基于变活化能模型的T800/环氧树脂预浸料固化反应动力学研究

为了深入了解某新型高温固化T800/环氧树脂预浸料的固化行为,借助差示扫描量热仪(DSC),采用非等温DSC法研究了T800/环氧树脂预浸料的固化反应过程。基于唯象模型,系统研究了该预浸料的固化反应特征温度及固化动力学参数,确定该预浸料中环氧树脂的固化反应动力学模型为自催化模型。采用等转化率法,分析了预浸料中环氧树脂的反应活化能随固化度的变化情况,结果表明在整个固化反应过程中,树脂固化反应活化能变化较大,传统模型法基于全固化过程活化能不变的假设无法准确描述该固化反应。采用变活化能自催化模型,利用粒子群全局优化算法,得到了T800/环氧树脂预浸料的固化动力学方程,结果表明该模型能较好地描述实验现象,可为进一步研究该预浸料的热力学性能及其成型过程中的质量控制提供理论基础。     

N对双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3N组织、力学性能和耐点蚀性能的影响研究

通过对00Cr25Ni7M03N双相不锈钢加入不同的含N量，研究了N对00Cr25Ni7Mo3N的组织、室温力学性能和耐点蚀性能的影响。结果表明：N能改善钢的相比例；N含量在0．10％～0．20％范围内对钢的力学性能影响不大；N显著提高钢的耐点蚀性能。     

CFRP钻削加工过程的分层缺陷研究进展

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)因其优异的特性广泛用于多种尖端领域。其结构件的连接主要采取铆接或螺栓连接,制孔质量对CFRP结构件的服役寿命影响重大。CFRP具有非均质、各向异性,导致制孔过程中易产生分层、撕裂、毛刺等加工缺陷。其中分层缺陷是影响CFRP结构件装配性能最常见、最明显的一类缺陷,限制CFRP结构件的应用。本文以CFRP钻削加工过程的典型分层缺陷为研究对象,从其几何特征、形成机理、检测及评价方法和控制策略5个方面,系统综述近年来国内外相关领域的研究现状及进展,并对存在的问题及今后发展方向进行分析和探讨。     

复合材料孔隙形成机理、影响机制及试验表征

针对常见复合材料孔隙问题,从机械夹杂形核理论与经典形核理论分析了孔隙的形成与影响机制,并通过具体试验对孔隙形貌、分布、大小进行了试验表征,结果表明：纤维浸润性差、蒸汽分子的滞留及交联反应时的分子挥发是孔隙形成的主要原因;较低固化压力条件（低于0.2MPa）,对复合材料内部孔隙的消除作用不大,随固化压力提高,复合材料孔隙率及孔隙大小下降明显;利用数学拟合方法,得到孔隙率、孔隙大小与系统压力之间存在三次幂函数递减变化关系;本文为复合材料在制造过程中的工艺优化设计提供了理论与试验支撑。     

氮含量对022Cr25Ni7Mo3N双相不锈钢热加工行为的影响

通过热拉伸、热压缩试验研究了不同氮含量的022Cr25Ni7Mo3N双相不锈钢的热加工行为和软化机制。结果表明,试验钢高温抗拉强度随N含量增加而提高,该影响关系在较低变形温度区间尤为明显;在1100℃平面压缩达到稳态流变之后,试验钢的流变应力很快再次上升,出现二次硬化现象,N含量提高致使试验钢在更低的应变条件下更快地进入二次硬化阶段;试验钢高温变形过程中的应变主要传导到高温更软的铁素体相中,该相积蓄的较大应变能促进了铁素体的动态再结晶启动;022Cr25Ni7Mo3N双相不锈钢的软化机制主要是铁素体的动态回复和动态连续再结晶。     

碳纤维增强树脂基复合材料钻孔技术研究进展

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)因性能优异,在航空航天领域的应用越加广泛,对其二次成形加工质量要求越来越高。本文综述了近年来碳纤维复合材料切削机理与钻孔工艺方法、刀具磨损机理、钻孔缺陷和损伤产生机理及其控制等方面的研究现状和进展,分析了存在的问题和新的挑战,并对CFRP钻孔技术的研究进行了展望。     

基于图像处理的碳纤维增强树脂基复合材料固化压力-缺陷-力学性能建模与评估

利用热压罐成型工艺制备了不同固化压力条件下的碳纤维增强树脂基复合材料层合板,分析了超声相控阵C扫描图像与微观缺陷的对应关系,研究了固化压力、孔隙缺陷及力学性能之间的关联规律。结果表明：利用超声C扫描图像差异能够表征孔隙等缺陷含量,在本实验条件下,固化压力由0 MPa提高到0.6 MPa,复合材料孔隙率降低96.7%,拉伸强度（TS）和层间剪切强度（ILSS）分别提高56.1%和68.8%。在此基础上,对不同固化压力条件下制备的复合材料层合板的超声相控阵C扫描图像进行图像处理并定义成型质量指数,实现了基于C扫描图像对孔隙缺陷的定量表征。最后,通过对孔隙缺陷检测、力学性能测试及图像定量化评价结果进行数学拟合,建立了基于图像处理的固化压力-缺陷-力学性能之间的数学关联模型（CPDMP模型）,并给出了成型质量指数阈值为81%,及可接受的孔隙率应不高于1.1%,相应的固化压力应不低于0.35 MPa。     

捻子条填充量对T型件成型质量的影响

加筋结构被广泛应用于大型复合材料承力构件,而加筋结构三角空隙必须使用捻子条进行填充,捻子条的填充效果会显著影响加筋结构的成型质量。为优化捻子条填充量计算公式,提高加筋结构成型质量,分别在三种拐角曲率半径的T型件中填充不同体积的捻子条,并通过对T型件R区微观结构进行分析,探索了不同捻子条填充体积对T型件R区成型质量的影响。结果表明:当捻子条体积远小于理论填充体积时,R区与腹板结合处容易产生分散孔隙,并且在捻子条与蒙皮结合区域产生较为严重的分层;而当捻子条体积大于三角空隙体积时,R区的孔隙和分层缺陷得到显著改善,但捻子条填充量过大会使蒙皮壁板出现纤维褶皱和下沉等缺陷;并依据实验分析结果确定捻子条填充量修正系数为0.9,最终得到捻子条填充体积公式:V=0.9(R+nh)2(2-π/2)L。     

纤维金属层板构件成形工艺研究进展

纤维金属层板是一种具有特殊结构和优良综合性能的新型材料,具有很好的应用前景。主要介绍了纤维金属层板构件的多种成形工艺,对比分析了现有成形工艺的优缺点,并综述了近年来纤维金属层板构件成形工艺的发展成果。最后,结合国内外的研究现状,对纤维金属层板构件成形工艺的发展趋势及发展中存在的问题提出了几点思考。     

基于组合芯模维形传压的复合材料帽型加筋构件固化过程压力分布及成型质量

为改善硅橡胶芯模辅助成型中调型孔工艺窗口过窄,导致复合材料帽型件成型质量对其敏感性过高问题,提出硅橡胶芯模&真空袋气囊组合新方法,并对不同调型孔硅橡胶芯模&真空袋气囊下成型的复合材料帽型件固化过程中压力分布和固化后成型精度、微观结构与力学性能进行了研究。结果表明：未开设调型孔&真空袋气囊,构件内部压力大小波动明显且不均分布,随着孔占比X_S的增大,在X_S=0.40～0.53内,构件内部压力均匀且稳定在所需压力0.6 MPa,同时,构件厚度和型腔高度平均差值仅为0.046 mm和0.40 mm,其三角区域微观结构质量较高,平均拉脱性能和增幅分别为3.42 MPa和23.02%。本文提出的方法具有更宽的调型孔工艺窗口,在复合材料帽型件固化成型领域具备一定应用潜力。