摘要:含硅芳炔树脂(PSA)具有高耐热性、优异的介电性和耐烧蚀性能。本文使用带炔基苯并噁嗪树脂(BOZ)改性PSA,获得适用于热熔预浸工艺的改性含硅芳炔树脂体系( 。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)监测固化过程, 250°C 下可固化完全。采用动态差示扫描量热法(DSC)测试不同升温速率下的 树脂固化曲线,基于Kissinger法和Ozawa法计算出反应活化能 Ea 分别为 111.24kJ/mol 和 114.10kJ/mol ,指前因子A的平均值为 4.58× 1010 ,为固化动力学计算表明 树脂体系的固化动力学符合 Πn 级固化反应模型,固化反应级数约为0.79。
摘要:采用布带缠绕成型工艺制备了黏胶丝基碳布/热熔法树脂复合材料,并对其试验件内部质量及其力学性能、热物理性能、烧蚀性能等进行了测试。结果表明,复合材料试验件内部无明显裂纹、分层、空隙等导致分贝降低等异常缺陷,密度值在 1.442~1.457g/cm3 之间波动,层间剪切强度在 20~26.1MPa 之间波动,氧乙炔线烧蚀率在 0.006~0.008mm/s 之间波动,与常用的聚丙烯腈增强酚醛树脂复合绝热材料相比密度略低,有明显优异的耐烧蚀性能;RT、 100°C 7 200° 三个温度下的导热系数在0.532\~0.689W/(m.K)之间波动,比热容在 1103~1851J/ (kg.K) 之间波动,随着温度的升高,导热系数变化较小,比热容呈现上升趋势,相比聚丙烯腈碳布/酚醛复合材料的导热系数及比热容优势越为凸出,表明材料具有较好的隔热性能和热稳定性,在高温环境下隔热性能更具优势。
摘要:预浸料粘性是影响预浸料手工铺叠和自动铺放质量的关键工艺指标,本文基于对预浸料粘性定义和性能的理解,分析了预浸料粘性在铺叠工艺中的作用,重点对现存关于预浸料粘性的理论模型进行了综述和对比分析,为建立预浸料粘性定量测试方法和准确理解预浸料粘性特征奠定了坚实的理论基础。
摘要:复合材料与金属连接属于异质材料连接,胶接连接在航空航天领域被广泛应用。影响胶接性能的因素主要有粘接物材料、粘接面的表面处理、预置胶瘤大小、不同材料的热膨胀系数差异以及温度条件等。本文通过力学测试、无损检测等方法探究了粘接物材料、预置胶瘤大小、高低温作用对复合材料与金属胶接性能的影响。试验结果表明,粘接物材料、胶瘤尺寸、高低温环境都会对碳纤维复合材料与铝合金垫片的粘接性能带来一定程度的影响。这一研究对于飞行器复合材料结构的设计及粘接工艺优化具有非常重要的意义。
摘要:为了研究复合材料组件经过高低温循环后宏观尺寸形位精度变化,分别对5批次两种碳纤维(M40JB、T700SC)进行材料级测试,对复合材料零部件级矩形管件进行弯曲刚度测试,对装配组件臂杆进行高低温循环前后尺寸形位精度测试。结果表明,5个批次M40JB碳纤维束丝拉伸强度最大变异系数为0.034,弹性模量最大变异系数为0.012,5个批次T700SC拉伸强度最大变异系数为0.043,弹性模量最大变异系数为0.034,可知纤维自身稳定性较好,不因批次不同产生明显差异。5个批次的M40JB级碳纤维复合材料矩形管件X方向弯曲刚度平均值为4849.4N?m2 ,Y方向弯曲刚度平均值为 7266.6N?m2 ,两方向刚度趋势一致,离散度较小。对比5个批次10件组件臂杆高低温循环试验前后关键尺寸数据,经过12.5个循环,与XOY面相关距离尺寸变化相对明显,与YOZ面相关形位精度基本无变化,整体尺寸形位精度变量均不超过 0.15mm 。
摘要:模具在复合材料产品制造过程中发挥着至关重要的作用。采用数字化设计与制造方法能够显著提升复合材料成型的效率和质量。本研究基于有限元仿真,针对C型横梁复合材料构件在热压罐内的固化成型模具进行了结构优化设计,创新性地提出了一种基于SolidWorks的数字模具型面优化设计方法。通过对模具结构进行数字化设计优化,解决了复合材料在热压成型过程中因固化温度受热不均而导致的成型缺陷问题。本研究还采用了COMSOL数值模拟方法,结合实验验证了仿真结果的准确性。同时,通过调整导流板数量以优化流体流动,分析了不同优化方案的效果,最终确定了最优方案。方案实施后,温度方差相比未优化前降低了 23% ,显著改善了复合材料加热过程中的温度均匀性。
摘要:为了提高SiC/SiC复合材料的力学性能,本文采用 CVI+PIP 复合工艺制备了SiC/SiC复合材料,研究了固化一裂解工艺对SiC/SiC复合材料力学性能的影响。结果表明:交联固化—常压烧结制备的SiC/SiC复合材料的力学性能优于真空烧结制备的SiC/SiC复合材料,增加交联固化工序可提高陶瓷产率,减少浸渍/裂解致密周期,且常压烧结制备的SiC/SiC复合材料孔隙率相对降低,室温拉伸强度和弯曲强度得到提高。
摘要:针对超高压强度试验中的系统安全防护需求,开展失效预案分析与应急控制协同研究。通过构建应急协同响应机制,揭示了极端载荷下密封失效、压力振荡和结构形变等典型故障的相互作用原理,提出基于多源信息融合的失效预警方法,集成压力动态监测、声发射特征识别与系统状态感知技术实现早期故障检测。开发基于动态逆向补偿的瞬态压力调控技术,建立多模态信息融合的故障诊断策略,研制新型智能卸压执行机构。试验验证表明,该系统可有效延缓失效扩散过程,显著降低压力波动幅值,成功应用于航空起落架结构耐久性试验,对提升重大装备测试可靠性具有重要工程价值。
摘要:本研究提出一种基于纳米压痕测试数据与机器学习集成模型的碳纤维质量评估方法,通过纳米压痕测试获取碳纤维单丝的压痕形貌特征(包括碳纤维的直径、压痕点的位置)及载荷-位移曲线力学参数(涵盖弹性变形功、硬度等指标),构建包含12项多维物理特征的数据集,并将质量合格与否分别标记为正负类标签以建立碳纤维的特征与质量的映射关系,这种包含样品制备信息的特征采样,是适合工程应用的特征采样方法。在模型构建的过程中,采用自动化机器学习框架(AutoGluon)对大量算法进行自动化搜索与参数优化,最终得到了可靠的碳纤维质量评估模型。结果表明,该集成模型在测试集上达到0.74的分类准确率,验证了其对碳纤维质量的有效判别能力。通过特征重要性分析方法,进一步揭示了碳纤维直径、硬度及碳纤维间距均匀性构成影响模型决策的核心质量指标,通过阈值敏感性分析实现了模型决策边界的动态调节,使评估框架可适配航空航天与民用制造等差异化场景需求,为碳纤维制品的质量控制与工艺优化提供了可靠的依据。
摘要:本文阐述了聚酰亚胺纤维及其复合材料的力学性能、机械性能和其他特性,介绍了聚酰亚胺复合型材的类型。然后讨论了聚酰亚胺复合材料在钢结构中的具体应用,如用作保温材料以降低能耗,用作耐火材料以提高安全性,并分析了钢结构建筑对材料性能的要求。通过严格的实验设计对聚酰亚胺复合材料的力学性能、耐热性和化学稳定进行了测试性。分析了传统钢结构建筑材料和聚酰亚胺复合型材的力学性能、耐热性和耐腐蚀性的测试结果,总结了聚酰亚胺在实际应用中的优缺点。最后,确定了聚酰亚胺复合材料在建筑中的重要性和前景,讨论了其应用和研究方向。
摘要:随着商业航天的蓬勃发展,卫星轻量化成为提升卫星性能、降低发射成本的关键途径。复合材料凭借其轻质、高强、可设计性强等独特优势,在商业卫星领域得到了广泛应用。本文综述了复合材料在商业卫星轻量化方面的应用现状,详细阐述了常用复合材料的种类与特性,分析了其在卫星结构部件、天线系统、热控系统等关键部位的应用案例及优势,探讨了当前面临的挑战,并对未来发展趋势进行了展望。通过对复合材料在商业卫星领域应用的深入研究,为推动商业卫星技术的进一步发展提供参考。
摘要:外源式自修复复合材料的开发与应用已成为推动航空材料可持续发展的重要研究领域。本文系统阐述微胶囊剂技术、空心纤维系统的优化设计、血管网络自修复技术、超分弹性体、纳米微粒自修复材料、记忆合金导线等外源式自修复复合材料研究进展及应用,基于修复机理、其机械测试下修复效果评估和制备技术,分析外源式复合材料的发展方向。本文针对外源式自修复复合材料其智能化、多功能化、环保化和高效化的发展方向进行综述,展望外源式复合材料有助于为更多领域的创新性研究提供借鉴。
摘要:本文主要介绍了薄壁可变形碳纤维复合材料目前国内外研究进展,特别是C型、豆荚型、人字形、开口铰链、伞型网状等典型结构的材料制备技术、结构设计优化、性能优化研究,并介绍了典型结构的地面验证试验及型号应用案例,对目前该方向存在的材料与工艺、结构、辅助设备等方面的问题进行了分析,最后对薄壁可变形碳纤维复合材料后续重点研究方向进行了展望。