大尺寸复合材料Z形加强筋制造技术

介绍了复合材料框的结构特征和制造技术发展趋势,针对大尺寸复合材料Z形加强筋大曲率弧形,同时存在阴、阳模拐角的结构特点,提出了一种无软盖板的成型方案,在成型工装设计时选用Invar钢,对内缘条回弹角进行补偿设计,产品制造过程重点控制拐角区域厚度、表面质量、固化变形以及拐角区域铺贴质量,研制的Z形加强筋可以很好地满足各项技术指标要求。该复合材料Z形加强筋成型方案质量高,适合工程化推广应用。

机织复合材料风扇叶片成型技术研究

本文介绍了复合材料风扇叶片在商用大涵道比发动机上的应用现状,机织复合材料风扇叶片作为第四代复合材料风扇叶片已在国外LEAP发动机上得到了应用。机织复合材料风扇叶片的原材料为T800级碳纤维和高韧性短时效环氧液体成型树脂,具有抗冲击性能强、抗分层能力强等特点,但也具有预制体变形控制困难、树脂注射时间短等技术难点。国内开展了机织复合材料风扇叶片RTM成型技术研究,并在预制体扭转变形技术、高效RTM成型工艺控制技术等方面获得了长足的进步。

复合材料内部加筋结构盒式肋成型技术研究

针对复合材料内部加筋结构盒式肋的构型特点和工艺难点,设计了可以通过相对滑动从而对内部筋条加压的组合分块式模具,选择分组铺叠,然后组装进入热压罐成型的工艺方案。研究了预浸料铺叠密实程度、成型压力对后续零件成型质量的影响。研究结果表明,提升预浸料铺叠密实程度,即提升零件预浸料铺叠过程中抽真空次数,零件成型质量提高;在一定范围内,成型压力越大,零件成型质量越好。

先进树脂基复合材料:现代装备的主力军——先进树脂基复合材料技术分论坛侧记

先进树脂基复合材料以其高比强度、高比刚度、耐疲劳、抗腐蚀和强可设计性等特点,在航空、航天、兵器和船舶等高端装备中应用日益广泛,其用量成为衡量高端装备先进性的重要标志,并不断向轨道交通、汽车、新能源和文体娱乐等民用领域快速渗透与扩张。随着先进树脂基复合材料的应用推进,结构复合材料向着比强度比模量更高、更抗冲击和更耐热等方向不断发展,吸波、透波、导电和防隔热等多功能一体化成为结构功能一体化复合材料发展重点,制造工艺自动化和低成本化成为先进树脂基复合材料产业化、规模化应用的必要保障,材料基因组技术和多尺度复合技术为树脂基复合材料提供了新的发展思路与手段。

复合材料C形梁R角孔隙率影响因素研究

针对复合材料C形梁结构,通过工艺软模、预压实操作及工艺参数的改变进行了C形梁R角孔隙率影响因素研究。结果表明:在固化过程中采用工艺软模能明显降低C形梁R角区域的孔隙率,在一定程度内,软模刚度提高能降低孔隙率,但当软模刚度达到一定程度后,再增加软模刚度不能进一步降低孔隙率;在固化前进行预压实操作能降低C形梁R角区域的孔隙率;提高压力和进行抽真空操作也能降低C形梁R角区域的孔隙率。

连续芳纶/环氧复合材料双曲率波纹芯材成型工艺研究

研究了一种用于轻质夹层结构,芳纶/环氧复合材料双曲率波纹型折叠芯材的制备方法。分析了其成型工艺难点及解决措施。通过数控裁床划出铺叠定位线,经预折预浸料,再通过利用自身制件作为预压实硬模的方式,成功解决了波纹芯材制备过程中的缺料、多料、架桥等问题。

高温透波陶瓷材料研究进展

透波陶瓷材料已成为高超声速飞行器天线罩、天线窗等部件的关键候选材料。因此,如何有效提升透波陶瓷材料的耐温、透波、承载等特性是发展高超声速飞行器的关键技术之一。本文针对高超声速飞行器对透波陶瓷材料的技术要求,阐述了透波陶瓷材料的发展历史,着重对现有透波陶瓷材料体系及其透波特性测试方法和原理的研究历史和现状进行了全面回顾,并提出今后的发展方向。本文旨在为未来新一代高超声速飞行器的设计提供参考。

复杂蜂窝夹层结构二次胶接校验精度影响因素研究

针对复杂蜂窝夹层结构的二次胶接工艺,通过采用不同校验压力、校验膜组合模式进行校验精度影响因素研究。结果表明:在较低压力下,校验外加压力对复杂蜂窝夹层结构的校验精度影响很小;校验膜组合方式对校验精度影响较大,板-板与板-芯胶接区域采用不同校验膜组合校验方式得到的校验结果优于板-板与板-芯胶接区域采用单一校验膜校验方式的结果。根据组合校验试验结果,建立了组合校验膜选择模型并对模型进行了验证。

优势互补 一加一大于二的智慧——先进树脂基复合材料发展与应用分论坛侧记

先进树脂基复合材料是由有机高分子基体材料与高性能纤维增强材料经过特殊成型工艺复合而成的具有新性能的材料。所得复合材料的综合性能往往优于原组成材料,具有比强度高、比刚度高、质量轻、耐腐蚀、可设计性强、整体成型和多功能一体化等优点,拥有一加一大于二的效果。目前在军民用大型飞机上,复合材料的用量进一步增大,先进树脂基复合材料已经发展成为关键的结构和结构功能一体化材料。进入新世纪,先进树脂基复合材料是现代武器装备及高性能民用设备不可或缺的组成部分,是材料研究的重点领域之一。

制样基体树脂及固化张力对碳纤维复丝拉伸性能的影响

针对碳纤维复丝拉伸性能测试的制样过程,通过采用不同基体树脂、施加不同丝束固化张力进行T300B、T700SC及T800H三种碳纤维复丝拉伸性能测试值影响因素研究。结果表明:碳纤维复丝拉伸性能的测试值与基体树脂的黏度相关不明显,而与基体树脂的断裂伸长率密切相关,在基体树脂断裂伸长率不超过测试纤维4倍的条件下,基体树脂的断裂伸长率越高,越有利于保证碳纤维复丝力学性能的测试值准确;适当增加碳纤维复丝制样过程中的纤维固化张力,能提高碳纤维复丝力学性能的测试值,碳纤维丝束越大,需要的固化张力越高。

碳纤维增强尼龙6反应注射拉挤成型实验平台研制

本研究自行设计研制了碳纤维增强尼龙6复合材料反应注射拉挤成型实验平台。将实验平台分为配胶系统与拉挤系统两个模块,通过对尼龙6阴离子聚合反应条件的分析及料液流量输出的计算,完成配胶系统的配置选型及拉挤单元加热模具的设计,结合碳纤维纱线的储存、预处理系统及牵引系统,完成实验平台的研制,并且通过实验平台的运转,制备出树脂固化完全且分布均匀,纤维体积含量为47.48%的碳纤维增强尼龙6复合材料平板。考虑到后续连续工业化生产需求,保证料液的持续供给,提出了一种连续在线配胶反应注射机的设计思路,为工业化生产的前期筹备工作提供参考。

预浸料工艺制备氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料

氧化物/氧化物陶瓷基复合材料的增强体和基体均由氧化物构成,不存在氧化问题,是长寿命高可靠性构件的理想选材,可在1000~1300℃的高温环镜中长期使用。本研究借鉴树脂基复合材料单向纤维湿法预浸料制备工艺,通过配置氧化铝粉体料浆在缠绕式湿法预浸机上制备了单向氧化铝纤维预浸料,然后预浸料经铺层模压和高温热处理获得了氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料,同时对复合材料性能进行了表征。结果表明,氧化铝粉体料浆的固含量在50%(体积分数,下同),料浆溶剂中水和丙三醇的比例为3:1,纤维的走丝速度为6m/min,滚筒平行进度为0.5mm时可获得无缝隙、无纤维重叠、表面平整光滑的预浸料。通过预浸料铺层热压成型制备的复合材料抗拉强度高达208.2 MPa,抗弯曲强度为386.7 MPa。和料浆涂刷二维纤维布工艺相比,力学性能大幅度提高,且预浸料工艺具有易存储、操作简单、适于工业化生产等优势。