纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺研究进展

拉挤成型作为一种连续生产固定截面的热塑性复合材料成型工艺,具有原材料利用率高、生产效率高、废品率低、产品复制性强、可设计等优点,已在轻量化汽车、建筑建材、风电叶片等领域内广泛应用。热塑性树脂基体存在室温下呈固态、熔融状态下流动性差的问题,导致纤维浸渍困难,成为此类成型工艺发展的瓶颈,因此改进拉挤成型工艺的关键集中在纤维浸渍技术上。本文综述了纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺的研究进展,并根据浸渍方式的不同将热塑性复合材料拉挤成型工艺分为非反应型拉挤成型工艺和反应型拉挤成型工艺,介绍了每种成型工艺的浸渍特点、制备流程以及工艺优化方案,阐述了拉挤成型工艺中不同的纤维浸渍方式对制件质量的影响规律,最后对拉挤成型工艺现存的问题进行了讨论,展望了未来纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺的发展趋势,为今后拉挤成型工艺的深入研究和开拓创新提供参考。

考虑切削能耗和表面质量的碳纤维增强树脂基复合材料加工工艺参数优化决策

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)二次加工能耗与质量的影响要素相比于传统材料加工更为复杂,导致现有相关经验公式难以适用。基于此,以CFRP二次加工的切削力分析为切入点,对考虑能耗和质量的CFRP加工工艺参数优化决策问题开展研究。首先分析纤维方向角对CFRP加工形式的影响,推导了切削力模型;然后建立了以切削三要素和纤维方向角为变量,以切削能耗和表面粗糙度为目标的多目标优化模型,并提出了多样化突变驱动的粒子群优化算法(DM-PSO)与层次分析法(AHP)集成的工艺参数优化决策方法;最后通过铣削试验设计验证了上述模型和方法的可行性和优越性。

刀具类型及工艺方法对纤维增强复合材料制孔加工质量影响的研究进展

概括总结了刀具类型及工艺方法对纤维增强复合材料(FRC)制孔加工质量影响的最新研究进展。首先介绍了FRC的分类、特性及其在航空航天领域中的应用,以及传统麻花钻制孔刀具及工艺存在的加工缺陷及问题;其次,概述了FRC制孔的分层缺陷形成及评价;再次,从制孔刀具类型及工艺方法两方面,分别概述了FRC制孔加工质量的研究进展,并总结了改善制孔加工质量的新刀具、新工艺和新方法;最后,分析总结了刀具类型及工艺方法对FRC制孔加工质量效果的影响,同时对未来发展趋势和未来工作研究可能方向进行了展望。

缠绕式增强聚乙烯管复合共挤成型工艺的研究

针对增强聚乙烯管存在失稳变形、增强钢丝网与内外层粘胶分离、内外层粘胶与聚乙烯层(PE)材料脱粘分层等问题,本研究采用5层结构的增强聚乙烯管,通过芯管双层复合共挤成型、裸丝双层交叉54°缠绕、外保护层双层复合共挤成型等工艺过程,达到同时送料一次成型目的,性能显著提高,能够将剥离强度由100 N/cm^(2)提高到200 N/cm^(2),爆破压力达到28 MPa,减少了制造工艺流程、降低了成本。

玻璃纤维增强无捻粗纱张力均匀性控制工艺探讨

本篇文章主要对玻璃纤维增强无捻粗纱张力均匀性控制工艺进行了详细的探讨和研究,首先介绍了玻璃纤维增强无捻粗纱的特性以及相关应用,然后对玻璃纤维增强无捻粗纱的制作过程进行了详细的分析和探讨。本文还对玻璃纤维增强无捻粗纱张力均匀性的影响因素进行了介绍,然后对玻璃纤维增强无捻粗纱张力均匀性控制工艺进行了研究,希望本篇文章能对相关行业的工作人员有所帮助。

硫化工艺参数对碳纳米管/炭黑增强四丙氟橡胶材料性能的影响

采用正交实验的方法研究了硫化工艺条件对井下密封用碳纳米管/炭黑增强四丙氟橡胶材料的力学性能、高温原油老化性能和热氧老化性能的影响。结果表明,增强型四丙氟橡胶的最佳硫化工艺参数组合为:硫化时间为40 min,硫化温度为155℃,锁模压力为8 MPa。在优化工艺条件下,120℃的原油浸泡老化672 h后,增强型四丙氟橡胶的拉伸强度高于20 MPa,扯断伸长率高于190%,可满足封隔器胶筒用橡胶的强度需求。

连续纤维增强复合材料点阵结构成型工艺研究进展

连续纤维增强复合材料(Continuous fiber reinforced polymer composite,CFRP)具有比刚度与比强度高等优势,在航空航天、汽车电子及国防军工等领域得到了广泛的应用和关注。其中,复合材料点阵结构具有极高的结构效率,被广泛使用在轻质夹层结构中,发挥承载结构载荷的关键作用,但是因其结构复杂,大规模一体化制造轻质点阵仍是困扰科研人员的技术难题。本文介绍了连续纤维增强复合材料二维点阵、三维点阵结构的成型工艺,重点分析了不同点阵结构的成型工艺流程、工艺特点及结构破坏形式,综合对比各成型工艺优势与不足,对连续纤维增强复合材料点阵结构成型工艺进一步发展进行了展望。

连续纤维增强热塑性复合材料热压成型工艺研究进展

连续纤维增强热塑性复合材料(CoFRTP)具有损伤容限高、成型周期短及可回收利用等优点,在航空航天及新能源汽车等领域能够规模化应用。热压成型工艺因其高效率、低成本的优势得到广泛的关注,但由于该工艺涉及成型参数多,以及成型过程中材料大变形、非线性、多相变等多场耦合的特点,所制构件易产生褶皱、纤维开裂及外形尺寸变形过大等质量缺陷,对构件力学性能的稳定及后期装配带来极大挑战。为克服传统试错法低效率、高成本的缺点,提高热压成型设计效率,本文重点对热压成型工艺及其相应有限元数值仿真方法进行综述。本文从CoFRTP应用现状及制造关键、热压成型工艺过程分析及研究现状和热压成型工艺仿真方法3个方面展开,最后对后续的研究工作进行展望。本文将为CoFRTP高效率和高质量成型提供理论指导,对相应的结构设计和工程应用起到推动作用。

石墨烯增强铜基复合材料制备工艺及性能的研究进展

作为常用的金属材料,铜因强度较低而应用范围受限,石墨烯具有优异的综合性能,作为极具潜力的增强体而受到广泛关注。石墨烯增强铜基复合材料兼具了铜和石墨烯的优良性能而成为了重要的研究对象。介绍了石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺与综合性能,重点讨论了各种制备工艺的特点、强化机制、构型设计,总结了针对复合界面结合弱与石墨烯分散困难这2类主要技术难点的解决途径,最后对石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺进行了展望。

纤维增强热固性树脂基复合材料成型过程数值模拟研究进展

纤维增强热固性树脂基复合材料在高端制造领域应用广泛,其固化过程涉及树脂流动、固化反应发生、残余应力引发固化变形等多个步骤。数值模拟纤维增强热固性树脂基复合材料的工艺成型过程是一个多场耦合的复杂问题,建立完善的数值模拟方法用来预测其成型过程中的固化行为对于工艺类型选择、工艺参数设计和复合材料构件性能优化具有重要的理论与实践意义。本文归纳了数值模拟纤维增强热固性树脂基复合材料成型过程的主要研究进展,并讨论了不同数值模型的适用条件,通过分析同一问题不同模型的适用条件可以为复合材料固化工艺及参数设计的选择提供指导。提升精度和降低成本是数值模型迭代优化的主要研究方向。在此基础上,本文对数值模拟纤维增强热固性树脂基复合材料成型过程进行了总结,并认为未来可以从复合材料的树脂流动多尺度建模、机器学习与材料基因组方法在复合材料的构件优化设计中的应用和残余应力对复合材料的性能及使用寿命的影响等方面开展研究。

蛤蜊肽的制备工艺优化及其增强免疫活性

目的:以菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)为原料,研究蛋白肽制备工艺及其增强免疫活性。方法:以蛋白水解度为评价指标,筛选最适蛋白酶,采用单因素实验和响应面试验确定最佳酶解条件;氨基酸分析仪分析蛤蜊肽氨基酸组成;通过小鼠器官/体重比值、小鼠脾淋巴细胞转化实验、血清溶血素实验、小鼠腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞实验、NK细胞活性实验评价蛤蜊肽的增强免疫活性。结果:菲律宾蛤仔蛋白肽制备的最适蛋白酶为胰蛋白酶,最佳酶解条件为温度48.4℃,pH8.0,加酶量3795 U/g,料液比1:2,水解时间4 h,该工艺下蛋白水解度达到15.33%,蛋白肽重均分子量为418 Da;其氨基酸组成合理,必需氨基酸占比达到41.48%;经口给予小鼠不同剂量的蛤蜊肽30 d,与空白对照组比较,小鼠的脏器比值无显著影响(P>0.05),低剂量(700 mg/(kg·d))与高剂量(2800 mg/(kg·d))下能显著提高血清溶血素水平(P<0.05),低剂量(700 mg/(kg·d))与中剂量(1400 mg/(kg·d))下能显著提高小鼠腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞吞噬率(P<0.01),具有较好的增强免疫活性。结论:该方法下制备的蛤蜊肽水解程度较高、分子量低且分布集中,并具有一定增强免疫活性,具有开发成保健食品或特殊膳食食品的潜能。

FSP和颗粒增强耦合工艺下铝基复合材料制备的研究进展

搅拌摩擦焊发展起来的搅拌摩擦加工(FSP)技术因具有优异的微观组织、不产生的界面反应等优点在颗粒增强铝基复合材料的制备方面得到广泛研究。首先综述了影响搅拌摩擦加工的工艺参数,包括旋转速度、移动速度、下压量以及搅拌道次。这些参数影响搅拌时的热输入,同时热输入会改变复合材料的塑性流动,从而影响复合材料的结构和力学性能。然后重点讨论了搅拌摩擦加工铝基复合材料的工艺方法,通过开孔或开槽法添加强化颗粒的直接加工工艺存在着颗粒团聚的问题,严重影响材料的力学性能,而搅拌摩擦加工作为二次成形工艺间接加工复合材料可以有效提高复合材料力学性能。最后提出目前搅拌摩擦加工工艺在颗粒增强铝基复合材料的制备与发展方面存在的问题以及发展趋势。

电脑横机三维间隔织物应用与工艺研究

作为一种新型缓冲材料,间隔织物由上下两个表面和中间的间隔层组成。在间隔织物中,针织间隔织物具有轻质、保暖、透气和富有弹性等特点。针织间隔织物分为针织经编间隔织物和针织纬编间隔织物,这里主要介绍纬编间隔织物在纺织领域的应用现状,并归纳整理纬编间隔织物在电脑横机上的编织工艺。在此基础上,参考纬编轴向织物的编织原理,进一步提出一种新型间隔层添加增强纱的纬编间隔织物。结果表明:这种新型织物通过在间隔层中添加具有高强度和耐用性的增强纱,提高了织物整体性能,为后续研究和产品开发提供了新的思路和参考。

铝基复合材料制备方法及成型工艺的最新进展

介绍了铝基复合材料当前的发展状况,总结了铝基复合材料的多种制备方法。增强相不同,铝基复合材料的制备方法也不同。铝基复合材料的增强相按照其不同的形貌特征主要分为颗粒增强相、纤维增强相、片状增强相。首先介绍了铝基复合材料的典型制备方法,之后以三种增强相为中心,对其成型工艺进行了说明,列举了不同方法当前的研究进度,最后总结了各种方法在目前研究中存在的问题,并对不同增强相的铝基复合材料的发展前景进行了展望。

CFRP板材钻铣加工特性及工艺参数优化

为对比不同碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)材料在典型加工工艺中的加工特性,对环氧树脂基T700 CFRP、双马树脂基T800 CFRP两种CFRP板材分别开展了钻、铣加工实验。对比了两种板材钻、铣加工中损伤形式与尺度的差异,开展了切削速度、每转进给量作为变量的参数矩阵实验,揭示了不同工艺下的加工质量影响因素。结果表明,不同CFRP板材的制孔、铣削损伤形式相近,但在具体的损伤形态及分层撕裂倾向上体现出一定差异性。制孔加工中,加工质量受每转进给量影响较大,而在铣削加工中,加工质量受切削速度影响更显著。对实验数据结果进行回归分析,建立了加工参数与加工质量的关系。使用优化算法分别对最优加工质量即最小加工损伤和质量效率平衡两种优化目标,获取了最优加工参数并开展了实验验证。

纵向增强体土石坝施工工艺浅谈

常见的均质土坝、重力坝、面板坝、心墙坝、拱坝等坝型,在筑坝施工时先基础处理,再坝壳和防渗体同时填筑,或坝体同时兼防渗体,或在上游坝面做防渗体。提出“刚柔相济”的纵向增强体堆石坝,筑坝施工工艺是先筑坝,后造孔浇筑防渗心墙,再做基础帷幕防渗。该坝型提高了土石坝的结构安全性能,降低了在极端情况下出现溃坝的风险。文章以通江县方田坝水库扩建工程为例,重点介绍了纵向增强体土石坝的施工工艺和施工顺序。实践应用表明,掌握施工工艺是确保工程质量的关键环节之一。

颗粒增强铝基复合材料的制备与界面行为

【目的】探讨颗粒增强铝基复合材料(particle-reinforced aluminum matrix composites,PAMCs)性能提升、应用前景等。【研究现状】概述PAMCs复合材料的主要制备方法,主要包括搅拌铸造法、原位合成法、粉末冶金法、喷射成形法、挤压铸造法、直接氧化法、高温水热合成法等;从结合方式、结合强度、界面表征等方面对PAMCs界面进行介绍;从强化机制和增强体因素等方面对界面力学性能进行概括。【结论与展望】复合材料的制备方法对增强体在基体中的分布、界面结合和性能产生显著影响,选择制备方法时应综合考虑所需的材料性能、生产成本及工艺可行性;界面结合对PAMCs的整体性能至关重要,良好的界面结合能提高材料的强度和韧性;强化机制决定材料的特性,通过成分设计、微观结构调控以及制备工艺优化等手段,实现多种强化机制的协同作用,可最大限度地提升材料的性能。未来的研究应致力于开发低成本、绿色环保等新型高效的制备技术,优化PAMCs的微观结构和性能;通过设计界面结构并调控界面反应等,可以进一步提升PAMCs的性能;控制界面反应也是PAMCs关键发展方向之一。

等温锻造对CNTs/SiC_(p)混杂增强铝基复合材料力学性能的影响

强韧性匹配是金属基复合材料需解决的关键问题,强度的提升往往导致韧性损失,而混杂增强铝基复合材料可以综合各组元的优点,起到同时增强的协同混杂效应。为探索等温锻造工艺对混杂增强铝基复合材料力学性能的影响,采用真空烧结工艺制备了CNTs/SiC_(p)混杂增强Al-Cu-Mg铝合金复合材料,其CNT和SiC的质量分数分别为0.7%和10%,分别在450℃、460℃、470℃进行了80%变形量的等温锻造加工,研究了等温锻造对复合材料微观组织和力学性能的影响规律。结果表明混杂增强铝基复合材料经过等温锻造加工后的塑性相比烧结态锭坯发生明显上升,材料经470℃等温锻造后同比具有最好的综合力学性能,相比烧结态锭坯的抗拉强度提升了48%,延伸率提升了260%。等温锻造后,组织中的絮状相及细长形SiC颗粒在垂直于锻造方向上发生流线型分布,对材料的拉伸力学性能起到了强化作用。本研究为后续新型高性能铝基复合材料的开发与应用提供一定理论支撑。

建筑墙体的纤维增强聚氨酯保温材料及应用

笔者介绍了建筑墙体纤维增强聚氨酯保温材料(FRPPU)的定义、特点、分类、制备工艺、应用领域等。FRPPU具有良好的保温隔热、轻质、防火、憎水、耐腐蚀等性能,广泛应用于建筑墙体、屋顶、地面等部位的保温隔热。

基于增强现实的电力施工任务验收方法

为了解决电力施工任务验收中存在的验收人员主观性强、不同人员验收结果差异大的问题,提出一种基于增强现实的电力施工任务验收方法。基于尺度不变特征算法建立电力施工现场三维模型,建立关键验收位置、工艺质量标准等验收指标库,并通过熵权法调整权重。在此基础上,采用增强现实(AR)技术提取电力施工现场实物数据,并将其与三维模型进行对比,自动生成电力施工任务验收评估结果。将该方法应用到某省电力施工作业现场的任务验收中,该方法的电力施工任务验收分析准确率为99.3%。因此,所提方法能有效提高电力施工任务验收的管理水平。