两种国产PAN基碳纤维的筛选

本文根据碳纤维多维增强碳/碳复合材料工艺流程的要求,对国产硝酸法碳纤维和硫氰酸纳法碳纤维进行了筛选试验,试验内容包括扫描电镜观察,高温失重试验,高温强度试验及编织工艺和复合工艺试验等。试验结果,硝酸法碳纤维的编织性能、复合性能及高温性能和结构的稳定性均高于硫氰酸钠法碳纤维。     

三维编织复合材料的细观结构与力学性能

归纳、梳理了三维编织复合材料细观结构表征方面较有代表性的单胞模型,分析、比较各结构模型的优缺点,从理论分析与试验测试两方面总结三维编织复合材料刚度和强度性能的研究成果与进展,探讨了细观结构表征与力学性能预报中存在的主要问题,并展望今后的研究重点与发展方向。     

热固性树脂基复合材料结构电阻焊接研究

采用碳纤维增强环氧树脂复合材料层压板与热塑性粘接剂共固化工艺,制备层压板焊接面覆有粘接剂的复合材料结构试件,利用粘接剂作为焊接介质对热固性环氧树脂基碳纤维复合材料结构试件进行电阻焊接。粘接剂与环氧树脂基体界面形成了半互穿网络聚合物(S-IPN)结构,有利于提升粘接剂与环氧树脂基体界面粘接性能,提高接头强度。对焊接试件的接头力学性能表征表明:采用AX8900粘接剂作为焊接介质的试件接头强度最高;单搭接剪切强度(LSS)可以达到7.35MP;编织碳纤维和金属网作为加热电阻可以使接头强度较单向碳纤维加热电阻分别提高60%和73%;[0°/90°]编织碳纤维加热电阻焊接的AX8900试件的平均层间断裂韧性可达1880J/m2。根据[0°/90°]编织碳纤维加热电阻焊接AX8900试件的LSS建立了基于焊接时间和功率密度的焊接工艺窗口。     

三维编织碳纤维复合材料剪切性能研究

本文采用短梁三点弯曲试验法,研究三维四向、五向编织碳纤维复合材料的剪切性能、剪切破坏过程及其破坏模式。结果表明:三维五向较三维四向编织复合材料剪切性能好;三维编织复合材料剪切强度沿长度方向随着编织角的减小而增加;切边三维编织复合材料试件受剪切破坏时在加载点附近侧表面裂缝沿纱线走向分布,上下两表面发生弯曲破坏,离开侧表面2 mm后内部纵向截面上下表层发生弯曲破坏,其它部位未发生剪切破坏。     

纤维编织增强酚醛树脂基热防护材料研究进展

介绍了二维织物、2.5维织物、三维织物等纤维预制件的结构特性,分析总结了各种纤维预制件的发展及研究状况,综述了三维编织增强酚醛树脂基热防护材料及其树脂传递模塑成型工艺研究进展。总结了目前研究中存在的问题,并对未来的研究趋势进行了展望。指出三维编织复合材料是不分层的整体结构,其比强度、比模量高,力学性能和功能性优异,开展编织复合材料力学性能有限元分析、结构与功能一体化设计、低成本制造工艺等研究是十分迫切的。在此基础上,开展多种编织工艺、多种纤维混合编织也是新的研究方向,特殊形状的一次性编织复合材料的力学性能研究有待进一步深入。     

制备工艺对C3D/EP复合材料力学性能的影响

本文采用了两种工艺制备三维编织碳纤维增强环氧树脂基(C3D/EP)复合材料,并对其力学性能和微观结构进行了研究和分析.结果表明,孔隙对复合材料的影响较大,相对RTM工艺制备的复合材料,真空浸渍法制备的复合材料有较高的空隙率,较低的弯曲强度和弯曲模量、较好的冲击性能.     

“口”字形碳纤维/铝复合材料的制备及力学性能

为实现汽车轻量化，提高汽车安全系数，以碳纤维、铝板为增强材料，环氧树脂为基体，采用真空导入成型工艺制备超混杂三维编织“口”字形碳纤维/铝复合材料，研究了所制备复合材料的弯曲和冲击性能，分析“口”字形编织及铝板对复合材料力学性能的影响。结果表明：采用“口”字形编织，解决了纯碳纤维树脂基复合材料韧性差的问题，在减轻质量的同时使得复合材料挠度增大，冲击强度提高16.64%；在编织时加入铝板，复合材料承受弯曲载荷提高26.02%，冲击强度在“口”字形编织的基础上再提高23.53%。     

三维编织碳纤维尼龙复合材料的研究

根据碱催化阴离子聚合原理，用液态原位聚合方法制备了尼龙／三维编织碳纤维复合材料（PA／C3D），介绍其成型工艺过程，测试并分析了PA／C3D复合材料的力学性能及影响因素。结果表明，PA／C3D复合材料具有比长碳纤维增强尼龙（PA／CL）复合材料高的冲击强度和剪切强度，其弯曲性能低于PA／CL复合材料。碳纤维空气氧化处理后制备的PA／C3D复合材料的弯曲强度、弯曲弹性模量及平面剪切强度均有所提高，但冲击强度下降。     

基于ANSYS ACP的复合材料潜水器结构设计

基于ANSYS Composite Prep/Post复合材料分析模块研究了潜水器在起吊工况下的结构强度。采用Hill-Tsai强度理论和Tsai-Wu强度理论,对比了两种不同失效准则下的潜水器结构失效形式。对潜水器不同结构区域处碳纤维编织材料的铺层数量进行参数化设置,结合试验设计方法,用合理有效的计算样本得到了复合材料潜水器载体结构的最优设计方案。文中采用的复合材料结构有限元计算与试验设计相结合的方法,对于复合材料工程结构的直接优化具有一定的参考价值。     

碳纤维增强聚合物界面相的研究进展

碳纤维增强聚合物具有重量轻、强度高、模量高、耐高温等优良性能,在国防、航空航天和高端民用产品领域具有广泛的应用前景。本文主要综述了碳纤维增强树脂基复合材料的表面特性,包含碳纤维的表面形貌和粗糙度、碳纤维表面的化学成分等,叙述了碳纤维增强复合材料界面结合强度的表征方法,介绍了碳纤维的表面改性方法,包含氧化处理、等离子体处理及化学气相沉积法等。     

半刚性钢-混凝土组合节点受弯承载力的计算

在半刚性钢 -混凝土组合框架中 ,混凝土板中的纵向钢筋增加了节点的强度和刚度 ,但是 ,传统的设计方法往往忽略纵向钢筋的作用而采用简化的计算模型。因此 ,出于经济效益考虑 ,应该根据半刚性组合节点的实际受力性能建立更加准确的计算方法。这里详细介绍了考虑混凝土板纵向钢筋作用的半刚性组合节点受弯承载力的计算方法 ,计算结果表明 ,建议的公式与试验结果吻合良好 ,可供规范制定和工程应用参考。     

复合材料薄板的成型固化收缩变形研究

本文在满足结构强度和刚度要求的前提下,通过对薄壁复合材料制品的铺层材料设计和制备工艺设计来减少制品的收缩变形.对不同方案进行了对比试验并采用三维有限元加以分析,试验结果与计算结果吻合.     

腈纶工艺废水复合絮凝剂的开发及其处理研究

通过选取几种有机、元机絮凝药剂进行单一、复配絮凝实验，研究丁不同絮凝剂处理腈纶工艺废水的絮凝效果，找出一种能够提高腈纶工艺废水预处理效果的复合絮凝剂。实验表明：对腈纶工艺废水来说，无机高分子絮凝剂处理效果较有机高分子絮凝剂要好，其中PFS絮凝效果最好；无机、有机絮凝剂进行复配的絮凝效果明显比使用单一无机、有机絮凝剂要好，最佳组合为PFS与阳离子聚丙烯酰胺（PAM）；若该复合絮凝剂加入一定量的MgSO4后。对CODcr去除效率有较大提高，并且MgSO4用量越多，效果越好；改性聚丙烯酰胺与MgSO4、PFS复配，可使CODCr去除率达到32．5％。     

复合材料风电叶片的发展现状及若干问题的对策

综叙复合材料在风力发电机转子叶片上的应用及生产现状,介绍现有复合材料风电叶片的结构、材料体系、生产工艺及发展方向等,针对目前大型风电叶片生产过程中遇到的一些问题提出解决方案或构想。可以预见,随着叶片的日益大型化,内置热源的大型复合材料组合模具、改进的真空导入树脂模塑法及可回收利用的热塑性叶片可能是今后风电叶片的主要发展方向。     

Oxidation behaviors and shear properties of z-pinned joint made of two-dimensional carbon fiber reinforced silicon carbide composite

Chemical vapor infiltration has been introduced for preparing z-pinned joint, which is made of two-dimensional carbon fiber reinforced silicon carbide composite. The effects of oxidation on the shear properties of the joint were investigated. The results showed that the joint strength increases with the increase of oxidation temperature, which is consistent with the oxidation consumption of the carbon phases. An exponential relationship is presented between the weight loss and the joint strength. In contrast, linear relationships are presented between the weight loss and the mechanical properties of the composite. The exponential relationship results from the coupled shear and bending stress states of the pin, according to the failure mechanisms of the joint. It is observed that in-plane and intra-layer cracks are formed under the shear stress. And these cracks are bridged by the fibers under the bending stress. Accordingly, the fiber bridging mechanism contributes to the joint strength before and after oxidation. For the conditions of this study, the joint strength can be roughly estimated as the plus of the in-plane shear strength and the tensile matrix cracking stress.     

芳纶表面改性技术进展(三)——表面改性分析表征方法

对芳纶表面改性的分析表征方法进行了概述。主要介绍了傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X-射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)5种定性分析方法,以及测量比表面积、接触角、浸润速率、界面剪切强度(IFSS)、层间剪切强度(ILSS)、浸胶丝强度等6种定量分析方法。同时介绍了复合材料宏观试验方法、微复合材料试验方法、复合材料原位试验方法3种分析技术。最后指出,综合运用各种分析技术是目前解决问题的现实方法。     

三维中空复合材料天线罩的有限元结构分析

某类型天线罩外形尺寸较大,减重要求高,三维中空复合材料可满足该类型天线罩透波和结构高强的要求。针对上述使用要求和实际工况,选择三维中空织物复合材料为主体结构,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料为补强面层,制备三维中空结构天线罩,采用有限元分析软件建立三维中空结构天线罩的有限元模型,对该类型天线罩在使用工况下的刚度、强度和稳定性进行分析,其计算结果满足刚度、强度和稳定性的要求,并通过压力试验验证中空夹层天线罩的变形量与有限元分析结果保持一致,从而指导该天线罩的铺层设计、优化及材料的选用。     

小型无人机C／G复合材料尾撑杆的设计

本文较详细地介绍了小型无人机Ｃ／Ｇ复台材料尾撑杆的结构设计和工程计算方法，并给出了静力强度试验结果。     

纤维缠绕复合材料固化制度实用设计研究(Ⅰ)

本文论述热固性复合材料固化制度的设计原则和基本方法,归纳长期积集累的经验、数据及国内外研究成果,列出相关的原材料热特性参数;重点讨论了厚壁复合材料结构固化过程中的温度滞后和过热的本质、危害及预防措施;同时介绍了三种固化制度模拟验证实验方法。