- 赵乃民;曾胜;赵益明;李明扬;顾超华;李奇楠;
复合材料储氢瓶在生产与服役过程中,碳纤维缠绕层会出现空隙和脱黏现象,造成缠绕层分层,气瓶的服役温度会对缠绕层分层扩展产生影响,因此有必要研究温度对于分层破坏行为的影响。在储氢瓶-40~85℃的服役温度范围内设置六个温度点(-40、-20、0、25、50、85℃),分别进行Ⅰ型和Ⅱ型层间断裂试验。分析了温度对层合板分层性能的影响,研究发现,随着温度的升高,Ⅰ型断裂韧性逐渐提高,Ⅱ型断裂韧性逐渐降低。基于ABAQUS有限元平台,利用内聚力模型,使用试验得到的Ⅰ型和Ⅱ型断裂韧性数据,建立了考虑温度的含初始分层缺陷层合板压缩和拉伸模型。结果表明,温度对于含初始分层区域的层合板压缩性能的影响较大,对于拉伸性能基本无影响
2026年01期 v.55;No.443 53-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1947K] [下载次数:82 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:7 ] - 范新年;冉茂强;陈怿咨;许伟;付兴伟;谢毅;
树脂基复合材料固化工艺的确定一直是个难点,采用国产聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维与环氧树脂制备复合材料,通过测试复合材料固化过程的DSC曲线,利用Kissinger、Ozawa和Crane三个方程快速推导PBO/环氧环树脂体系固化的温度参数,并以PBO/环氧单向复合材料的力学性能为依据,通过试验优化了复合材料固化工艺的时间和压力参数,得到体系的固化工艺参数为:60℃预固化2 h、100℃加压4 MPa并固化2 h、130℃固化2 h,150℃固化6 h后自然降温。得到的PBO/环氧单向复合材料孔隙率小,树脂分布均匀,各项力学性能优异。
2026年01期 v.55;No.443 61-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1624K] [下载次数:73 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:5 ] - 强明闪;刘伟;郑晶;
碳纤维复合材料因其优异性能成为制造轻质高强螺栓的理想材料,其拉伸承载性能及失效模式是复合材料螺栓应用的关键要素。采用有限元分析及试验方法对一种复合材料螺栓的拉伸承载性能及失效模式进行研究。研究结果表明,该复合材料螺栓能够可靠承载2 000 N的拉伸载荷,在拉伸载荷达到3 066 N时出现初始脱粘破坏,同时拉伸载荷出现阶梯式下降。随着加载的增加,拉伸载荷缓慢提高,最终拉伸破坏载荷为2 687 N,复合材料螺栓彻底失去承载能力。金属带底脚螺柱的受力变形引发其与复合材料底座的脱粘,成为制约复合材料螺栓拉伸强度的重要因素。最后从提高复合材料螺栓的拉伸变形刚度及提高层间断裂韧性的角度,提出进一步提高复合材料螺栓拉伸承载性能的优化措施。
2026年01期 v.55;No.443 69-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1397K] [下载次数:58 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:3 ] - 张钰阳;张梦雨;成艳娜;
复合材料楔形组件因具有承载力强且减重效果明显的优点在飞机制造中应用较为广泛。该类结构的组件设计曲率越大,制造难度越大,胶接质量越不易控制。以大曲率复合材料楔形组件为研究对象,开展了相关工艺试验,为了提高制件的胶接质量,分别从固化压力、预装配工艺、胶接组合方案三个方面对胶接质量的影响进行研究。结果表明:当胶接固化压力为0.2 MPa时,制件的外形及胶接无损检测结果都合格,避免了泡沫芯塌陷及脱粘缺陷,保证了胶接质量;通过预装配工艺改进,在制件大曲率位置的梁与上、下蒙皮安装工艺定位钉,制件胶接固化后次级零件之间的相对滑移明显得到控制;采用梁肋、泡沫芯胶接组合后,再与上下蒙皮胶接组合的方案,避免了上下蒙皮因应力分布不对称导致的固化后翘曲变形的问题。
2026年01期 v.55;No.443 74-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1373K] [下载次数:6 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 邹虎;王毅;
系统评估了碳纤维复合材料的生产参数对其性能的影响,探讨了树脂比例、固化温度、固化时间、压力及纤维布置方式等参数的优化。研究发现,质量分数70%的树脂比例、180℃的固化温度、4 h的固化时间和0.7 MPa的压力是提高材料力学性能(拉伸强度、压缩强度和弯曲模量)的最佳组合。纤维布置方式对材料力学性能亦具有影响,双向(90°交叉)铺设试件的拉伸强度、压缩强度及弯曲模量均优于单向和随机铺设形式。此外,热性能测试表明,该材料具有良好的热稳定性,其玻璃化转变温度和熔点分别为135℃和260℃,热重分析显示材料的初始分解温度为350℃,证明了其在高温下的稳定性。
2026年01期 v.55;No.443 78-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1462K] [下载次数:99 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:3 ]