平纹增强热塑性PPS复合材料耐介质老化行为研究

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作者 王前文 张发 +1 位作者 陆振乾 周红涛 《东华大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期140-146,共7页

为研究平纹增强热塑性复合材料耐流体介质的老化行为,采用热模压工艺制备玻璃纤维和碳纤维平纹织物增强聚苯硫醚(PPS)复合材料,不同角度铺贴后热模压工艺进行成型。选取水、液压油、磷酸酯液压油/水混合液、燃油、丁酮5种液体,将复合材... 为研究平纹增强热塑性复合材料耐流体介质的老化行为,采用热模压工艺制备玻璃纤维和碳纤维平纹织物增强聚苯硫醚(PPS)复合材料,不同角度铺贴后热模压工艺进行成型。选取水、液压油、磷酸酯液压油/水混合液、燃油、丁酮5种液体,将复合材料分别在高温或常温下浸泡至饱和状态。结合大气环境构建交通运输领域常见的9种老化使用环境,以ASTM短梁剪切标准和面内剪切标准为依据,开展复合材料层间和面内剪切试验,评估其老化后性能衰退情况。结果显示,高温高湿环境对PPS复合材料层间和面内剪切性能均有明显的衰减作用,玻纤复材性能下降超50%,碳纤复材性能下降30%。液体介质浸透后,水对复合材料的强度影响最大,液压油、燃油和丁酮影响均较小,常温测试层间和面内剪切性能下降约10%。最后,老化机理分析可为热塑性复材应用场景开发提供数据参考。 展开更多

关键词 平纹织物 热塑性 聚苯硫醚(PPS)复合材料 耐介质老化 力学性能

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民机热塑性复合材料结构制造关键技术及应用进展

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作者 秦田亮 徐吉峰 +3 位作者 郭瑾 梁治国 徐燕 任学冲 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第20期118-133,共16页

高性能热塑性复合材料具有优异的抗冲击性能和损伤容限性能,具有较大的结构减重潜力,并且具有可焊接成型和可回收再利用的特性,是实现航空结构绿色发展、航空碳减排的新型材料。本文总结了近年来国内外关于热塑性复合材料预浸料技术、... 高性能热塑性复合材料具有优异的抗冲击性能和损伤容限性能,具有较大的结构减重潜力,并且具有可焊接成型和可回收再利用的特性,是实现航空结构绿色发展、航空碳减排的新型材料。本文总结了近年来国内外关于热塑性复合材料预浸料技术、成型技术、焊接技术和自动化装备等关键技术的种类和特点,分析了其关键影响因素和发展方向。基于热塑性复合材料的制造工艺特点,分析了不同制造工艺的适用对象,提出了热塑性复合材料应用于民机主承力结构的工艺选择建议。回顾了民机热塑性复合材料结构研究进展,结合国外技术研发经验展望了国内高性能热塑性复合材料研究的发展模式和趋势。 展开更多

关键词 热塑性复合材料 民用飞机材料 预浸料技术 成型技术 焊接技术

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关键紧固件缺失对复合材料翼根长桁连接结构影响

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作者 李星 聂磊 +2 位作者 郭瑾 雷安民 高晶晶 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第10期79-86,共8页

随着复合材料逐步应用于民机主承力结构,机翼-机身等重要连接结构的失效模式、传载规律研究愈发重要,然而对含损伤主承力连接结构的研究仍不充分。紧固件缺失作为一种潜在的关键失效形式,开展相关研究对进一步理解复合材料翼根连接结构... 随着复合材料逐步应用于民机主承力结构,机翼-机身等重要连接结构的失效模式、传载规律研究愈发重要,然而对含损伤主承力连接结构的研究仍不充分。紧固件缺失作为一种潜在的关键失效形式,开展相关研究对进一步理解复合材料翼根连接结构力学特性、保证民机结构安全具有重要意义。以民机复合材料机翼翼根长桁连接结构为研究对象,设计并制备完好试验件、关键紧固件缺失试验件,通过试验、仿真相结合的方法研究了关键紧固件缺失对试验件整体刚度、应变分布、钉载分配的影响。结果表明:关键紧固件(位于第1排)缺失后,翼根结构的连接刚度未发生显著变化;第1排紧固件位置的应变片数值变化在5%以内,第2~4排靠近缺失紧固件位置的应变片数值显著提高,最大分别提高22.1%、13.4%、9.1%;第1~3排靠近缺失紧固件位置的钉载显著提高,最大分别提高约15%、18%、12%,其他位置紧固件钉载提高均在5%~10%之间。关键紧固件缺失对水平三叉接头、对接带板的载荷分配基本未产生影响。 展开更多

关键词 复合材料 翼根连接 长桁对接 紧固件缺失

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复合材料在大飞机主承力结构上的应用与发展趋势 被引量：38

4

作者 马志阳 高丽敏 徐吉峰 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第11期24-30,共7页

大飞机的主承力结构件采用复合材料制造已成趋势,介绍了波音公司、空客公司和中国商飞等民机主制造商在飞机主承力结构上应用复合材料的情况。目前,复合材料主承力结构件具有大型化和整体化的特点,已从预浸料手工铺贴和自动铺带转向纤... 大飞机的主承力结构件采用复合材料制造已成趋势,介绍了波音公司、空客公司和中国商飞等民机主制造商在飞机主承力结构上应用复合材料的情况。目前,复合材料主承力结构件具有大型化和整体化的特点,已从预浸料手工铺贴和自动铺带转向纤维自动铺放技术。以复合材料液体成型技术为代表的非热压罐工艺以低设备投入、低能耗、低制造成本、易于复杂型面成型和整体化成型的优势逐渐得到了重视。 展开更多

关键词 复合材料 大飞机 主承力结构 制造技术 主制造商

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湿热环境对T800S/M21碳纤维复合材料基体主导力学性能的影响研究 被引量：1

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作者 陈程 李晨 +2 位作者 王岩 高丽敏 徐吉峰 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第5期100-106,共7页

以T800S/M21碳纤维复合材料为研究对象,在三种吸湿调控与两种试验温度的湿热环境组合下,开展90°拉伸、±45°拉伸以及Ⅰ型与Ⅱ型层间断裂等基体主导力学性能影响试验。研究了湿热环境对基体拉伸及面内剪切模量与强度的影响... 以T800S/M21碳纤维复合材料为研究对象,在三种吸湿调控与两种试验温度的湿热环境组合下,开展90°拉伸、±45°拉伸以及Ⅰ型与Ⅱ型层间断裂等基体主导力学性能影响试验。研究了湿热环境对基体拉伸及面内剪切模量与强度的影响,获得了湿热环境对层间性能G_(Ⅰc)与G_(Ⅱc)的影响。基于±45°拉伸与裂纹观察试验,获得了剪切刚度退化与厚度面裂纹数量演化规律,并分析了吸湿调控对引起剪切刚度退化的损伤机理影响。结果表明:湿热环境对T800S/M21复合材料基体主导的拉伸与剪切性能产生显著的折减影响,也对层间性能产生退化影响。湿热环境对面内剪切非线性特征产生一定弱化影响,吸湿加速了宏观裂纹产生与剪切刚度退化进程,导致宏观裂纹产生了比微观裂纹更加显著的刚度折减贡献。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 面内剪切性能 湿热环境 损伤机理

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连续纤维增强热塑性复合材料增材制造现状及应用前瞻

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作者 葛增如 刘建光 +1 位作者 彭俊阳 张嘉振 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第20期148-161,共14页

连续纤维增强聚合物复合材料(CFRPCs)具有重量轻、比强度高、模量高等优点,已广泛应用于航空航天领域。但是CFRPs的制造成本一直居高不下,增材制造技术的出现为复杂复合材料结构的设计和高性能、低成本制造开辟了新的方向。综述了CFRPC... 连续纤维增强聚合物复合材料(CFRPCs)具有重量轻、比强度高、模量高等优点,已广泛应用于航空航天领域。但是CFRPs的制造成本一直居高不下,增材制造技术的出现为复杂复合材料结构的设计和高性能、低成本制造开辟了新的方向。综述了CFRPCs的增材制造技术带来的设计变革、材料体系、工艺进展,并剖析了挤出成型增材制造CFRPCs的性能缺陷,通过相关文献进一步分析了挤出成型增材制造工艺、组织和性能三者之间的影响关系,对提高增材制造CFRPCs的性能提供了参考方向。此外,还对增材制造CFRPCs的典型应用和未来前景进行了总结,增材制造技术将为推动复合材料在航空航天领域的应用持续发挥重要作用。 展开更多

关键词 增材制造(AM) 材料挤出 连续纤维增强聚合物复合材料(CFRPCs) 工艺–组织–性能 航空航天

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考虑壁板刚度匹配的大型飞机复合材料机翼气动弹性优化设计 被引量：5

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作者 肖志鹏 钱文敏 周磊 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1629-1635,共7页

针对大型飞机复合材料机翼,发展了一种考虑壁板刚度匹配的气动弹性优化设计方法。基于敏度算法,以结构质量最小化为目标,以壁板刚度匹配、颤振速度、翼尖变形、设计许用值、工艺性等为约束,在严重载荷状态下设计复合材料机翼结构,研究... 针对大型飞机复合材料机翼,发展了一种考虑壁板刚度匹配的气动弹性优化设计方法。基于敏度算法,以结构质量最小化为目标,以壁板刚度匹配、颤振速度、翼尖变形、设计许用值、工艺性等为约束,在严重载荷状态下设计复合材料机翼结构,研究不同壁板刚度匹配要求对于优化设计结果的影响,并与传统优化设计结果进行比较。结果表明:考虑壁板刚度匹配需要付出一定的结构质量,但对局部稳定性设计、损伤容限设计和大型复合材料壁板制造有利;壁板刚度匹配设计范围对于优化设计结果影响显著,需要根据设计和制造要求合理确定;压缩设计许用值是影响复合材料机翼气动弹性优化设计的关键约束。 展开更多

关键词 复合材料机翼 壁板刚度匹配 气动弹性 颤振 结构优化

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弹靶作用过程中陶瓷基复合材料的表面驻留行为 被引量：2

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作者 高举斌 王扬卫 +1 位作者 王富耻 孙见卓 《航空制造技术》 2017年第4期92-96,共5页

为提高陶瓷基复合材料在轻质装甲结构设计中应用的可行性,研究陶瓷基复合材料在抵抗弹体撞击时的表面驻留性能,进而探索其抗弹性能,旨在丰富和完善陶瓷基复合装甲材料的抗弹机理。采用数模模拟方法对弹体撞击SiC-Al陶瓷基复合材料表面... 为提高陶瓷基复合材料在轻质装甲结构设计中应用的可行性,研究陶瓷基复合材料在抵抗弹体撞击时的表面驻留性能,进而探索其抗弹性能,旨在丰富和完善陶瓷基复合装甲材料的抗弹机理。采用数模模拟方法对弹体撞击SiC-Al陶瓷基复合材料表面驻留过程开展了深入研究,探索了复合材料的表面驻留行为,对比分析了复合材料和陶瓷材料表面驻留过程中应力水平和损伤演化过程。结果表明:复合材料表面驻留耗能为845J,比B_4C、SiC、AD99Al_2O_3陶瓷材料分别提高约46.0%、30.2%、35.7%;完全损伤的复合材料仍具有较一般陶瓷材料更高的承载能力,延长其驻留持续时间;复合材料损伤演化形式与陶瓷材料差异较大,导致损伤耗能占总驻留耗能的比例达到23.9%,比陶瓷材料提高了2倍多。 展开更多

关键词 表面驻留 陶瓷基复合材料 损伤演化 耗能 完全损伤强度

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数字图像相关技术在多孔气凝胶基复合材料弹性力学常数识别中的应用 被引量：10

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作者 刘刘 姬晓慧 +2 位作者 郝自清 曲宏亮 贺体人 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1033-1042,共10页

采用数字图像相关技术(digital image correlation,DIC)结合有限元模型修正技术(FEMU),通过2维编织高铝纤维增强多孔气凝胶基复合材料正轴及偏轴拉伸实验,同时识别获得了材料面内多个工程弹性常数.通过力学实验结合有限元数值虚拟实验,... 采用数字图像相关技术(digital image correlation,DIC)结合有限元模型修正技术(FEMU),通过2维编织高铝纤维增强多孔气凝胶基复合材料正轴及偏轴拉伸实验,同时识别获得了材料面内多个工程弹性常数.通过力学实验结合有限元数值虚拟实验,研究了识别过程中目标函数构成、优化方法、参数初值、位移场随机误差水平对识别结果和效率的影响.研究表明针对2维编织多孔气凝胶基复合材料,选取DIC实测位移和有限元数值计算位移的方差作为目标函数,通过L-M非线性最小二乘优化方法,计算参数敏感度矩阵,可同时识别获得多个加载面内材料力学性能参数,识别效率高,识别过程对参数初值、位移场随机误差水平不敏感,鲁棒性好. 展开更多

关键词 多孔气凝胶基复合材料 数字图像相关技术 有限元模型修正 参数识别 L-M非线性最小二乘优化

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碳纤维增强复合材料层压板的热膨胀系数测量及理论计算方法 被引量：9

10

作者 邱雪琼 陈琳 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2021年第7期28-32,104,共6页

随着复合材料在飞机结构中的应用增加,复合材料与金属混杂结构中复合材料与金属材料的热膨胀系数不匹配带来的热应力问题越来越不容忽视。为了分析结构中的热应力,材料的热膨胀系数必不可少,而复合材料热膨胀系数的各向异性、铺层依赖... 随着复合材料在飞机结构中的应用增加,复合材料与金属混杂结构中复合材料与金属材料的热膨胀系数不匹配带来的热应力问题越来越不容忽视。为了分析结构中的热应力,材料的热膨胀系数必不可少,而复合材料热膨胀系数的各向异性、铺层依赖性以及纤维方向的低热膨胀率给其热膨胀系数的测量及层压板的热膨胀系数计算带来不便。依据ASTM E831标准和ASTM E289标准,分别采用热机械分析和剪切散斑干涉两种方法,测量了不同铺层T800级碳纤维增强复合材料层压板的热膨胀系数。研究了各种铺层层压板的热膨胀系数规律,给出了复合材料层压板面内热膨胀系数的理论计算公式。此研究结果有利于飞机结构设计阶段有限元分析中复合材料层压板热膨胀系数的快速计算。 展开更多

关键词 碳纤维增强复合材料 层压板 热膨胀系数 剪切散斑干涉 热机械分析法

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激光超声技术在航空复合材料无损检测中的应用 被引量：19

11

作者 胡婷萍 高丽敏 杨海楠 《航空制造技术》 2018年第19期50-57,共8页

随着复合材料在航空上的广泛应用,激光超声检测技术作为一种新兴无损检测手段,在复合材料检测方面的优势逐渐凸显。对激光超声检测技术原理和应用特点进行了分析,提出了民机复合材料对激光超声检测技术的应用需求,介绍了激光超声检测技... 随着复合材料在航空上的广泛应用,激光超声检测技术作为一种新兴无损检测手段,在复合材料检测方面的优势逐渐凸显。对激光超声检测技术原理和应用特点进行了分析,提出了民机复合材料对激光超声检测技术的应用需求,介绍了激光超声检测技术在层压板结构、复杂形状复合材料、蜂窝结构、热塑性复合材料、复合材料孔隙率检测的应用进展,还简要分析了激光超声技术的成本和经济效益。最后评述了现有技术存在的问题及发展趋势,为激光超声检测技术在飞机复合材料检测领域的研究与应用提供一定的参考和借鉴。 展开更多

关键词 航空 无损检测 激光超声 复合材料 损伤

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先进复合材料液体成型工艺多尺度树脂流动数值模拟研究 被引量：4

12

作者 李晨 秦晓陈 +2 位作者 陈程 高丽敏 徐吉峰 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第16期78-84,共7页

复合材料液体成型技术是一种高效、低成本且环保的复合材料制件成型工艺。针对复合材料液体成型工艺树脂浸渍过程进行研究,采用有限元方法建立了多尺度树脂流动数值模拟模型,在微观和介观尺度对关键参数渗透率进行预报并与经典公式和文... 复合材料液体成型技术是一种高效、低成本且环保的复合材料制件成型工艺。针对复合材料液体成型工艺树脂浸渍过程进行研究,采用有限元方法建立了多尺度树脂流动数值模拟模型,在微观和介观尺度对关键参数渗透率进行预报并与经典公式和文献中结果进行对比,在宏观尺度上将数值模拟结果与试验结果进行对比。在微观、介观及宏观各尺度下的对比验证,均取得了比较可靠准确的模拟结果,表明了研究方法的有效性和工程适用性。 展开更多

关键词 复合材料 液体成型 渗透率 树脂浸渍 数值模拟

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非对称复杂泡沫夹芯复合材料VARI成型工艺设计与验证 被引量：4

13

作者 刘亚男 刘晨晓 +2 位作者 李永行 原崇新 董青海 《玻璃钢／复合材料》 CAS 北大核心 2019年第8期104-108,共5页

针对一种民用飞机整流罩结构件,采用PAM-RTM辅助进行了非对称泡沫夹层复合材料结构的真空辅助液体成型工艺流道设计与优化,通过对比分析不同的流道设计方案,获取了非对称带开口的复杂泡沫夹层复合材料结构液体成型注胶过程中树脂的流动... 针对一种民用飞机整流罩结构件,采用PAM-RTM辅助进行了非对称泡沫夹层复合材料结构的真空辅助液体成型工艺流道设计与优化,通过对比分析不同的流道设计方案,获取了非对称带开口的复杂泡沫夹层复合材料结构液体成型注胶过程中树脂的流动规律,形成了优选注胶方案,并进行了实际工艺验证。最后,对试验件成型质量进行了检测,无损检测结果表明试验件成型质量良好,没有超标缺陷。研究结果可为复杂泡沫夹层结构液体成型技术在民机结构上的应用奠定技术基础。 展开更多

关键词 泡沫夹芯 复合材料 PAM-RTM 树脂灌注

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先进复合材料VARTM工艺树脂流动数值模拟研究 被引量：4

14

作者 李晨 黄甲 +1 位作者 陈程 高丽敏 《航空制造技术》 2020年第5期68-73,共6页

复合材料液体成型技术是一种低成本、高效率的复合材料制造工艺。基于理查德方程和一种轮廓函数建立了一种预报VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding)工艺充模过程中不饱和流动情况下的树脂流动前沿特性和压强场的方法。采用CO... 复合材料液体成型技术是一种低成本、高效率的复合材料制造工艺。基于理查德方程和一种轮廓函数建立了一种预报VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding)工艺充模过程中不饱和流动情况下的树脂流动前沿特性和压强场的方法。采用COMSOL Multiphysics软件进行有限元数值模拟,提出浸润比参数λ,将不同时刻的数值模拟结果与试验结果进行量化对比,良好的对比结果证明了该方法的可靠性。 展开更多

关键词 复合材料 液体成型 渗透率 树脂浸渍 充模过程 数值模拟

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基于模型定义的复合材料旁路挤压试验压缩夹具参数化设计 被引量：2

15

作者 李晨 陈程 +1 位作者 金沙亮 高丽敏 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期25-31,共7页

针对民用飞机复合材料许用值试验开展中需要设计大量构型类似而繁杂的试验夹具,为提高夹具设计的效率和准确性、促进设计的标准化,本文总结了ASTM标准中复合材料旁路挤压试验的压缩试验夹具构型设计和制造等相关信息,采用包含基于模型... 针对民用飞机复合材料许用值试验开展中需要设计大量构型类似而繁杂的试验夹具,为提高夹具设计的效率和准确性、促进设计的标准化,本文总结了ASTM标准中复合材料旁路挤压试验的压缩试验夹具构型设计和制造等相关信息,采用包含基于模型的定义(Model Based Definition,MBD)信息的CATIA二次开发方法,提出了一个复合材料旁路挤压试验夹具参数化设计方法,实现了含设计制造信息的试验夹具装配体模型的快速准确建立。结果表明:含设计制造信息的试验夹具装配体设计的关键尺寸链参数为试验件孔径D和试验件宽度W。采用本文方法参数化设计的试验夹具符合ASTM关于复合材料许用值试验标准规定的夹具设计准确性和标准化的要求并缩短了设计周期。 展开更多

关键词 基于模型的定义 旁路挤压试验 压缩夹具 CATIA二次开发

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碳纤维增强树脂基复合材料层合板的传热性能研究 被引量：4

16

作者 邱雪琼 金熠 陈琳 《航空制造技术》 2020年第19期91-95,102,共6页

随着复合材料在飞机结构中的应用增加,复合材料与金属混杂结构中的热应力问题越来越受到重视。为了分析结构中的热应力,准确的结构温度场必不可少,而材料的传热性能参数对结构温度场的分析至关重要。复合材料传热性能的各向异性,以及铺... 随着复合材料在飞机结构中的应用增加,复合材料与金属混杂结构中的热应力问题越来越受到重视。为了分析结构中的热应力,准确的结构温度场必不可少,而材料的传热性能参数对结构温度场的分析至关重要。复合材料传热性能的各向异性,以及铺层依赖性,给传热性能测量带来不便。依据ASTM E1461标准,设计了不同铺层的试验件,采用闪光法测量T800级碳纤维增强树脂基复合材料层合板沿厚度方向和面内方向的热传导率。研究各种铺层层合板的热传导率规律,验证了复合材料层合板面内方向热传导率的热叠层理论计算公式。此研究结果可应用于碳纤维增强树脂基复合材料层合板热传导率的快速计算。 展开更多

关键词 碳纤维增强复合材料 层合板 热传导率 闪光法 热叠层理论

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复合材料管道连接件真空辅助成型工艺树脂流动研究 被引量：3

17

作者 王长春 刘建光 +1 位作者 岳广全 赵清华 《航空制造技术》 2017年第16期53-57,共5页

对采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺(VARTM)制造复合材料管道连接件的树脂流动过程进行分析,考虑树脂注模工况下的注射口和出射口位置,采用有限元/控制体积方法分别模拟了4种可能树脂注模方式所需工艺时间和树脂流动前锋形状,并确定了... 对采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺(VARTM)制造复合材料管道连接件的树脂流动过程进行分析,考虑树脂注模工况下的注射口和出射口位置,采用有限元/控制体积方法分别模拟了4种可能树脂注模方式所需工艺时间和树脂流动前锋形状,并确定了合适的注模方式。模拟结果表明:与点注射的树脂注模方式相比,线注射方式可以得到更均匀的树脂流动前锋;进而采用线注射-线出射树脂注模方式能够有效浸润织物。采用模拟所得注模方式开展了VARTM工艺试验,制造了复合材料管道连接件缩比件和整体连接件筒构件,所得试验结果与数值模拟结果一致,验证了模拟结果的可靠性。 展开更多

关键词 复合材料 管道连接件 VARTM工艺 树脂流动 数值模拟

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民机复合材料自动铺丝液体成型工艺过程若干数字孪生关键技术探讨 被引量：1

18

作者 李晨 秦田亮 +4 位作者 贾西文 王岩 陈程 高丽敏 徐吉峰 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第21期46-57,共12页

基于数字孪生的概念和原理,针对当前具有广阔发展前景的民机复合材料构件制造技术——复合材料自动铺丝液体成型工艺(Automatic fiber placement based liquid composite molding,AFP–LCM)进行了研究。通过对复合材料自动铺丝液体成型... 基于数字孪生的概念和原理,针对当前具有广阔发展前景的民机复合材料构件制造技术——复合材料自动铺丝液体成型工艺(Automatic fiber placement based liquid composite molding,AFP–LCM)进行了研究。通过对复合材料自动铺丝液体成型工艺关键环节的梳理分析,阐述了建立面向民机复合材料构件制造数字孪生体亟待解决的若干关键技术与思路,提出了一种基于数字孪生的民机复合材料结构制造技术体系架构,并从技术层面和政策层面探讨了该技术落地所面临的关键问题,为数字孪生技术在民机复合材料制造领域深入实践提供策略。 展开更多

关键词 复合材料 结构制造 自动铺丝–液体成型(AFP–LCM) 数字孪生 工艺孪生体

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复合材料带填充钉孔层压板拉伸载荷下损伤特性分析 被引量：1

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作者 张幻实 张发 +1 位作者 高丽敏 贾银磊 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第3期89-94,共6页

复合材料填充钉孔层压板常用于机械连接设计中,考虑了开孔处的螺栓约束和层压板钉孔周边区域挤压变形的旁路失效问题,主要用于飞机复合材料结构的强度许用值设计,在航空航天等领域受到日益广泛的应用。为比较依据不同失效准则开展的复... 复合材料填充钉孔层压板常用于机械连接设计中,考虑了开孔处的螺栓约束和层压板钉孔周边区域挤压变形的旁路失效问题,主要用于飞机复合材料结构的强度许用值设计,在航空航天等领域受到日益广泛的应用。为比较依据不同失效准则开展的复合材料带填充钉孔层压板拉伸损伤扩展失效特性,利用ABAQUS有限元软件,建立了二维和三维有限元模型,建模中考虑了材料非线性行为和失效判断等基本问题,基于Hashin准则和LaRC05准则对相应铺层顺序的含填充钉孔复合材料层压板进行了静态拉伸数值模拟,根据ASTM D6742进行了填充钉孔层压板单轴拉伸试验,将数值模拟结果与试验结果进行对比,数值模拟结果较好地模拟了含填充钉孔复合材料层压板的拉伸渐进失效模式,具有良好的工程应用意义。 展开更多

关键词 复合材料层压板 扩展有限元法 LaRC05准则 Hashin准则 拉伸破坏 损伤特性

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基于P单元复合材料胶接修理胶层应力分析 被引量：1

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作者 王专利 张发 +1 位作者 王亮 陈宁 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2021年第6期39-44,共6页

胶接修理是复合材料常见的一种修理方法,准确分析修理胶层应力一直是一个难题。传统有限元方法基于h单元(不高于2阶单元)用于复合材料层压板胶接修理面临长宽比值过高的问题,为了提高计算精度,需要花费巨大精力细化网格。先进有限元方... 胶接修理是复合材料常见的一种修理方法,准确分析修理胶层应力一直是一个难题。传统有限元方法基于h单元(不高于2阶单元)用于复合材料层压板胶接修理面临长宽比值过高的问题,为了提高计算精度,需要花费巨大精力细化网格。先进有限元方法采用P单元(可高达8阶单元)可实现单元长宽比200∶1以上,非常适合复合材料层压板胶接修理分析。本文对比层压板阶梯式挖补胶接修理工程简化分析方法,采用StressCheck软件P单元进行胶层剪应力和剥离应力分析。对比结果表明,基于P单元的有限元法因考虑了各台阶载荷偏心引起的附加弯矩,胶层应力结果更加真实,可以应用于工程分析。 展开更多

关键词 复合材料 胶接 挖补修理 剪切应力 剥离应力

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