引发角对碳纤维、环氧复合材料圆管件轴向压溃性能的影响

用数值模拟方法,研究了方形和圆形截面的复合材料/铝复合管在轴向准静态及冲击压溃下的吸能特性,计算得到压溃力-位移曲线。通过将一组方形截面复合管在准静态压溃条件下的计算结果与文献的实验数据进行对比,以验证有限元模型和参数设置的正确性。在铝管的管厚、管长以及截面外周长相同,缠绕不同厚度的复合材料情况下,对比分析了方形和圆形截面复合管在准静态及冲击压溃条件下的轴向压溃吸能特性。结果表明,复合管的截面构型对其吸能效果影响很大,在轴向准静态压溃条件下,圆形截面复合管吸能能力要强于方形截面复合管;冲击压溃吸能量不但与结构自身吸能力有关,还受到外界冲击大小的影响。在设计复合材料层厚度时,需要控制复合管的刚度,避免回弹造成吸能量的降低。

研究碳纤维增强环氧复合材料湿热环境下的吸湿行为。通过试验测试复合材料在温度t=71℃,相对湿度rh=85%环境下吸湿性能,获取吸湿曲线。结果表明复合材料吸湿初始阶段吸湿率和t1/2是呈线性增加的关系,吸湿扩散系数d为3.13×10-3mm2/h,吸湿一定时间后吸湿速率逐渐减小,吸湿1008h左右后,达到吸湿平衡,平衡吸湿率mm为0.86%左右。结合吸湿fick定律,建立反映此复合材料吸湿行为的吸湿模型,能较准确的预测此复合材料在该湿热环境下任意时刻的吸湿量及预估达到特定吸湿量所需的时间。

碳纤维增强环氧树脂基复合材料的性能研究

主要研究了不同树脂含量下,碳布/环氧复合材料的经向拉伸和纬向压缩性能,并初步探讨了树脂含量对复合材料拉伸、压缩性能的影响机理。试验结果表明:树脂含量对复合材料力学性能的影响较大,当树脂质量含量在42%～45%之间时,拉伸、压缩性能较好。

本文主要研究了不同树脂含量的碳布/环氧复合材料的拉伸、压缩性能,并初步探讨了树脂含量对复合材料拉伸、压缩性能的影响机理。试验结果表明,树脂质量含量在42～45%之间时,拉伸、压缩性能较好。

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采用三尖形的cvd金刚石涂层钻头钻削碳纤维复合材料/铝合金叠层,对制孔轴向力进行了测量,分别探讨了转速和进给量对叠层制孔轴向力的影响。通过回归分析,建立了轴向力随工艺参数变化的经验公式。对刀具不同磨损阶段下的制孔轴向力进行了检测,得到了制孔数量和后刀面磨损量对轴向力的影响规律。

孔隙率对碳纤维_环氧树脂复合材料层合板湿热性能的影响

针对某飞机上应用的典型铺层[(±45)4/(0,90)/(±45)2]s和[(±45)/(0,90)2/(±45)]s,研究了孔隙对碳纤维增强环氧树脂基复合材料层合板的吸湿行为和层间剪切强度的影响。采用不同的热压罐固化压力制备了不同孔隙率的试样。采用显微图像分析技术对孔隙率和孔隙的微观结构特征进行了详细的分析。研究结果表明:孔隙主要分布于层间,且随着孔隙率的增大,孔隙的尺寸增大;2种层合板的吸湿率和最大吸湿量随着孔隙率的增加而增加;湿热老化和未经湿热老化的层间剪切强度都随着孔隙率的增加而下降。铺层[(±45)4/(0,90)/(±45)2]s未经湿热和湿热后的层间剪切强度随着孔隙率增加分别下降6%(孔隙率:0.6%~6.3%)和9%(孔隙率:0.4%~7.0%);铺层[(±45)/(0,90)2/(±45)]s未经湿热和湿热后的层间剪切强度随着孔隙率增加分别下降14%(孔隙率:0.4%~6.9%)和7%(孔隙率:0.2%~8.9%)。

碳纤维复合材料新动向

文章简要介绍了碳/环氧复合材料薄壁细长管件的研制情况,着重介绍了工艺方案选定、选材和材料特性试验、成型工艺及解决主要技术难点等内容。制品经地面环模和飞行试验考验,取得了满意效果。

基于ansys软件建立了碳纤维增强复合材料有限元模型,采用newmark法对不同温度下碳纤维增强复合材料的力学性能进行研究。结果表明:温度对碳纤维增强复合材料的应力、变形均有较大影响,碳纤维增强复合材料的应力在25~80℃时,随温度的升高呈明显上升趋势,当温度达到80~100℃时,由于复合材料中的树脂达到其软化温度,碳纤维增强复合材料承载能力显著降低,而100℃之后应力随温度增加呈平缓下降趋势;碳纤维增强复合材料的变形在25~120℃时始终呈上升趋势。

新型运载火箭的推力支架使用碳/环氧复合材料管形件组装而成。针对该类管形件的成型工艺及特征,文章在对比了多种常用的超声检测方法的基础上,提出了复合材料管形件内部质量的底板反射检测方法。文中运用了超声c扫描系统,采用底板反射法对设计的人工缺陷及实际产品进行检测。结果表明,所采用的检测方法能够准确地检测出人工缺陷,并且可以有效地实现产品内部缺陷的检测。

高强、高模、高耐磨和导电性能的碳纤维与柔性的橡胶复合，不仅刚柔结合，提高橡胶的强度和耐磨性，而且可制备具有不同等级电性能的橡胶制品。本文采用极笥的丁腈橡胶与短碳纤维复合，探讨了碳纤维及碳黑含量对复合材料电性能影响，以及该材料电性能随温度的变化情况。

对φ200mm的复合材料壳体的应变率相关性进行了试验研究。分别对准静态和应变率约为0.105s-1的动态情况进行了试验。在动态加载过程中,采用了航天四院设计的脉冲压力发生器和外压试验装置,该装置可在10～200ms将结构件加载至破坏。试验结果表明:复合材料壳体具有比较明显的应变率相关性,与准静态加载条件相比,当应变率达到0.105s-1时,φ200mm的复合材料壳体其外压承载能力可以提高1.55倍左右。

介绍了碳纤维/环氧树脂复合材料中碳纤维的增强机理。综述了纳米材料、聚合物对碳纤维/环氧树脂复合材料的改性进展,并总结了相应的改性机理。探索新型柔和的碳纤维表面处理技术以及对碳纤维表面接枝将是碳纤维/环氧树脂复合材料改性的发展方向。

介绍了环氧树脂(ep)/碳纤维(cf)复合材料的特点及其应用;总结了ep/cf复合材料的成型工艺及每种成型工艺的优缺点。指出随着cf制备技术、表面处理技术,以及ep制备技术和固化工艺的发展,采用环保、简便、快捷且价廉的成型工艺生产性价比更高的ep/cf制品是ep/cf复合材料的发展方向。

进行不同热流密度及辐射时间下碳纤维/环氧叠层复合材料激光辐照试验,获得温度分布和烧蚀特性,并对激光烧蚀后试件扫描电镜测试分析,从微观角度进行分析,获得碳纤维壳体激光破坏模式;热失重测试分析,获得热分解规律,研究烧蚀特性和烧蚀机理,为热分析计算提供试验依据。

碳纤维增强复合材料用环氧树脂研究进展 摘要：综述了环氧树脂的合成方法、固化方法以及改性的研究现状以及理论知 识，介绍了碳纤维增强环氧树脂复合材料的生产和性能，重点讲述了环氧树脂的 改性方法。 关键词：环氧树脂；碳纤维；复合材料；改性 碳纤维（carbonfiber，简称cf），是一种含碳量在90%以上的高强度、高模量、综合性 能优异的新型纤维材料，其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维作为一种高性能纤维, 具有高强度、高模量、耐高温、抗化学腐蚀、抗蠕变、耐辐射、耐疲劳、导电、传热和热膨 胀系数小等诸多优异性能。此外,还具有纤维的柔曲性和可编性[1]。碳纤维既可用作结构材 料来承载负荷,又可用作功能材料。因此在国内外碳纤维及其复合材料近几年的发展都十分 迅速。碳纤维的制备是有机纤维进行碳化的过程，在惰性气体中将含碳的有机物加热到3000℃ 左右，非碳元素脱离，

介绍最近几年碳纤维增强环氧树脂复合材料研究的前沿动向,重点叙述了碳纤维表面处理方法以及碳纤维在环氧树脂的应用,综述了环氧树脂/碳纤维复合材料的研究发展。

碳纤维增强环氧树脂基复合材料研究进展

为了更加准确地对双轴向纤维增强复合材料在双向载荷作用下的强度进行预测,本文针对tsai-wu强度理论进行了理论分析和实验研究。首先,讨论tsai-wu张量准则在双向纤维增强复合材料中的应用问题,并确定用双轴拉伸实验来测定准则其中的一个强度参数f12。其次,采用数值模拟方法,结合taguchi实验设计方法对十字形试件进行外形设计和参数优化,得到了中心应力水平高、过渡区域应力集中系数小的十字形试件。最后,对十字形试件进行不同载荷比的双轴拉伸实验,通过实验数据计算得到强度参数f12,并拟合了该材料应力平面第一象限的强度包络线。研究结果表明,经实验数据修正后的tsai-wu强度包络线能够准确地反映出材料的强度特性。