碳纤维环氧树脂复合预浸料层合板的应用研究

采用层间涂层法+模压工艺制备了航空零部件用预浸料层合板,研究了BN含量对预浸料层合板物相组成、显微组织、导热和力学性能的影响。结果表明,预浸料层间涂层有良好结晶性,C、O、N和B元素都在层间树脂中均匀分布,未见明显偏聚现象。添加BN的预浸料层合板的导热系数都高于未添加BN的预浸料层合板,且温度越高,相同BN含量下预浸料层合板的导热系数越大。添加BN的预浸料层合板的固化反应起始温度、峰值温度和结束温度都高于未添加BN的预浸料层合板,且添加7%BN时预浸料层合板的峰值温度和结束温度最高。随着BN含量增加,预浸料层合板的弯曲强度和冲击强度先增加后减小,在BN质量分数为7%时取得最大值。

仿生层状复合材料研究概况

从仿生的角度介绍了仿生复合材料尤其是层状复合材料的设计原理、制备方法、主要研究内容和现状。指出了仿生复合材料的应用前景和今后的发展方向。

树脂基复合材料/泡沫塑料夹层结构成型技术研究进展

总结归纳了树脂基复合材料 /泡沫塑料夹层结构的五种典型成型工艺方法 ,并对其部分成型工艺的特点。

双马来酰亚胺/碳纤维蜂窝夹层结构孔隙优化

双马来酰亚胺(BMI)树脂/碳纤维(CF)预浸料作为蒙皮结构与芳纶纸蜂窝芯共固化工艺既要控制蒙皮的成型质量,又要控制蜂窝与蒙皮的黏接质量,同时蜂窝芯零件的耐压较小,因此针对共固化工艺过程中经常出现的孔隙问题进行研究。通过对孔隙数学模型进行分析,基于BMI树脂预浸料高挥发分和高流动的特性,对成型过程中预浸料铺层数、袋内真空压力、预浸料树脂含量调节不断优化。以无损检测和金相分析为手段,分析了成型工艺过程中的影响因素。研究发现,BMI/CF预浸料在蜂窝夹层结构中的孔隙率与铺层层数、袋内真空压力和BMI树脂含量有关。孔隙的产生主要是由于挥发分在预浸料和胶膜界面处的浓度差异引起的,当预浸料铺层层数≤10层时,蜂窝夹层件孔隙<1.5%;当预浸料铺层层数>10层时,蜂窝夹层件孔隙>1.5%。通过吸胶工艺及调节袋内真空压力能够有效地降低蜂窝夹层结构中的孔隙含量。

碳复合材料产业的工业化

高性能复合材料在各个行业都有巨大的需求,但高昂的成本一直是其发展的障碍。SGL集团的碳复合材料专家就工业化面临的挑战、碳纤维市场、成本分析以及自动化等问题谈了自己的观点,并引用了两个汽车工业和一个航空工业的例子。

航空发动机风扇叶片预制体研发现状及趋势

探讨复合材料风扇叶片预制体制备技术研究现状和未来的发展趋势。回顾了国内外风扇叶片预制体制备技术的研究进展,指出我国的发动机复合材料风扇叶片预制体仍然处于发展初期,距离国外制备技术存在较大差距;通过研究风扇叶片预制体性能发展状况,提出了其今后的研发方向应当以复合材料的制造技术和3D打印技术为突破口。认为:应当提高预制体制造设备自动化程度、提高工艺技术、健全预制体性能检测手段,以实现自主研制大型民用涡扇发动机的发展目标。

大尺寸多格栅复合材料框架共固化成型工艺

文摘从铺层工艺优化设计、产品成型压力的保证等方面阐述大尺寸多格栅复合材料框架热压罐整体成型的工艺方法。工程实践证明,将整体结构分解成多个工艺单元,先完成单元铺层,合模后完成剩余铺层的方法可以完成该框架的坯件预成型;软硬模交替使用,软模传压、硬模保证框架几何尺寸的工艺方法能够实现该框架的整体固化成型。制成的产品不仅上、下面平面度等形、位公差满足设计要求,产品的薄厚偏差、胶的含量和产品质量偏差均能控制在允许的范围内。

低超重高强度全复材跨声速颤振模型设计制造与试验

采用MSC Laminate Modeler模块复材结构精细建模技术,该文准确建立了某飞机部件的全复材跨声速颤振风洞试验件动力学模型,通过静、动力力学综合优化,实现了低超重模型的设计。借助于高精度预浸料铺层技术与热压成型工艺成功制备了全复材跨声速颤振模型,通过地面试验验证了该模型具有结构强度高、动力学特性精度高、分散性小、时效性好等诸多优点。复材模型简易装配技术的开发,在保证模型精度的同时大幅降低了生产成本。文中发展的低超重全复材跨声速颤振模型设计制造技术具有广泛的型号应用价值。

二维编织碳纤维增强树脂复合材料一步法铺层展开

二维编织碳纤维增强树脂复合材料的铺层展开质量对铺覆过程和产品质量有直接且显著的影响。本文针对二维编织碳纤维增强树脂复合材料铺层展开问题进行了研究,建立复合材料材料、随体和全局坐标系,并基于连续介质理论根据坐标系间的转换关系构建了非正交各向异性本构模型;完成了二维编织碳纤维增强树脂复合材料力学性能试验,包括测量复合材料拉伸性能的单向拉伸试验和测量剪切性能的镜框剪切试验;开发了二维编织碳纤维增强树脂复合材料一步法铺层展开算法并基于FORTRAN语言编写了自主可控的一步法铺层展开求解器。计算了口盖零件展开构型,展开构型轮廓线与实验结果分布趋势相同且最大误差仅为5.0 mm,相对误差仅为1.9%;剪切角计算结果与实验分布趋势一致且最大误差仅为4°,验证了一步法铺层展开算法和求解器的有效性。

热压罐工艺树脂压力测试系统适用性实验研究

采用玻璃纤维织物/环氧树脂E51预浸料研究热压罐工艺树脂压力在线测试系统适用性,分析了树脂黏度对测试系统动态反应特性的影响,进而测试了热压罐工艺零吸胶条件下等厚、非等厚及L形预浸料铺层内部的树脂压力,并与理论模型计算树脂压力对比,以分析测试系统的准确性。结果表明:树脂黏度明显影响系统的动态反应特性,当树脂黏度低于25Pa·s时树脂压力测试系统具有较高的动态反应特性,满足复合材料内部树脂压力测试需求;对于所研究的各种形式的预浸料铺层,树脂压力测试值与理论值有很好的一致性,当热压罐压力达到0.5MPa,相对误差约为2%,验证了系统的准确性。