玻璃纤维增强铝合金层板的裂纹扩展特性研究

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作者 夏仲纯 马玉娥 +1 位作者 云双 熊晓枫 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期891-895,共5页

针对玻璃纤维增强铝合金层板进行了等幅拉-拉疲劳试验,研究了含中心缺口玻璃纤维增强铝合金层板在疲劳载荷作用下的裂纹扩展和分层扩展机制。随裂纹长度增加,其疲劳裂纹扩展速率基本保持定值,分层与裂纹长度为线性关系。基于有限元模型... 针对玻璃纤维增强铝合金层板进行了等幅拉-拉疲劳试验,研究了含中心缺口玻璃纤维增强铝合金层板在疲劳载荷作用下的裂纹扩展和分层扩展机制。随裂纹长度增加,其疲劳裂纹扩展速率基本保持定值,分层与裂纹长度为线性关系。基于有限元模型进行数值计算,建立了等效应力强度因子方法,使用等效Paris公式对裂纹扩展速率进行预测,对比试验结果,吻合良好。这说明了该数值方法可用于预测纤维增强铝合金层合板的疲劳裂纹扩展。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强铝合金层板 裂纹扩展速率 分层扩展 应力集中系数 ABAQUS

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玻璃纤维铝合金层板(FMLs)的疲劳损伤特性及S-N曲线 被引量：3

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作者 马玉娥 王博 熊晓枫 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期222-226,共5页

根据国内外标准和参考文献,针对玻璃纤维增强铝合金层板(FMLs)的特点设计出FMLs疲劳试验件,进行了不同载荷下的R=0.1等幅拉-拉疲劳试验。疲劳试验过程中FMLs最先在表面铝层内出现裂纹,随后表面铝层可见多条裂纹。随着循环载荷数的增加,... 根据国内外标准和参考文献,针对玻璃纤维增强铝合金层板(FMLs)的特点设计出FMLs疲劳试验件,进行了不同载荷下的R=0.1等幅拉-拉疲劳试验。疲劳试验过程中FMLs最先在表面铝层内出现裂纹,随后表面铝层可见多条裂纹。随着循环载荷数的增加,裂纹不断扩展,并在界面出现分层现象,然后分层损伤快速扩展直至完全断裂破坏。测得了FMLs的疲劳裂纹起裂寿命和裂纹扩展寿命,给出了其疲劳寿命的规律性。得到了FMLs和同样厚度碳纤维复合材料CCF300的S-N曲线,并进行了对比。FMLs的疲劳寿命随载荷变化平缓,近似成对数趋势;在载荷大于400 MPa时FMLs的疲劳寿命与CCF300碳纤维复合材料层板相当;当疲劳载荷最大值低于300 MPa,FMLs的疲劳寿命比CCF300复材板要低。为飞机结构设计师们提供了材料基础性能和信息。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强铝合金层板 疲劳裂纹起裂寿命 裂纹扩展寿命 分层扩展 S-N曲线

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玻璃纤维-铝合金层板的拉伸和疲劳性能研究 被引量：13

3

作者 马宏毅 李小刚 李宏运 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期61-64,共4页

对单向和正交玻璃纤维-铝合金层板的拉伸和疲劳性能进行实验和分析,利用和修正了金属体积分数理论,对两种层板的拉伸性能进行验证。通过对两种层板裂纹扩展速率及裂纹扩展形貌的研究,得到两种层板的裂纹扩展速率方程,并对玻璃纤维-铝合... 对单向和正交玻璃纤维-铝合金层板的拉伸和疲劳性能进行实验和分析,利用和修正了金属体积分数理论,对两种层板的拉伸性能进行验证。通过对两种层板裂纹扩展速率及裂纹扩展形貌的研究,得到两种层板的裂纹扩展速率方程,并对玻璃纤维-铝合金层板的裂纹扩展机理进行分析。 展开更多

关键词 玻璃纤维-铝合金层板 拉伸性能 疲劳性能

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玻璃纤维／铝合金层板基本成形性试验研究 被引量：2

4

作者 廖建 曹增强 +1 位作者 代瑛 马宏毅 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期248-251,共4页

研究了GLARE(glass fiber reinforced aluminium laminates)层板的基本成形性,通过拉伸试验测得了4种层板的性能参数,将这些性能参数进行对比分析,拟合出GLARE纤维不同方向的机械性能函数,据此函数获得了纤维不同方向的GLARE层板性能;... 研究了GLARE(glass fiber reinforced aluminium laminates)层板的基本成形性,通过拉伸试验测得了4种层板的性能参数,将这些性能参数进行对比分析,拟合出GLARE纤维不同方向的机械性能函数,据此函数获得了纤维不同方向的GLARE层板性能;通过弯曲试验得到4种层板的最小弯曲半径和回弹角,并研究了温度对最小弯曲半径和回弹角的影响;分析了GLARE的疲劳性能。 展开更多

关键词 玻璃纤维/铝合金层板 基本成形性 拉伸 弯曲 疲劳性能

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玻璃纤维增强铝合金层合板低速冲击响应分析 被引量：4

5

作者 李宁 周进雄 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1011-1015,共5页

基于ABAQUS/Explicit建立了GLARE的有限元模型,分析了其在低速冲击载荷作用下的动态响应,讨论了低速冲击过程中冲头与层合板之间的接触力随冲头位移的变化过程,并进一步分析了低速过程中结构的破坏过程及能量平衡。研究发现:冲头承受的... 基于ABAQUS/Explicit建立了GLARE的有限元模型,分析了其在低速冲击载荷作用下的动态响应,讨论了低速冲击过程中冲头与层合板之间的接触力随冲头位移的变化过程,并进一步分析了低速过程中结构的破坏过程及能量平衡。研究发现:冲头承受的载荷在冲击过程中会发生剧烈变化,且在击穿GLARE前,载荷受冲击速度影响很小;冲头的动能损失基本转化成了层合板结构增加的内能,主要包括铝合金板的塑性变形能、整体材料应变能、因损伤破坏吸收的能量;其中铝合金板的塑性变形能占比最高,可通过进一步设计铝合金板来提高GLARE的抗冲击性能。本文为GLARE层合板在结构冲击防护中的设计及应用提供了重要的参考依据。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强铝合金层合板 低速冲击 破坏 能量平衡

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玻璃纤维-铝合金正交层板的拉伸性能研究 被引量：1

6

作者 王亚杰 王波 +1 位作者 张龙 马宏毅 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期60-65,共6页

通过对两组具有不同铺层次序的玻璃纤维-铝合金正交层板进行拉伸实验,对比研究了铺层次序对材料拉伸力学行为的影响。载荷跌落前两组试件的拉伸力学性能和应力-应变曲线基本一致,说明玻璃纤维-铝合金正交层板的拉伸力学性能与纤维的铺... 通过对两组具有不同铺层次序的玻璃纤维-铝合金正交层板进行拉伸实验,对比研究了铺层次序对材料拉伸力学行为的影响。载荷跌落前两组试件的拉伸力学性能和应力-应变曲线基本一致,说明玻璃纤维-铝合金正交层板的拉伸力学性能与纤维的铺层次序无关。提出了修正后的金属体积分数理论,准确预测了材料的弹性模量、屈服应力及拉伸强度。依据声发射数据和试件损伤失效形貌照片,分析了两组试件的拉伸损伤失效进程。结果表明,铺层次序的不同使得两组材料的损伤进程和破坏模式具有很大差异。最后,利用有限元方法对试件的拉伸力学行为进行了模拟分析,模拟结果与实验值吻合较好。 展开更多

关键词 玻璃纤维-铝合金正交层板 拉伸实验 损伤演化 失效机理 有限元模拟

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航空用玻璃纤维铝合金层板成形技术研究进展 被引量：5

7

作者 郑兴伟 卢佳 +1 位作者 庄欣 袁杰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第A02期413-418,共6页

玻璃纤维铝合金层板(GLARE)具有优良损伤容限、抗冲击和疲劳性能,越来越受到航天航空和轨道交通领域的关注。由于玻璃纤维铝合金层板的自身成形能力有限,如何高效精密成形复杂玻璃纤维铝合金层板零件是GLARE层板研究领域的研究热点之一... 玻璃纤维铝合金层板(GLARE)具有优良损伤容限、抗冲击和疲劳性能,越来越受到航天航空和轨道交通领域的关注。由于玻璃纤维铝合金层板的自身成形能力有限,如何高效精密成形复杂玻璃纤维铝合金层板零件是GLARE层板研究领域的研究热点之一,也是进一步推广该材料应用的关键。本文对GLARE层板自成形、滚弯、拉形、喷丸成形、液压成形等成形方法的研究进展及相应的优缺点进行了归纳分析,并对玻璃纤维铝合金层板成形方法的发展趋势进行了展望,为玻璃纤维铝合金层板成形技术的进一步研究提供理论指导和参考信息。 展开更多

关键词 玻璃纤维铝合金层板 成形技术 航空

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玻璃纤维-铝合金层合板湿热老化性能研究 被引量：5

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作者 崔海超 熊磊 +2 位作者 马宏毅 翟全胜 叶宏军 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2017年第10期89-93,10,共6页

通过研究玻璃纤维-铝合金层板在70℃、RH85%湿热环境下不同老化周期后的力学性能、基体红外光谱、铝合金表面形貌及元素变化,分析了层板的湿热老化机理。结果表明:在加速湿热老化条件下,复合材料层内部基体会发生吸湿塑化,并破坏树脂与... 通过研究玻璃纤维-铝合金层板在70℃、RH85%湿热环境下不同老化周期后的力学性能、基体红外光谱、铝合金表面形貌及元素变化,分析了层板的湿热老化机理。结果表明:在加速湿热老化条件下,复合材料层内部基体会发生吸湿塑化,并破坏树脂与纤维以及铝合金层的界面,影响了材料内部应力的传递,使与界面及桥接应力相关的性能发生明显退化;表层铝合金层随湿热老化时间的延长,表面氧化加剧,使铝合金塑性降低,主要影响依靠铝合金承载的力学性能。 展开更多

关键词 湿热老化 玻璃纤维-铝合金层板 界面 桥接应力

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纤维增强铝合金胶接层板的探索研究 被引量：1

9

作者 胡宏军 郑瑞琪 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 1990年第A09期177-183,194,共8页

本文初步探索了几种纤维增强铝合金胶接层板的成型工艺,并评定了这些层板的力学性能和抗分层性能。试验结果表明,纤维增强铝合金胶接层板确是一种具有优异耐疲劳性能和抗冲击性能的轻质、高强和高韧性的结构材料,并具有良好的抗分层能力... 本文初步探索了几种纤维增强铝合金胶接层板的成型工艺,并评定了这些层板的力学性能和抗分层性能。试验结果表明,纤维增强铝合金胶接层板确是一种具有优异耐疲劳性能和抗冲击性能的轻质、高强和高韧性的结构材料,并具有良好的抗分层能力;与基于芳纶纤维的层板相比,玻璃纤维基的层板具有更高的力学性能和更好的界面结合,但其拉伸模量较低。 展开更多

关键词 铝合金 胶接 层板 纤维增强

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玻璃纤维对复合材料层板力学性能的影响 被引量：2

10

作者 赵俊石 徐正东 +1 位作者 王金林 张双保 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期129-132,共4页

以杨木单板为基材、玻璃纤维为增强材料,按照单板层积材的结构设计制备增强复合材料层板。通过对复合材料层板进行应力分析,研究玻璃纤维布的铺放位置和层数对复合材料层板力学性能的影响。结果表明:玻璃纤维越靠近复合材料层板的表层,... 以杨木单板为基材、玻璃纤维为增强材料,按照单板层积材的结构设计制备增强复合材料层板。通过对复合材料层板进行应力分析,研究玻璃纤维布的铺放位置和层数对复合材料层板力学性能的影响。结果表明:玻璃纤维越靠近复合材料层板的表层,层板的静曲强度和弹性模量越大;玻璃纤维向心层靠近,其增强作用明显减弱。随着玻璃纤维布层数的增加,复合材料层板的静曲强度和弹性模量均呈上升趋势。玻璃纤维对复合材料层板的力学性能有显著的增强作用,且玻璃纤维布的铺放位置和层数与复合材料层板的力学性能密切相关。 展开更多

关键词 玻璃纤维 增强 复合材料层板

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GFRP/铝合金叠层结构钻削力和分层研究 被引量：2

11

作者 焉捷 赵正彩 +3 位作者 陈清良 刘元吉 勾江洋 徐九华 《工具技术》 北大核心 2024年第4期37-42,共6页

玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber Reinforced Plastics,GFRP)具有质量轻、比强度高和耐腐蚀等优异性能,广泛应用于航空航天制造领域。为了研究GFRP/铝合金叠层结构制孔时的轴向力和分层特征,开展GFRP/铝合金叠层结构钻削试验,分析主... 玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber Reinforced Plastics,GFRP)具有质量轻、比强度高和耐腐蚀等优异性能,广泛应用于航空航天制造领域。为了研究GFRP/铝合金叠层结构制孔时的轴向力和分层特征,开展GFRP/铝合金叠层结构钻削试验,分析主轴转速和进给速度对GFRP/铝合金叠层结构钻削力和分层特征的影响。研究结果表明,钻削力随着主轴转速的增大而减小,随着进给速度的增大而增大,建立了钻削力经验模型,实测值与理论值误差控制在3%以内,对预测钻削力提供了理论依据。主轴转速越低,进给速度越高,分层特征越明显,高转速低进给有利于减少分层并改善加工质量。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强复合材料 铝合金 钻削力 分层

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纤维金属层板在飞机制造中的应用及工艺性分析 被引量：15

12

作者 吴志恩 《航空制造技术》 北大核心 2013年第1期137-139,共3页

金属基复合材料对飞机强度性能,抗疲劳、抗温、抗蚀、减重等能力上都比一般材料好,但造价较贵,工艺较为复杂,使用上受到一定限制。纤维金属层板在飞机结构上使用的基本是芳纶纤维增强铝合金层板(ARALL)、玻璃纤维增强铝合金层板(Glare)... 金属基复合材料对飞机强度性能,抗疲劳、抗温、抗蚀、减重等能力上都比一般材料好,但造价较贵,工艺较为复杂,使用上受到一定限制。纤维金属层板在飞机结构上使用的基本是芳纶纤维增强铝合金层板(ARALL)、玻璃纤维增强铝合金层板(Glare)和碳纤维增强钛合金层板(TiGr)3种。但由于剥离强度较低,断裂韧性差,使飞机寿命受到影响,ARALL在飞机上的使用受到限制,大的民航客机上用得很少。后来新的金属基复合材料层板开发出来,就逐渐被代替了。而其中的Glare相对来说却是比较实用的,而且已经国产化。TiGr开始主要是结合航天尤其是火箭燃料箱需要而开发的,现已经推广到飞机上使用。本文对纤维金属层板在飞机结构中的应用进行了阐述,并对其工艺性进行了一般分析。 展开更多

关键词 芳纶纤维增强铝合金层板 玻璃纤维增强铝合金层板 碳纤维增强钛合金层板

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纤维金属层板成形极限测试的新试样设计 被引量：2

13

作者 何诞 陶杨洋 陶杰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期94-103,共10页

在拉深成形过程中,纤维金属层板常见的失效模式主要有起皱、纤维拉伸断裂以及界面分层。受金属拉深成形测试的启发,经研究,当纤维金属层板以纤维拉伸断裂与界面分层失效为主要的失效模式时,可以将纤维应变引入到成形极限图中。但是,由... 在拉深成形过程中,纤维金属层板常见的失效模式主要有起皱、纤维拉伸断裂以及界面分层。受金属拉深成形测试的启发,经研究,当纤维金属层板以纤维拉伸断裂与界面分层失效为主要的失效模式时,可以将纤维应变引入到成形极限图中。但是,由于用于拉深测试的传统金属条状试样形状会干扰纤维金属层板内纤维应变的计算,因此,本研究设计了一种新型切槽形状试样。通过对比传统的条状试样和新型切槽试样的成形试验以考察玻璃纤维/聚酰胺树脂(Gf/PA)复合材料-铝合金层板的成形性能。研究结果表明:所设计的新型切槽试样可以将纤维计算的应变水平控制在6%以内,通过对不同纤维应变区间的分类,可以明显地区分出层板拉深成形的破坏形式是纤维拉伸断裂或者界面分层。研究得出,切槽试样的成形极限图包含3个区域:成形安全区-纤维拉伸断裂区-界面分层区。除此之外,切槽试样获得的成形极限曲线可以将变形演化与破坏机理结合起来,更有效地表征纤维金属层板的拉深成形性能。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强铝合金层板 纤维拉伸断裂 界面分层 纤维应变 切槽试样

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S-玻纤编织物增强层板的冲击损伤研究 被引量：3

14

作者 刘晓辉 黄英 李郁忠 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期106-108,共3页

采用空气炮、渗透剂增强 X射线照相法对受到中心横向冲击的一系列平纹编织 S glass epoxy层板以及由此产生的损伤情况进行了研究 ,并采用有限元程序对层板的应力状态进行了分析。基于以上研究 ,发现 :相同动能下 ,小质量、高速度的弹体... 采用空气炮、渗透剂增强 X射线照相法对受到中心横向冲击的一系列平纹编织 S glass epoxy层板以及由此产生的损伤情况进行了研究 ,并采用有限元程序对层板的应力状态进行了分析。基于以上研究 ,发现 :相同动能下 ,小质量、高速度的弹体在板中产生的损伤面积大于大质量、低速度弹体 ;层板铺层角的变化对冲击载荷 时间曲线无显著影响 ;随冲击速度的提高 ,铺层角变化对层板损伤的影响变得显著 ,铺层角的错配可以偏转冲击裂纹的扩展方向。 展开更多

关键词 冲击损伤 裂纹扩展 玻璃纤维 编织物 增强层板

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不同铺层结构GLARE层板弯曲失效机理的声发射研究

15

作者 张劢 郑颖骁 +3 位作者 胡可军 韩文钦 段刘阳 石庆贺 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第3期13-19,34,共8页

玻璃纤维增强铝合金(Glass Fiber Reinforced Aluminum,GLARE)层板是一种在航空工业中被广泛使用的混杂复合材料。本研究采用三点弯曲试验方法对其进行弯曲加载,同时利用声发射技术(Acoustics Emission,AE)对弯曲过程中层板的损伤行为... 玻璃纤维增强铝合金(Glass Fiber Reinforced Aluminum,GLARE)层板是一种在航空工业中被广泛使用的混杂复合材料。本研究采用三点弯曲试验方法对其进行弯曲加载,同时利用声发射技术(Acoustics Emission,AE)对弯曲过程中层板的损伤行为进行实时监测,并基于多AE参数及K-means聚类方法探究了不同铺层结构GLARE层板的弯曲性能及失效机理。结果表明:铝合金的铺层位置对GLARE层板的弯曲性能有显著影响;最外层铝合金与复合材料层的变形协调作用可以有效延缓损伤的起始与演化。GLARE层板在弯曲失效过程中的损伤模式及对应的峰值频率为:0~50 kHz代表铝合金损伤,80~210 kHz代表基体开裂,210~320 kHz代表纤维剥离和界面分层,320~400 kHz代表纤维断裂。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强铝合金层板 声发射技术 三点弯曲试验 K-means聚类法 失效机理

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特征长度理论与含缺口ARALL层板分层损伤相关性的研究

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作者 仲伟虹 陈昌鹿 +3 位作者 寇长河 郑瑞琪 李宏运 胡宏军 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 1995年第3期1-9,共9页

本文研究了胶粘剂、胶粘剂含量及不同残余应力状态对含缺口ＡＲＡＬＬ层板的分层损伤的影响，并试图采用特征长度理论来描述不同缺口层板的分层状态。结果表明，运用源于密集能量区概念的特征长度理论可以定性地分析或半定量地描述ＡＲ... 本文研究了胶粘剂、胶粘剂含量及不同残余应力状态对含缺口ＡＲＡＬＬ层板的分层损伤的影响，并试图采用特征长度理论来描述不同缺口层板的分层状态。结果表明，运用源于密集能量区概念的特征长度理论可以定性地分析或半定量地描述ＡＲＡＬＬ缺口层板的分层损伤。 展开更多

关键词 芳纶增强铝合金 胶接层板 复合材料 航空航天

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奥迪A8采用增强聚酰胺（PA）制作备胎架

17

《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期57-57,共1页

目前，高增强聚酰胺（PA）材料比不锈钢，铝合金和玻璃纤维（GF）毡增强热塑性塑料（GMT）更普遍的被奥迪制造商用来生产新型A8汽车的备胎凹槽。

关键词 奥迪A8 聚酰胺 增强热塑性塑料 胎架 制作 玻璃纤维 不锈钢 铝合金

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美用环氧复合材料造就步兵战车

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作者 王雄伟 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期27-27,共1页

美军材料技术研究所与食品机械化学公司军械分部根据机械化步兵战车的发展要求，研制出采用环氧树脂复合材料的M2步兵战车。M2步兵战车底盘研制的多层环氧复合材料车体较厚，材料选用欧文斯-柯宁斯公司的S-2玻璃纤维增强环氧树脂模压而... 美军材料技术研究所与食品机械化学公司军械分部根据机械化步兵战车的发展要求，研制出采用环氧树脂复合材料的M2步兵战车。M2步兵战车底盘研制的多层环氧复合材料车体较厚，材料选用欧文斯-柯宁斯公司的S-2玻璃纤维增强环氧树脂模压而成。该战车采用3块这种模式环氧树脂复合材料，可取代原来M2型上23块焊接的铝装甲板，但该战车仍使用了一些铝合金增强件以提高车体强度。 展开更多

关键词 环氧复合材料 环氧树脂复合材料 M2步兵战车 玻璃纤维增强 发展要求 化学公司 食品机械 材料技术 材料选用 车体强度 机械化 研究所 S-2 装甲板 M2型 铝合金 研制 模压

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