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碳纤维增强型复合材料分层缺陷的中频涡流C扫描成像检测
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作者 王楠 何存富 +2 位作者 刘秀成 梁雪斌 李鹏 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第8期897-907,共11页
碳纤维增强型复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)在制备和服役过程中容易诱发多种损伤,其中分层缺陷对材料的潜在破坏性最大。针对CFRP中分层缺陷的检测问题,采用涡流C扫描检测技术对碳纤维复合材料板内分层缺陷进行可视... 碳纤维增强型复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)在制备和服役过程中容易诱发多种损伤,其中分层缺陷对材料的潜在破坏性最大。针对CFRP中分层缺陷的检测问题,采用涡流C扫描检测技术对碳纤维复合材料板内分层缺陷进行可视化成像。基于成像结果,建立数学统计模型对缺陷面积进行重构,通过分析不同阈值对重构效果的影响以实现涡流对分层缺陷面积检测精度的量化评估。在此基础上,研究缺陷埋深与不同方向涡流特征曲线的变化规律,揭示涡流对板内分层缺陷深度的检测能力。试验结果表明,建立的中频(小于1 MHz)涡流C扫描成像系统可以实现CFRP板内最小直径5 mm、埋深0.5 mm分层缺陷的三维成像与定量评估。研究工作为碳纤维复合材料板内分层缺陷的无损检测与评估提供了一种可行思路。 展开更多
关键词 纤维增强型复合材料 分层缺陷 涡流 C扫描成像 缺陷面积 深度
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碳纤维增强复合材料黏结型锚固体系弯拉性能试验研究 被引量:1
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作者 贾丽君 张文超 徐利平 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期902-910,共9页
为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)黏结型锚固体系的弯拉性能,对设计的锚固体系试件进行了10组轴向拉伸试验与12组弯拉试验。在锚固体系优化基础上研究了CFRP筋直径、弯曲半径改变下试件的极限承载力、破坏模式、锚固效率及CFRP筋荷载‒... 为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)黏结型锚固体系的弯拉性能,对设计的锚固体系试件进行了10组轴向拉伸试验与12组弯拉试验。在锚固体系优化基础上研究了CFRP筋直径、弯曲半径改变下试件的极限承载力、破坏模式、锚固效率及CFRP筋荷载‒应变关系。结果表明,锚固体系的弯拉承载力折减量系数随CFRP筋弯曲半径的增大而减小,CFRP筋直径越大试件承载力折减量系数越大,并且CFRP筋横向约束有利于弯拉极限承载力的提高。此外,CFRP筋荷载‒应变曲线的非线性变化是试件失效前的典型特征。弯曲半径和CFRP筋直径的比值与锚固效率系数为线性关系,比值在2.4‰以下时试件的弯拉锚固效率系数小于80%,试件呈不均匀断裂和剪切的破坏形式。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料(cfrp)黏结型锚固体系 弯拉试验 承载力折减量系数 横向约束 锚固效率 破坏形式
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一种碳纤维复合材料拉胀超结构的冲击动力学行为研究
3
作者 赵昌方 《航空制造技术》 北大核心 2025年第12期24-31,共8页
随着超结构的兴起和发展,力学领域中许多常规材料或结构难以实现的现象正逐渐成为可能。纤维增强复合材料具有优异的力学性能,可满足轻质、高强的结构设计需求。本文结合先进复合材料的性能优势、负泊松比超结构的反常行为,基于碳纤维... 随着超结构的兴起和发展,力学领域中许多常规材料或结构难以实现的现象正逐渐成为可能。纤维增强复合材料具有优异的力学性能,可满足轻质、高强的结构设计需求。本文结合先进复合材料的性能优势、负泊松比超结构的反常行为,基于碳纤维增强环氧树脂复合材料和典型的内凹构型,采用组合模具经热压成型制备了一种复合材料负泊松比超结构(也称拉胀超结构)。进一步地,通过静动态冲击试验开展了拉胀超结构的变形失效及缓冲吸能行为研究,并进行了有限元分析。结果表明,该型超结构在不同特征方向(包括内凹方向(#1)、内凹垂向(#2)和面外法向(#3))具有不同的承载能力、失效模式和拉胀效应。具体为,#2方向冲击时具有拉胀效应,失效模式以折痕断裂为主;#3方向冲击时并未产生渐进失效,而是从粘接界面处发生冲击分离。相比于准静态情况,该超结构的失效模式发生了转变,使其冲击吸能、比吸能和负泊松比效应均被弱化。未来可进一步设计触发方式和增加填充材料,改善拉胀超结构的缓冲吸能效果,以期应用于冲击防护工程领域。 展开更多
关键词 超结构 材料 负泊松比 拉胀结构 纤维复合材料(cfrp) 冲击动力学 失效模式
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雷电流分量对碳纤维增强型复合材料层合板的雷击损伤效应 被引量:13
4
作者 孙晋茹 姚学玲 +2 位作者 许雯珺 陈景亮 吴翊 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3836-3843,共8页
为了研究不同时序组合方式的多重连续雷电流分量作用下碳纤维增强型复合材料(carbon fibre reinforced plastics,CFRP)层合板的雷击损伤特性,通过雷击损伤区域形态观察,红外温度测试,C扫描探测等手段,对比了多重连续雷电流分量作用下CFR... 为了研究不同时序组合方式的多重连续雷电流分量作用下碳纤维增强型复合材料(carbon fibre reinforced plastics,CFRP)层合板的雷击损伤特性,通过雷击损伤区域形态观察,红外温度测试,C扫描探测等手段,对比了多重连续雷电流分量作用下CFRP的雷击损伤类型及损伤程度,研究影响CFRP雷击损伤深度和面积的因素,并探索多重连续雷电流分量在CFRP层合板上的散流特性与作用机理。研究发现:CFRP层合板的雷击损伤类型包括纤维断裂、烧蚀,树脂热解,铺层分离等。在论文实验条件下,当雷电流A、B、C及D分量连续作用时,损伤面积达2790 mm2,损伤深度约为1.28 mm。在多重连续雷电流脉冲作用过程中,雷电损伤深度主要与上升梯度高的雷电流A及D分量产生的局部热效应、冲击力效应及介质击穿有关;而CFRP层合板雷击损伤面积与表面温度的增加主要受到作用时间长、转移电荷量大的雷电流C分量的影响。对多重连续雷电流损伤效应的研究能够加深对雷击作用过程的理解,为CFRP雷电直接效应测试标准的完善、CFRP结构的优化和设计提供实验依据与理论基础。 展开更多
关键词 纤维增强型复合材料 多重连续雷电流分量 雷电直接效应 雷击损伤 超声C扫描
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碳纤维增强型复合材料在非破坏雷电流脉冲下的动态导电特性 被引量:8
5
作者 孙晋茹 姚学玲 +2 位作者 田向渝 陈景亮 吴翊 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期80-87,共8页
为了研究碳纤维增强型复合材料(CFRP)层合板在雷电流脉冲作用下的动态导通机制,建立了CFRP动态导电特性实验平台,通过研究非破坏性10/30、20/60及40/120μs的雷电流脉冲作用下CFRP层合板的动态响应,分析了铺层结构、试样夹持方式及雷电... 为了研究碳纤维增强型复合材料(CFRP)层合板在雷电流脉冲作用下的动态导通机制,建立了CFRP动态导电特性实验平台,通过研究非破坏性10/30、20/60及40/120μs的雷电流脉冲作用下CFRP层合板的动态响应,分析了铺层结构、试样夹持方式及雷电流参数对CFRP动态导电特性的影响。研究结果表明:在100~1 000A的雷电流作用下,受到内部铺层结构的影响,CFRP层合板厚度方向电导率(10-3 S/mm)远小于平面方向电导率(100S/mm),具有各向异性非线性电导率;CFRP层合板表现出明显的电感效应,即动态电压超前于电流,动态伏安特性曲线中上升与下降阶段不重合;施加的雷电流上升速率越低、波长越长,CFRP层合板动态电导率越大;CFRP层合板在雷电流脉冲作用下所表现出的电感效应与碳纤维丝的电感特性密切相关。CFRP动态导电特性及导通模型的研究能够为CFRP雷电直接效应热电耦合模型的建立以及CFRP性能优化和结构提升提供理论支撑。 展开更多
关键词 纤维增强型复合材料 非破坏性雷电流脉冲 动态导电特性 电感特性
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冲蚀角对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)蒙皮涂层去除及重涂附着力的影响 被引量:4
6
作者 赵洋洋 卢文壮 +2 位作者 吴泊鋆 孙玉利 左敦稳 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期116-123,共8页
为解决飞机CFRP蒙皮涂层高效去除问题,改善重涂涂层附着力,采用塑性磨料射流加工方法对CFRP蒙皮损伤涂层去除,通过分析单颗磨料的速度和冲击力,研究不同冲蚀角度下磨料对涂层的冲蚀行为,探究塑性磨料射流冲蚀角对表面形貌、去除机制、... 为解决飞机CFRP蒙皮涂层高效去除问题,改善重涂涂层附着力,采用塑性磨料射流加工方法对CFRP蒙皮损伤涂层去除,通过分析单颗磨料的速度和冲击力,研究不同冲蚀角度下磨料对涂层的冲蚀行为,探究塑性磨料射流冲蚀角对表面形貌、去除机制、材料去除率、接触角与表面自由能及重涂涂层的附着力方面的影响。结果表明:塑性磨料对涂层的冲蚀机理为塑性变形去除,在30°~70°冲蚀角下,磨料对涂层的冲蚀模式为滑擦、耕犁和切削。随着冲蚀角的增加,颗粒的切向分力减小,法向分力增加,法向冲蚀的冲蚀模式为剪切和挤压变形去除材料去除率递减。在所选冲蚀角范围内,当冲蚀角为30°时,聚氨酯涂层的材料去除率最大。随着冲蚀角的改变,表面粗糙度、润湿性和表面自由能发生变化,当冲蚀角为70°时,重涂后的涂层附着力较好,较初始涂层附着力提高28%左右。研究成果可为飞机CFRP蒙皮涂层的高效去除及附着力的改善提供参考。 展开更多
关键词 射流加工 冲蚀角 塑性磨料 纤维增强树脂复合材料(cfrp) 涂层
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碳纤维增强复合材料铣削加工技术研究进展 被引量:18
7
作者 王昌赢 文亮 +3 位作者 明伟伟 安庆龙 陈明 张烘州 《航空制造技术》 2015年第14期76-80,共5页
目前,国内关于碳纤维增强复合材料铣削加工技术的研究还处于起步阶段。为改进CFRP切削加工工艺,必须从CFRP材料切削去除机理,切削刀具材料选用、刀具几何结构设计和涂层处理,加工表面缺陷形式等方面开展系统、深入的研究。本文主要从以... 目前,国内关于碳纤维增强复合材料铣削加工技术的研究还处于起步阶段。为改进CFRP切削加工工艺,必须从CFRP材料切削去除机理,切削刀具材料选用、刀具几何结构设计和涂层处理,加工表面缺陷形式等方面开展系统、深入的研究。本文主要从以上几个方面针对近年来国内外对于碳纤维增强复合材料铣削加工中的研究进展进行综述。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料 铣削加工 加工技术 切削加工工艺 cfrp材料 切削刀具 去除机理 材料选用
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海洋环境下碳纤维增强复合材料片材的耐久性 被引量:4
8
作者 张玲玲 张陵 马建勋 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 2008年第6期732-735,共4页
模拟研究了海洋环境(盐水浸渍、盐溶液干湿循环、冻融循环单独或耦合作用)下碳纤维增强复合材料(CFRP)片材的耐久性.结果表明:在海洋环境中快速老化后,CFRP片材的应力-应变关系仍呈典型的线性关系;CFRP片材抗拉强度下降幅度最大,延伸率... 模拟研究了海洋环境(盐水浸渍、盐溶液干湿循环、冻融循环单独或耦合作用)下碳纤维增强复合材料(CFRP)片材的耐久性.结果表明:在海洋环境中快速老化后,CFRP片材的应力-应变关系仍呈典型的线性关系;CFRP片材抗拉强度下降幅度最大,延伸率次之,弹性模量最小;多因素耦合作用对CFRP片材抗拉强度和弹性模量的影响远远大于单一因素作用. 展开更多
关键词 纤维增强复合材料(cfrp) 盐水浸渍 盐溶液干湿循环 冻融循环 耐久性
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基于NSGA-Ⅲ算法的碳纤维复合材料螺旋铣孔切削参数多目标优化 被引量:1
9
作者 王海艳 付麒麟 +1 位作者 周秩同 武晔 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第2期208-213,219,共7页
碳纤维增强复合材料(CFRP)力学性能呈各向异性,层间强度低,为改善CFRP钻孔时中出现的缺陷,螺旋铣孔技术逐渐得到应用。为找到合适的切削参数使得CFRP各项加工性能均达到最优,对CFRP螺旋铣孔切削参数多目标优化方法进行研究。通过螺旋铣... 碳纤维增强复合材料(CFRP)力学性能呈各向异性,层间强度低,为改善CFRP钻孔时中出现的缺陷,螺旋铣孔技术逐渐得到应用。为找到合适的切削参数使得CFRP各项加工性能均达到最优,对CFRP螺旋铣孔切削参数多目标优化方法进行研究。通过螺旋铣试验,测得不同切削参数下的切削力和孔径偏差;使用非线性拟合方法分别建立以径向切削力、轴向切削力、孔径偏差、切削效率为优化目标的多目标优化模型;采用第三代非支配遗传算法(NSGA-Ⅲ)进行多目标优化,获得帕累托最优解;基于主成分分析构建最优切削参数决策算法,完成切削参数解集优劣性能排序,获得满足不同加工性能的最优参数组合。结果显示:NSGA-Ⅲ算法与主成分分析方法的结合可使多目标优化取得良好的效果。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料(cfrp) 多目标优化 螺旋铣孔 NSGA-Ⅲ算法 主成分分析
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碳纤维复合材料(CFRP)在桥梁工程中的应用及前景 被引量:17
10
作者 汪胜义 《重庆交通学院学报》 2005年第1期30-32,41,共4页
碳纤维复合材料(CFRP)在桥梁结构中的应用,是目前国际土木建筑结构工程中的一个开发热点.作者在文中介绍了CFRP的材料特性以及CFRP在新建桥梁结构、旧危桥补强加固等工程中的应用,并对CFRP今后的发展与应用前景进行了展望.
关键词 纤维复合材料(cfrp) 桥梁结构 应用 发展 前景
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基于球头铣刀的碳纤维增强复合材料螺旋铣孔切削特性分析
11
作者 王海艳 金天 +1 位作者 王健宇 武晔 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第20期118-123,131,共7页
碳纤维增强复合材料(CFRP)具有跨尺度、多相等结构特点,呈现显著的各向异性和不均匀性,加工性能差,容易出现明显的毛刺和分层。为了分析CFRP螺旋铣孔特性,采用球头铣刀针对CFRP开展了螺旋铣孔工艺技术的研究,着重对切削力、刀具磨损和... 碳纤维增强复合材料(CFRP)具有跨尺度、多相等结构特点,呈现显著的各向异性和不均匀性,加工性能差,容易出现明显的毛刺和分层。为了分析CFRP螺旋铣孔特性,采用球头铣刀针对CFRP开展了螺旋铣孔工艺技术的研究,着重对切削力、刀具磨损和制孔质量进行了详细分析。首先基于试验结果分析了径向切削力、轴向切削力以及切削温度随切削参数变化而变化的状况,接着分别从侧刃和球面的角度对刀具磨损进行了研究,最后根据制孔深度分析了制孔直径的变化,同时分析了制孔入口和出口的质量情况,并采用分层因子描述了制孔入口的分层情况。结果显示,球头铣刀在CFRP螺旋铣孔过程中具有较好的切削特性,但制孔质量还有待提高。 展开更多
关键词 球头铣刀 纤维增强复合材料(cfrp) 螺旋铣孔 刀具磨损 制孔质量
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高强钢/碳纤维增强复合材料热冲压-连接一体化工艺可行性及试样弯曲性能研究 被引量:7
12
作者 朱彬 刘旺 +2 位作者 田丰 刘勇 张宜生 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第24期2975-2980,共6页
提出一种高强钢/碳纤维增强复合材料(CFRP)的多材料零件连接成形一体化加工工艺,利用热冲压工艺对高强钢和CFRP预浸料进行连接并成形高强钢/CFRP多材料零件。研究热冲压过程中不同的淬火温度下多材料复合板的制备工艺,并对试样中钢板进... 提出一种高强钢/碳纤维增强复合材料(CFRP)的多材料零件连接成形一体化加工工艺,利用热冲压工艺对高强钢和CFRP预浸料进行连接并成形高强钢/CFRP多材料零件。研究热冲压过程中不同的淬火温度下多材料复合板的制备工艺,并对试样中钢板进行微观观测,最后对复合件进行弯曲试验。微观检测结果表明,该工艺下钢板组织为全马氏体组织。三点弯曲试验结果表明,未铺设CFRP试样、铺设2层CFRP试样和铺设4层CFRP试样的弯曲角度分别为130°、110°和104°。对弯曲试验的力位移曲线进行积分,计算试样的能量吸收量,得到如下结论:未铺设CFRP试样、铺设2层CFRP试样和铺设4层CFRP试样的能量吸收量分别为9410 J、9692 J和10050 J;铺设2层CFRP的试样和铺设4层CFRP的试样相比于未铺设CFRP的试样,能量吸收量分别增加2.9%和6.8%。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料(cfrp) 高强钢 热冲压 材料试件 弯曲性能 吸能性能
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碳纤维增强复合材料铣削加工表层损伤演化研究 被引量:4
13
作者 周井文 潘华东 +2 位作者 杨叶 杨斌 陈燕 《航空制造技术》 2017年第23期103-108,共6页
通过引入工件倾角的定义,采用PCD立铣刀对CFRP层压板材料进行切边试验,并对加工过程中的铣削力进行测量,对加工表层不同缺陷形式进行观察分类。研究了不同表层纤维方向、工件倾角和刀具进给量对CFRP表层的缺陷形式和演化规律。结果表明:... 通过引入工件倾角的定义,采用PCD立铣刀对CFRP层压板材料进行切边试验,并对加工过程中的铣削力进行测量,对加工表层不同缺陷形式进行观察分类。研究了不同表层纤维方向、工件倾角和刀具进给量对CFRP表层的缺陷形式和演化规律。结果表明:CFRP层压板铣削表层缺陷主要可以分为崩边、毛刺、撕裂和分层缺陷,其中表层撕裂缺陷是最主要的缺陷形式;刀具进给量是影响表层缺陷,尤其是撕裂缺陷形成和发展的最主要的因素;垂直于铺层平面的切削分力直接影响表层缺陷演变与转化。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料(cfrp) 加工缺陷 铣削力 分层 毛刺 崩边
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自修复愈合剂添加方式对CFRP复合材料层间韧性的影响研究
14
作者 铁瑛 范聪杰 张臻臻 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第20期58-67,共10页
采用试验和仿真结合的方法研究了热塑性材料聚乙烯–甲基丙烯酸(Poly ethylene-co-meth acrylic acid,EMAA)添加方式对碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)层间韧性的影响。首先将EMAA制作为直径1.2 mm和50~75μ... 采用试验和仿真结合的方法研究了热塑性材料聚乙烯–甲基丙烯酸(Poly ethylene-co-meth acrylic acid,EMAA)添加方式对碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)层间韧性的影响。首先将EMAA制作为直径1.2 mm和50~75μm的细丝,然后分别以缝合和铺层的方式添加到CFRP复合材料中,通过调整缝线间距和铺层密度研究EMAA添加方式及含量对CFRP复合材料Ⅰ型层间断裂韧性和自修复效率的影响。结果表明,添加EMAA能显著增加CFRP复合材料的Ⅰ型层间断裂韧性,缝线增韧和铺层增韧时分别提升了110%和402%。此外,采用内聚力模型(Cohesive zone model,CZM)进行数值分析进一步证明了EMAA能够增强CFRP复合材料Ⅰ型层间断裂韧性。经过热修复后再次进行双悬臂梁(Double cantilever beam,DCB)试验,发现采用缝线增韧和铺层增韧的CFRP复合材料层间韧性得到有效恢复,修复效率达到85%和105%。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料(cfrp) 聚乙烯–甲基丙烯酸(EMAA) Ⅰ型层间断裂韧性 增韧 自修复
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碳纤维增强复合材料加固混凝土粘结性能试验 被引量:18
15
作者 佘泽昇 雷冬 +2 位作者 何锦涛 朱飞鹏 白鹏翔 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第6期2428-2436,共9页
碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)加固混凝土技术在桥梁工程与建筑工程中有大量应用,而直接影响工程结构加固维修的关键因素是其界面粘结性能,因此开展相关试验研究对保障工程安全具有重大意义。以一种基于专... 碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)加固混凝土技术在桥梁工程与建筑工程中有大量应用,而直接影响工程结构加固维修的关键因素是其界面粘结性能,因此开展相关试验研究对保障工程安全具有重大意义。以一种基于专门设计的试验装置进行弯曲剪切试验来研究CFRP-混凝土界面的粘结性能。利用数字图像相关(digital image correlation,DIC)法得到的应变场确定碳纤维布的脱粘长度,同时对碳纤维增强材料的性能进行了理论分析,探讨了试验中的力学响应。结果表明:弯剪破坏的原因是弯矩的增大导致界面粘结强度和极限荷载的降低。通过对比弯剪试验和理论应变分布曲线,证明试验的有效性。粘结区在弯曲作用下产生的正应力有一个固定的有效区域,在该区域以外不会产生正应力。因此,在工程应用中,确定碳纤维布板的剥离长度可以减少维护工作,碳纤维布-钢筋混凝土在受弯曲和拉伸的共同作用下,可以在加载端有效应力区域内进行再加固,增加使用寿命。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer cfrp)-混凝土 弯剪试验 界面粘结应力 弯剪破坏 本构模型
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碳纤维增强复合材料/轻合金叠层结构制孔技术研究进展 被引量:10
16
作者 白大山 陈五一 陈雪梅 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第9期82-88,共7页
碳纤维增强复合材料/轻合金叠层结构已经被广泛地应用于航空航天及相关的工程领域。阐述了近年来国内外碳纤维增强复合材料/轻合金叠层结构制孔技术的研究进展与发展方向,重点剖析了叠层结构钻削机理、制孔缺陷、制孔质量影响要素等方... 碳纤维增强复合材料/轻合金叠层结构已经被广泛地应用于航空航天及相关的工程领域。阐述了近年来国内外碳纤维增强复合材料/轻合金叠层结构制孔技术的研究进展与发展方向,重点剖析了叠层结构钻削机理、制孔缺陷、制孔质量影响要素等方面。为实现碳纤维增强复合材料/轻合金叠层结构优质高效制孔加工,提出叠层结构制孔切削热建模仿真、制孔缺陷预测与制孔过程智能控制等未来研究方向。叠层结构制孔研究的现状分析与展望将会对航空装配领域的技术进步起到重要的指导作用。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料(cfrp) 轻合金 叠层结构 钻削机理 制孔缺陷 制孔质量
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超声检测识别CFRP复合材料PTFE夹杂与富树脂缺陷 被引量:1
17
作者 付冬欣 林莉 +1 位作者 张书宁 罗忠兵 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期83-88,共6页
针对碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)缺陷试样制作困难且不同夹杂缺陷难识别的问题,采用仿真与试验相结合的方法,开展聚四氟乙烯(PTFE)夹杂与富树脂缺陷超声检测研究。首先建立考虑CFRP层结构弹性各向异性的... 针对碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)缺陷试样制作困难且不同夹杂缺陷难识别的问题,采用仿真与试验相结合的方法,开展聚四氟乙烯(PTFE)夹杂与富树脂缺陷超声检测研究。首先建立考虑CFRP层结构弹性各向异性的多向层合板超声反射法有限元模型,对比模拟与试验得到的A扫描时域信号,证明了模型的有效性。在CFRP层合板内部设置宽度6 mm,厚度0.03~0.40 mm的PTFE夹杂和厚度0.03~0.85 mm的富树脂缺陷,模拟得到超声A扫描信号,分析比较两种缺陷厚度变化对超声信号幅值最大值和波形峭度因子的影响。结果显示,随着缺陷厚度增加,PTFE夹杂及富树脂缺陷信号的幅值最大值和峭度因子均呈现先上升后下降最后趋于稳定的趋势,但富树脂缺陷信号幅值最大值低于PTFE夹杂,其峭度因子随厚度变化滞后于PTFE夹杂。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料(cfrp) 数值模拟 缺陷识别 PTFE夹杂 富树脂
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碳纤维增强复合材料螺旋铣孔的临界轴向力模型 被引量:3
18
作者 王海艳 金天 +1 位作者 周秩同 付麒麟 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期214-220,共7页
通过分析碳纤维增强复合材料螺旋铣制孔过程的分层机理,提出一种基于经典板壳理论的用于解析复合材料螺旋铣孔出口分层的临界轴向力模型.模型分析表明,螺旋铣孔过程剩余的未切削材料厚度是影响材料出口分层的重要因素;随着未切削材料厚... 通过分析碳纤维增强复合材料螺旋铣制孔过程的分层机理,提出一种基于经典板壳理论的用于解析复合材料螺旋铣孔出口分层的临界轴向力模型.模型分析表明,螺旋铣孔过程剩余的未切削材料厚度是影响材料出口分层的重要因素;随着未切削材料厚度的减小,材料发生出口分层的概率增加.开展了复合材料螺旋铣孔实验研究,结果显示,模型轴向力临界值最大偏差为13.48%.全因子实验结果显示,轴向力随着主轴转速的增加而降低,随每齿进给量的增加而增加,随每转轴向切深的增加而增加;刀具磨损与轴向力大小呈线性关系,当每齿进给量为0.02 mm/齿、主轴转速为6000 r/min、每转轴向切深为0.1 mm/r时材料所受轴向力最小. 展开更多
关键词 螺旋铣 纤维增强复合材料(cfrp) 分层 临界轴向力
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碳纤维增强复合材料钻削仿真及分层因子预测 被引量:4
19
作者 张浩 安立宝 张迎信 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2019年第12期1608-1614,共7页
文章对碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastic, CFRP)进行了钻削加工有限元仿真研究,通过正交试验的方法分析了切削用量和刀具几何参数对分层因子的影响作用;建立了关于分层因子的人工神经网络预测模型与多元线性回归预... 文章对碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastic, CFRP)进行了钻削加工有限元仿真研究,通过正交试验的方法分析了切削用量和刀具几何参数对分层因子的影响作用;建立了关于分层因子的人工神经网络预测模型与多元线性回归预测模型,2种模型预测值的最大相对误差分别为3.1%、7.4%,得出人工神经网络预测模型具有更高的预测精度。研究结果表明:分层因子总体上随主轴转速的增加而降低,随进给量和顶角的增加而增加,对分层因子的影响程度由大到小依次为进给量、转速、顶角;在对CFRP进行钻削加工时,宜适当提高主轴转速、降低进给量和钻头顶角,以减少钻削引起的分层缺陷,进一步改善钻孔质量。该文所采用的方法为CFRP钻削加工中切削力、刀具磨损等问题的分析提供了一定的理论参考。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料(cfrp) 钻削 有限元仿真 分层因子 人工神经网络
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碳纤维增强复合材料新钻型结构设计及其对比试验 被引量:1
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作者 苏飞 袁亿 +2 位作者 胡财吉 李纯杰 李文毅 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期59-65,共7页
在碳纤维增强复合材料(CFRP)制孔过程中,易产生毛刺、分层等制孔缺陷,而钻头结构是影响制孔缺陷形成的关键因素。对此,在原有钻型基础上设计了两种新钻型,研究了原有钻型和两种新设计钻型的钻削轴向力和制孔效果。结果表明,在相同钻削... 在碳纤维增强复合材料(CFRP)制孔过程中,易产生毛刺、分层等制孔缺陷,而钻头结构是影响制孔缺陷形成的关键因素。对此,在原有钻型基础上设计了两种新钻型,研究了原有钻型和两种新设计钻型的钻削轴向力和制孔效果。结果表明,在相同钻削工艺参数下,原有钻型"V型"刃的修除阶段的轴向力归零速度最大,新设计的燕尾开槽钻型的最小,这与制孔缺陷的变化规律基本一致,轴向力归零速度与制孔缺陷具有较好的映射关系;3种钻型均能有效减少毛刺,与原有钻型相比,新设计的两种钻型均能更好的去除毛刺和降低制孔缺陷;原有钻型的制孔缺陷以撕裂为主,新设计的开槽新钻型和燕尾开槽新钻型则以分层缺陷为主。据此可为CFRP制孔的刀具结构设计提供新的设计思路。 展开更多
关键词 纤维复合材料(cfrp) 钻削 制孔缺陷 钻型结构
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