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芳纶纤维增强复合材料螺旋铣削表面缺陷区域面积、切屑形态与切削力试验研究
1
作者 王林 李茹 +3 位作者 石文天 李娜 肖立强 步坤亭 《表面技术》 北大核心 2025年第10期185-198,共14页
目的探究芳纶纤维增强复合材料螺旋铣削机理,提高螺旋铣削表面质量。方法设计并进行试验,利用响应曲面法、方差分析、t检验等方法对铣削表面形貌、缺陷区域面积、切屑形态、刀具磨损以及切削力等进行了分析,重点对螺旋铣削机理进行了探... 目的探究芳纶纤维增强复合材料螺旋铣削机理,提高螺旋铣削表面质量。方法设计并进行试验,利用响应曲面法、方差分析、t检验等方法对铣削表面形貌、缺陷区域面积、切屑形态、刀具磨损以及切削力等进行了分析,重点对螺旋铣削机理进行了探究,并给出了分析解释,尤其论述了节状切屑的演化过程。结果表面缺陷区域面积受进给速度的影响显著,随进给速度的增大逐渐减小;同时发现,在一定切削参数范围内,摩擦加剧,温升明显,树脂基体有融化趋势,被拉伸延展成长条带状,形成一种特殊的节状切屑,试验中观察到前刀面上由于切屑、工件硬质点的不断刮擦和冲击形成明显的亮白色区域;对于切削力,其随着进给速度的增大先增大后减小,趋势明显,并不是简单的线性关系,通过建立的切削力数学模型得到切削力F_(x)、F_(y)、F_(z)的平均误差率分别为3.53%、13.62%、14.75%,预测结果较为准确。结论刀具磨损形式主要分为黏结脱落与早期刀尖崩刃2种形式,节状切屑的出现加剧了刀具的磨损。增大进给速度可使刀-工件、刀-屑实际接触面积增大,对螺旋铣削表面挤压作用增强,有效抑制了表面毛刺,同时增大进给速度使刀刃锋利度增强,剪切作用越来越显著,节状切屑锯齿化明显加剧,当进一步增大进给速度时会使刀-工件接触面积远大于刀-屑接触面积,切屑对刀具的冲击作用减弱,切削力降低。 展开更多
关键词 芳纶纤维增强复合材料 螺旋铣削 表面缺陷区域面积 切屑形态 刀具磨损 切削力
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芳纶纤维增强复合材料的微铣削与铣磨精加工 被引量：4
2
作者 马英怡 刘玉德 +2 位作者 石文天 韩冬 侯岩军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第16期16177-16181,共5页
芳纶纤维增强复合材料极难加工,且材料本身具有各向异性,因此其在加工后表面质量并不理想,常会出现分层、烧焦、拉毛等缺陷。针对上述问题,本研究对芳纶纤维增强复合材料分别进行了微铣削和铣磨试验,对比分析了两种加工试样的表面粗糙... 芳纶纤维增强复合材料极难加工,且材料本身具有各向异性,因此其在加工后表面质量并不理想,常会出现分层、烧焦、拉毛等缺陷。针对上述问题,本研究对芳纶纤维增强复合材料分别进行了微铣削和铣磨试验,对比分析了两种加工试样的表面粗糙度和微观形貌以及两种工艺的切削机理。结果表明:微铣削加工后表面粗糙度随着进给速度的增加呈现先增后减的趋势;铣磨加工后表面粗糙度随进给速度的增加而增大,且远大于微铣削的表面粗糙度。试验发现,微铣削加工中拉毛现象明显;而铣磨加工表面存在大量白色凝结物,通过在加工过程中引入风冷工艺可有效减少凝结物的生成,从而有效地提高表面质量。 展开更多
关键词 芳纶纤维增强复合材料 微铣削 铣磨 表面形貌 切削机理 表面粗糙度
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短切芳纶纤维增强复合材料的研究进展 被引量：9
3
作者 李伟 曹应民 +5 位作者 张电子 李鹏洲 张庆武 魏毅 曹新宇 马永梅 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期86-88,共3页
综述了短切芳纶纤维增强环氧树脂、热塑性聚氨酯、尼龙、聚乙烯、聚苯硫醚、间规聚苯乙烯等复合材料的研究进展。芳纶纤维的加入影响了基体树脂的力学性能。纤维表面经过改性后,复合材料的力学性能得到了改善。
关键词 芳纶纤维 聚对苯二甲酰对苯二胺 表面改性 复合材料
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微铣削加工芳纶纤维增强复合材料刀具磨损研究
4
作者 孙文龙 石文天 +1 位作者 刘玉德 袁美霞 《工具技术》 北大核心 2021年第10期35-40,共6页
采用微铣刀对芳纶纤维增强树脂基复合材料(AFRP)进行加工试验,对刀具磨损形式和形态进行系统研究,探索不同切削参数对刀具磨损的影响规律,分析微铣削AFRP时刀具磨损机理。结果表明:AFRP微铣削刀具主要磨损形式按顺序依次是刀尖破损、涂... 采用微铣刀对芳纶纤维增强树脂基复合材料(AFRP)进行加工试验,对刀具磨损形式和形态进行系统研究,探索不同切削参数对刀具磨损的影响规律,分析微铣削AFRP时刀具磨损机理。结果表明:AFRP微铣削刀具主要磨损形式按顺序依次是刀尖破损、涂层脱落、磨粒磨损和工件材料粘结。切削速度对刀具磨损影响最大,刀具磨损量随切削速度的增大而增大,且随切削体积增加刀具磨损率越高,V_(c)=34.56m/min时可获得较小的刀具磨损和较高的加工效率;进给速度影响次之,刀具磨损量随进给速度的增大而减小,V_(f)=0.09m/min时刀具磨损较小;铣削深度对刀具磨损影响很小。 展开更多
关键词 芳纶纤维增强复合材料 微铣削 刀具磨损 磨损类型 切削参数
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植物纤维增强PHBV和PBAT可降解复合材料研究进展 被引量：3
5
作者 魏风军 杨雪 《包装工程》 北大核心 2025年第1期28-39,共12页
目的植物纤维在增强可降解复合材料中的应用日益广泛,探讨植物纤维作为增强材料,在提升聚3-羟基丁酸-3-羟基戊酸共聚酯(PHBV)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)2种可降解复合材料综合性能中的优势与潜力。方法综述不同种类植物纤维增... 目的植物纤维在增强可降解复合材料中的应用日益广泛,探讨植物纤维作为增强材料,在提升聚3-羟基丁酸-3-羟基戊酸共聚酯(PHBV)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)2种可降解复合材料综合性能中的优势与潜力。方法综述不同种类植物纤维增强PHBV和PBAT可降解高分子材料的研究进展,对各种复合材料的综合性能进行分析比较,并对其应用性能和前景进行总结与展望。结果植物纤维作为增强材料在PHBV和PBAT可降解高分子材料中的应用具有显著的优势和潜力,通过合理的纤维选择和表面改性技术,可制备出综合性能优异的可降解复合材料,满足不同应用领域的需求。结论未来,植物纤维增强PHBV和PBAT可降解复合材料的研究应针对抗菌抗氧化、水气阻隔、阻燃抑燃等领域展开系列研究,制备集高强度、耐水性和功能性于一体的可降解复合材料,以推动植物纤维增强可降解复合材料在更多领域的广泛应用。 展开更多
关键词 植物纤维 增强改性 可降解材料 复合材料 力学性能
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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
6
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 碳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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金属与碳纤维增强热塑性复合材料连接研究进展
7
作者 檀财旺 刘浩然 +3 位作者 苏健晖 张雪妍 陈波 宋晓国 《航空制造技术》 北大核心 2025年第16期86-104,共19页
碳纤维增强热塑性树脂基复合材料(Carbon fiber-reinforced thermoplastic composites,CFRTP)作为新一代轻量化结构材料,凭借其优异的比强度、比模量及抗疲劳特性,已成为航空航天领域替代传统金属构件的战略材料。通过实现CFRTP与航空... 碳纤维增强热塑性树脂基复合材料(Carbon fiber-reinforced thermoplastic composites,CFRTP)作为新一代轻量化结构材料,凭借其优异的比强度、比模量及抗疲劳特性,已成为航空航天领域替代传统金属构件的战略材料。通过实现CFRTP与航空铝合金、钛合金等金属材料的可靠连接,可使结构件整体减重达30%~40%,同时兼具金属的高导热性和复合材料的耐腐蚀优势,这对提升飞行器推重比和燃油效率具有显著价值。由于异种材料之间理化性能差异较大,在生产过程中混合应用多种轻量化材料仍面临巨大挑战。本文总结了近年来金属与CFRTP连接技术的国内外研究成果,包括连接工艺、连接机制以及界面调控方法。首先介绍了金属/CFRTP主要连接工艺与研究进展,进一步概括了热连接界面改性的原理,并分别展开论述了金属与CFRTP界面机械嵌合调控与界面化学键合调控两种调控方法。最后,系统梳理并总结了当前金属与CFRTP连接研究进展与存在的关键问题,并对其未来的发展做出展望,为新一代航空航天装备的轻量化设计提供理论支撑和技术保障。 展开更多
关键词 轻量化 异种材料连接 碳纤维增强热塑性复合材料 热连接 界面调控
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碳纤维增强复合材料阻尼性能的研究进展
8
作者 孙国栋 吕龙飞 +5 位作者 解静 贾研 康凯 郑斌 尹昭怡 田清来 《材料导报》 北大核心 2025年第6期256-266,共11页
针对工程应用中不可避免的振动、冲击和噪声等引起的零件失效、精度下降和结构损伤等一系列负面影响,材料阻尼性能的研究和预测显得尤为重要。碳纤维增强复合材料作为结构材料,其阻尼性能受到国内外专家学者的广泛关注。本文阐述了碳纤... 针对工程应用中不可避免的振动、冲击和噪声等引起的零件失效、精度下降和结构损伤等一系列负面影响,材料阻尼性能的研究和预测显得尤为重要。碳纤维增强复合材料作为结构材料,其阻尼性能受到国内外专家学者的广泛关注。本文阐述了碳纤维增强复合材料的阻尼来源和预测阻尼性能的主要方法,以树脂基、陶瓷基、碳质基、金属基和夹层材料为例,介绍了国内外专家学者在基体改性、夹层材料和损伤破坏对碳纤维增强复合材料阻尼性能的影响方面的主要研究成果,并对碳纤维增强复合材料阻尼性能的研究进行了总结。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 阻尼性能 基体改性 夹层材料 损伤破坏
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碳纤维增强树脂复合材料制孔技术研究进展
9
作者 袁艳萍 郭筱然 +2 位作者 王文博 陈磊 汪洋 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第7期835-850,共16页
碳纤维增强树脂复合材料是以碳纤维为增强体、树脂为基体的复合材料,因其质量轻、耐腐蚀、抗疲劳等优良特性,逐渐替代了许多传统金属材料,广泛应用于航空航天、车辆制造、船舶运输等领域。碳纤维增强树脂复合材料的各向异性及非均质特... 碳纤维增强树脂复合材料是以碳纤维为增强体、树脂为基体的复合材料,因其质量轻、耐腐蚀、抗疲劳等优良特性,逐渐替代了许多传统金属材料,广泛应用于航空航天、车辆制造、船舶运输等领域。碳纤维增强树脂复合材料的各向异性及非均质特性给加工带来了极大挑战和困难,尤其是大型复合材料的连接装配避免不了小孔结构的加工,但是孔周围产生的应力集中会显著降低连接件的抗疲劳性能。基于此,该文系统综述了碳纤维增强树脂复合材料的制孔方法及其特点。首先,阐述了不同加工工艺下碳纤维增强树脂复合材料制孔的研究进展,并分析了不同工艺下产生的主要缺陷,包括孔的表面形貌特征(如边沿毛刺、撕裂、热影响区、表面粗糙度等)和孔的侧壁形貌特征(如纤维分层、孔锥度、侧壁粗糙度等)。其次,针对复材层板的强度和破坏模式,综述了孔加工对复材层板性能的影响。最后,总结和讨论了碳纤维增强树脂复合材料制孔技术的发展趋势和前景。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂复合材料 孔加工 缺陷 工艺研究 开孔拉伸 数值模拟
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具有结构健康监测功能的纤维增强聚合物基复合材料的研究现状 被引量：1
10
作者 杜厚义 赫玉欣 +4 位作者 黄烈然 高子昂 张瑞麟 刘虎 刘春太 《化工新型材料》 北大核心 2025年第1期9-14,共6页
纤维增强聚合物基复合材料以其优异的力学性能在许多行业中得到了广泛的应用。但由于纤维增强聚合物基复合材料本身的结构特点,以及所处环境和荷载情况的复杂性,对其整体性和耐久性进行分析比较困难。采用结构健康监测(SHM)技术对复合... 纤维增强聚合物基复合材料以其优异的力学性能在许多行业中得到了广泛的应用。但由于纤维增强聚合物基复合材料本身的结构特点,以及所处环境和荷载情况的复杂性,对其整体性和耐久性进行分析比较困难。采用结构健康监测(SHM)技术对复合材料的结构状况进行监测,提高了复合材料结构的安全性和可靠性,在许多行业得到了广泛的应用。综述了基于电阻传感的纤维增强聚合物基复合材料的SHM方式及其应用,并对纤维增强聚合物基复合材料SHM的发展进行了展望。 展开更多
关键词 纤维增强 聚合物复合材料 结构健康监测 应用
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连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料低成本制备工艺研究进展 被引量：1
11
作者 商剑钊 吴小飞 +5 位作者 曹晔洁 吕云蕾 李精鑫 王晶 董宁 刘永胜 《材料工程》 北大核心 2025年第1期15-27,共13页
连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温等优异性能,已被广泛应用于航空航天、国防军工和新兴民用等领域,但连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺大多存在成本较高、周期过长等问题,限制其应用和推广,发展低成本制备工艺... 连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温等优异性能,已被广泛应用于航空航天、国防军工和新兴民用等领域,但连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺大多存在成本较高、周期过长等问题,限制其应用和推广,发展低成本制备工艺是推动连续纤维增强陶瓷基复合材料广泛应用的关键。本文简要介绍了连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺现状,总结了反应熔渗、纳米浆料浸渗瞬时共晶、浆料浸渗结合热压等低成本工艺的研究现状,围绕制备工艺优化、复合材料微观结构和性能等方面进行综述,提出了低成本制备工艺的未来研究方向,如熔盐法制备超高温陶瓷界面和反应诱导相分离制备具有孔隙结构均匀的多孔基体,可显著提升连续纤维增强陶瓷基复合材料的综合性能。 展开更多
关键词 连续纤维增强陶瓷基复合材料 制备工艺 低成本 反应熔渗 纳米浆料浸渗瞬时共晶
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湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料力学性能退化机制及性能预测 被引量：1
12
作者 汪依宁 陈东东 +2 位作者 肖守讷 王明猛 何子坤 《材料导报》 北大核心 2025年第6期281-288,共8页
为了深入研究湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)力学性能退化行为,开展了30℃和50℃两种水温下CFRP材料的浸水老化试验,随后进行老化0、6、12、18、24、30 d后样件的拉伸和压缩性能测试,... 为了深入研究湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)力学性能退化行为,开展了30℃和50℃两种水温下CFRP材料的浸水老化试验,随后进行老化0、6、12、18、24、30 d后样件的拉伸和压缩性能测试,并结合SEM分析老化前后CFRP试件破坏形貌。基于有限元软件ABAQUS二次开发功能,构建了考虑湿热老化效应的层内断裂和层间分层失效的二维本构模型,并对老化前和饱和吸水状态下CFRP力学性能进行计算。结果表明:30℃和50℃两种温度下,CFRP吸湿行为均符合菲克定律;随温度提升和老化时间的延长,CFRP力学性能呈现出下降趋势。此外,相比拉伸性能,CFRP压缩性能受湿热环境影响更大,在50℃老化30 d后,CFRP压缩强度和模量降幅分别为39.3%和10.8%,远高于拉伸强度和模量的降幅(8.11%和7.08%)。分析原因是CFRP浸水老化过程中,水分子扩散会导致纤维-基体界面与基体性能恶化,而CFRP压缩性能对以上变化更敏感。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 湿热老化 力学性能 数值模拟
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纳米SiO_(2)仿生矿化增强竹纤维/聚乳酸复合材料界面性能 被引量：1
13
作者 张凯强 张双保 《林业科学》 北大核心 2025年第3期189-198,共10页
【目的】探究纳米SiO_(2)与多巴胺/聚乙烯亚胺仿生矿化改性界面增强机理,为改善竹塑复合材料界面相容性的改性新方法提供理论依据。【方法】以聚乳酸树脂为基体、竹纤维为增强材料,利用多巴胺/聚乙烯亚胺杂化聚合在竹纤维表面构筑功能涂... 【目的】探究纳米SiO_(2)与多巴胺/聚乙烯亚胺仿生矿化改性界面增强机理,为改善竹塑复合材料界面相容性的改性新方法提供理论依据。【方法】以聚乳酸树脂为基体、竹纤维为增强材料,利用多巴胺/聚乙烯亚胺杂化聚合在竹纤维表面构筑功能涂层,经“溶胶凝胶”制备纳米SiO_(2),通过静电作用诱导纳米SiO_(2)在竹纤维表面富集和生长,提高界面结合强度。采用傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射等分析改性前后纤维表面元素和纤维结晶结构变化,通过力学性能测试、扫描电子显微镜测试、热稳定性测试、差示扫描量热测试、动态热机械性能测试探究纳米SiO_(2)仿生矿化改性提升竹塑复合材料界面相容性的机理。【结果】经纳米SiO_(2)仿生矿化改性后的竹纤维表面Si元素含量明显增加,竹纤维结晶结构未发生改变。力学性能测试结果表明,纳米SiO_(2)仿生矿化改性后,复合材料的弯曲强度、拉伸强度和抗冲击强度分别提高18.99%、15.91%和34.34%。扫描电子显微镜测试结果表明,改性后复合材料界面处纤维被拔出现象减少,纤维表面更加粗糙,纤维与基体之间的界面结合更加紧密。热稳定性测试结果表明,纳米SiO_(2)引入使得纤维热降解温度向高温区移动,复合材料的初始降解温度和最大热降解速率温度分别提高22.81和11.54℃,复合材料的热稳定性增加。差示扫描量热测试结果表明,改性纤维与基体之间的相互作用增强,聚乳酸分子运动阻力增大、复合材料的结晶度降低、复合材料的熔融温度升高。动态热机械性能测试结果表明,改性后复合材料储能模量提高、损耗模量降低,说明复合材料内部缺陷减少,复合材料界面性能得到提高。【结论】纳米SiO_(2)仿生矿化改性在竹纤维表面形成SiO_(2)的有机-无机杂化改性网络,增强纤维与基体之间的机械锚合与化学键合作用,增加纤维与基体之间的界面结合力,复合材料的界面性能得到提升,界面相容性增强。 展开更多
关键词 竹纤维 纳米SiO_(2) 界面性能 增强机理 复合材料
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碳纤维增强聚酰亚胺复合材料摩擦学研究进展
14
作者 张伟臻 赵嘉玮 +3 位作者 黄逸伦 张琦 张师军 高达利 《化工新型材料》 北大核心 2025年第10期41-46,53,共7页
碳纤维增强聚酰亚胺(CF/PI)复合材料因其优异的耐高温性、力学强度及摩擦学性能,在航空航天、汽车轻量化等领域的高端摩擦部件中展现出重要应用潜力。系统综述了近年来CF/PI复合材料摩擦学性能的研究进展,重点探讨了CF表面改性处理、多... 碳纤维增强聚酰亚胺(CF/PI)复合材料因其优异的耐高温性、力学强度及摩擦学性能,在航空航天、汽车轻量化等领域的高端摩擦部件中展现出重要应用潜力。系统综述了近年来CF/PI复合材料摩擦学性能的研究进展,重点探讨了CF表面改性处理、多尺度协同增强复合材料和聚合物填充改性调控策略等对复合材料摩擦磨损行为及性能的影响,揭示了不同改性技术的适用特性及技术瓶颈,建立材料结构优化与摩擦学性能的构效关系,最后总结当前CF/PI复合材料在摩擦磨损领域应用中存在的问题,并对其未来发展进行展望。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 聚酰亚胺 摩擦学 碳纤维改性
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PCD刀具车削玻璃纤维增强复合材料的切削力研究
15
作者 韩剑平 黄树涛 +3 位作者 葛亮 施华 于晓琳 许立福 《工具技术》 北大核心 2025年第1期15-23,共9页
研究了PCD刀具车削玻璃纤维增强复合材料时切削用量对切削力的影响规律,并通过正交试验建立了切削力经验公式。研究结果表明:主切削力随切削速度的变化较小,切削合力和径向力随切削速度的增大而减小,轴向力总体随切削速度的增大而减小;... 研究了PCD刀具车削玻璃纤维增强复合材料时切削用量对切削力的影响规律,并通过正交试验建立了切削力经验公式。研究结果表明:主切削力随切削速度的变化较小,切削合力和径向力随切削速度的增大而减小,轴向力总体随切削速度的增大而减小;在进给量大于0.1 mm/r时,主切削力和切削合力随进给量的增大而增大,轴向力和径向力随进给量的变化较小;在进给量为0.05 mm/r时,由于刀刃刃口的挤压作用,使得各切削分力均较大;各切削分力和切削合力随背吃刀量的增大而增大,但在背吃刀量大于0.6 mm时,轴向力和径向力随背吃刀量的变化很小;所建立的切削力经验公式与实验结果具有较高的拟合度。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强复合材料 切削用量 切削力 PCD刀具
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短切芳纶纤维网纱层间增韧CF/EP复合材料结构与性能研究
16
作者 彭砚双 薛怿 +6 位作者 阳泽濠 赵庆志 张文强 冯阳阳 刘勇 张辉 俞建勇 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第5期15-21,37,共8页
为提高碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料的层间韧性,本文采用湿法成网工艺制备微纤化短切芳纶纤维网纱(short Aramid Fiber Veil,AFV)作为CF/EP的插层,研究了AFV面密度对其层间断裂韧性的影响,通过对CF/EP复合材料断面形貌进行观察,探究... 为提高碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料的层间韧性,本文采用湿法成网工艺制备微纤化短切芳纶纤维网纱(short Aramid Fiber Veil,AFV)作为CF/EP的插层,研究了AFV面密度对其层间断裂韧性的影响,通过对CF/EP复合材料断面形貌进行观察,探究其增韧机制。结果表明,经3 g/m^(2)AFV增韧的CF/EP复合材料的G_(ⅠC)值提升了60.6%,G_(ⅡC)值提升了69.7%,并且层间剪切性能也有所改善。结合SEM分析可知,微纤化短切芳纶纤维在受力时出现了纤维桥接、纤维拔出、纤维断裂和纵向撕裂等现象,使裂纹路径更加曲折,消耗更多能量,从而提升了CF/EP复合材料的层间韧性。 展开更多
关键词 微纤化短切芳纶纤维网纱 碳纤维/环氧树脂复合材料 层间断裂韧性 纤维桥接 纤维纵向撕裂
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碳纤维增强复合材料沟槽铣削缺陷及影响因素研究
17
作者 杨然杰 李佳慧 +3 位作者 葛亮 施华 杨文超 黄树涛 《工具技术》 北大核心 2025年第10期48-54,共7页
碳纤维增强复合材料凭借良好的性能,广泛应用在航空航天、汽车等领域,沟槽铣削是其重要的加工工序,但在铣削沟槽时极易产生撕裂、分层、毛刺等缺陷。本文应用PCD铣刀对CFRP进行沟槽铣削实验,研究沟槽端面缺陷的形成特点、机理及切削参... 碳纤维增强复合材料凭借良好的性能,广泛应用在航空航天、汽车等领域,沟槽铣削是其重要的加工工序,但在铣削沟槽时极易产生撕裂、分层、毛刺等缺陷。本文应用PCD铣刀对CFRP进行沟槽铣削实验,研究沟槽端面缺陷的形成特点、机理及切削参数和冷却条件的影响。结果表明:沟槽铣削端面缺陷主要为端面表层的撕裂,沟槽侧端面撕裂缺陷主要发生在铣刀相对工件端面转出一侧,底端面撕裂缺陷在沟槽铣入端和铣出端表现不同;撕裂因子F随切削速度的提升先增大后减小,随每齿进给量的增大而增大,每齿进给量相较于切削速度对撕裂缺陷最大影响深度和撕裂因子F的影响更为显著;以较低的每齿进给量铣削时改变冷却条件可以减少端面撕裂缺陷的面积。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 端面缺陷 沟槽铣削 PCD铣刀
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连续纤维增强复合材料增材制造在航空复合材料及构件研制中的应用与展望
18
作者 樊洁 王俊涛 +3 位作者 冯冰 闫敏 王春艳 范燕生 《航空制造技术》 北大核心 2025年第7期64-82,共19页
连续纤维增强复合材料增材制造作为近年来发展迅猛的一种关键先进技术,对航空复合材料及构件的研制产生深刻影响。本文介绍了连续纤维增材制造的基本概念和概况,具体阐述了连续纤维增强复合材料增材制造在国内外航空领域的研究和应用进... 连续纤维增强复合材料增材制造作为近年来发展迅猛的一种关键先进技术,对航空复合材料及构件的研制产生深刻影响。本文介绍了连续纤维增材制造的基本概念和概况,具体阐述了连续纤维增强复合材料增材制造在国内外航空领域的研究和应用进展。结合航空领域的应用需求,围绕材料、设计、制造等不同方面论述了提高连续纤维增材制造复合材料力学性能的手段,详细分析了数字仿真技术在连续纤维增材制造的设计、工艺和力学性能模拟等方面的研究现状,总结了连续纤维增材制造的技术发展趋势。最后,讨论了连续纤维复合材料增材制造对航空复合材料及构件研制产生的影响,从而为复合材料构件研制和航空应用提供重要支持。 展开更多
关键词 航空复合材料 构件研制 连续纤维增强复合材料增材制造 应用及展望
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基于MAT_58模型的碳纤维增强复合材料仿真参数捕捉与验证
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作者 邱星瀚 宋通 +3 位作者 张赛 王付胜 孟宪明 陈亚军 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期54-62,105,共10页
预测纤维增强复合材料层压板的失效行为在工程应用中具有重要价值。利用万能电子试验机、冲击试验机,对一种碳纤维增强复合材料层压板在LS-DYNA有限元分析软件中的*MAT_58模型材料参数进行捕捉和验证。结果表明:单单元测试明确了*MAT_5... 预测纤维增强复合材料层压板的失效行为在工程应用中具有重要价值。利用万能电子试验机、冲击试验机,对一种碳纤维增强复合材料层压板在LS-DYNA有限元分析软件中的*MAT_58模型材料参数进行捕捉和验证。结果表明:单单元测试明确了*MAT_58模型材料参数在本构模型中的物理意义;通过双边缺口拉伸试验结合Bazant裂纹带模型计算出四边形单元尺寸为2 mm时的等效失效应变ERODS为0.56;落锤冲击试验峰值力对ERODS高度敏感,试验与仿真力-位移曲线吻合良好,峰值力误差最小为5.22%,验证了ERODS参数捕捉的有效性;纤维方向强度对于落锤冲击过程中的力学响应行为影响最大,面内剪切强度影响次之,基体方向强度影响最小。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 有限元仿真 单单元测试 面内断裂韧性 冲击响应
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碳纤维增强复合材料反射镜制备与应用研究进展
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作者 吴迪 刘驻 +3 位作者 毕团利 程路超 刘震宇 章继峰 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第9期135-146,共12页
碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)因其高比刚度、低面密度和优异的热稳定性,成为大口径空间望远镜和自适应光学系统中反射镜轻量化设计的理想材料。本文系统综述了CFRP反射镜的设计与制造工艺进展、环境适应... 碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)因其高比刚度、低面密度和优异的热稳定性,成为大口径空间望远镜和自适应光学系统中反射镜轻量化设计的理想材料。本文系统综述了CFRP反射镜的设计与制造工艺进展、环境适应性研究及其在大型望远镜中的应用现状。通过优化铺层设计、改进固化工艺及表面处理技术,可有效抑制纤维透印(Fiber Print-Though,FPT)和固化残余应力引起的面形误差,使CFRP反射镜的面形精度达到λ/10级别(RMS)。然而,CFRP的吸湿性和热膨胀系数各向异性仍是制约其工程应用的关键问题。为此,本文进一步探讨了主动光学控制技术与CFRP反射镜的结合,使CFRP反射镜可根据力和环境变化调整面形,验证了其在可变形镜和大口径拼接镜中的应用潜力。未来需聚焦新型基体材料开发、多场耦合机理分析及长期服役性能评估,以推动CFRP反射镜在极端环境下的可靠应用。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 轻量化反射镜 环境适应性 主动光学反射镜
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