储存时间与条件下物理化学特性的变化规律。结果表明,预浸带的树脂相对分子质量、不可溶分含量及三唑环含量会随着时间的增加而增加,而挥发分含量则降低;碳纤维(T700)/聚三唑树脂预浸带应在冷藏或冷冻环境下储存,以延长预浸带的使用期,满足大型构件制备要求。

桥梁加固用碳纤维预浸带的制备与应用研究

结合桥梁加固工程实际,选择了合适的树脂体系,应用湿法成型预浸料制造技术,在外场制备了半固化状态的碳纤维预浸带,此预浸带有一定的柔韧性,在施工过程中能与待加固界面充分的接触,达到了良好的工艺性。并对固化后的碳纤维复合材料板进行了性能测试:抗拉强度>2875MPa,弹性模量>158.5GPa,断后伸长率1.7%。

连续亚麻纤维增强聚乳酸预浸带的制备及性能

采用自行设计和组装的连续纤维增强热塑性复合材料实验流水线制备了连续亚麻纤维增强聚乳酸(C-Flax/PLA)预浸带。通过力学性能、动态力学、傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热及偏光显微镜分析等方法研究了C-Flax及相容剂对预浸带性能及结晶行为的影响。力学性能分析表明,C-Flax及相容剂对PLA材料的增强效果明显;当纤维的质量分数为55%时,预浸带拉伸强度达到235.75 MPa,较PLA提高了300%,已进入碳素结构钢的行列。动态力学性能分析表明,C-Flax/PLA预浸带的储能模量较PLA显著提高,且玻璃化转变温度向高温移动,预示着材料抵抗外力变形能力明显提升。结晶行为研究表明,加入C-Flax后,材料的Avrami指数(n)明显提高,通过与晶体生长速率常数(Z_c)及偏光显微镜图像比较发现,C-Flax起到了诱导结晶的作用,但阻碍了PLA晶体的生长。

预浸带分切卷绕机张力控制研究

以自动铺丝机所需的预浸窄带作为研究背景,结合自行研制的16丝束预浸带分切卷绕机对卷绕张力开展研究,简要分析讨论了卷绕张力对预浸窄带分切质量、卷绕质量的影响。为了保证预浸窄带的分切质量与卷绕质量,区别于传统的PID控制算法,重点探讨分析了模糊PID算法在闭环控制系统中的应用,将其运用到卷绕张力的精确控制策略中,实现了小张力的精确控制。控制精度可达0.1N,满足预浸窄带的分切要求,保证了分切与卷绕质量,提高了铺丝质量。