无人机超轻碳纤维复合材料结构件成型技术研究

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作者 孔娜 王增加 +2 位作者 王希杰 王华 师慧 《宇航材料工艺》 CSCD 北大核心 2024年第6期65-70,共6页

以国家某重点项目平流层长航时固定翼无人机项目为依托,研究无人机机翼结构件的成型技术。在保证无人机机翼结构强度、刚度、稳定性的前提下,通过外模压内气压的加压方式并结合热板烘箱加热技术固化成型碳纤维复合材料泡沫夹芯结构主梁... 以国家某重点项目平流层长航时固定翼无人机项目为依托,研究无人机机翼结构件的成型技术。在保证无人机机翼结构强度、刚度、稳定性的前提下,通过外模压内气压的加压方式并结合热板烘箱加热技术固化成型碳纤维复合材料泡沫夹芯结构主梁和前缘;对主梁产品进行加载试验和有限元分析,根据分析结果对主梁产品表面补强。结果表明,补强后的主梁产品可满足2.5倍额定载荷要求,同时可承受102 N·m扭矩,且总重7.2 kg,前缘产品重0.19 kg,实现机翼结构部件的轻量化;本文研制产品满足各项技术指标,为超轻碳纤维复合材料结构件的成型提供新的技术手段。 展开更多

关键词 无人机 超轻 碳纤维复合材料 成型技术

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蜂窝夹层结构复合材料及其研究进展 被引量：10

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作者 张剑军 刘建军 韩笑 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期253-258,共6页

综述了蜂窝夹层结构蜂窝芯子、面板、胶黏剂等各部分组成的主要特点,并对蜂窝夹层结构成型及力学性能研究的进展进行了总结。

关键词 蜂窝夹层结构 组成 成型 力学性能

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一种大型碳纤维复合材料桁架结构的设计与研制 被引量：8

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作者 王增加 刘建军 +3 位作者 韩笑 王希杰 李辅安 周玉玺 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期71-74,共4页

从某临近空间浮空器的裙体复合材料桁架结构的需求出发,研发设计了一种大型环形碳纤维复合材料桁架结构,该桁架主体结构采用高性能碳纤维复合材料圆弧管,接头采用全复合材料设计,连接采用榫卯+粘结+螺栓连接的组合连接方式。同时,对复... 从某临近空间浮空器的裙体复合材料桁架结构的需求出发,研发设计了一种大型环形碳纤维复合材料桁架结构,该桁架主体结构采用高性能碳纤维复合材料圆弧管,接头采用全复合材料设计,连接采用榫卯+粘结+螺栓连接的组合连接方式。同时,对复合材料圆弧管和接头的制造工艺进行了研究,研发制作了直径4.5m、15m、30m的裙体复合材料桁架结构,并配合完成2万m平流层试飞,获得圆满成功。该桁架产品的结构设计和复合材料制作工艺应用于某载人飞艇的复合材料骨架的设计和研制中,获得良好效果。 展开更多

关键词 桁架 碳纤维复合材料 接头 成型工艺 通用航空器

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复合材料桁架结构成型研究进展

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作者 王琪 刘建军 韩笑 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期229-232,236,共5页

桁架结构在航空航天和建筑工业领域有着广泛的应用。复合材料桁架结构在充分发挥复合材料低密度、高比强度、高比模量、耐腐蚀和抗疲劳等优异性能的基础上,不仅可以减轻构件质量,还能够增加有效载荷,因此在研究与应用方面日益得到重视... 桁架结构在航空航天和建筑工业领域有着广泛的应用。复合材料桁架结构在充分发挥复合材料低密度、高比强度、高比模量、耐腐蚀和抗疲劳等优异性能的基础上,不仅可以减轻构件质量,还能够增加有效载荷,因此在研究与应用方面日益得到重视。介绍了组成复合材料桁架的杆件、接头的典型成型工艺方法,比较了复合材料桁架结构中常见连接方式的优缺点。 展开更多

关键词 复合材料 桁架 成型工艺 连接

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碳纤维层叠布用缝纫机的改进设计与三维仿真 被引量：6

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作者 范晓健 李晶 +2 位作者 刘红卫 王善凯 孙晓盼 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期141-144,共4页

为有效减少碳纤维层叠布缝纫过程中的断线问题,改进了用于碳纤维层叠布缝制的缝纫机。改进的理论依据是执行构件叉与圆周期性地挑动缝纫线使缝纫线放松,配合缝纫针完成缝纫工作,减少缝纫线在缝纫时的切应力,减少缝纫过程中断线,保持缝... 为有效减少碳纤维层叠布缝纫过程中的断线问题,改进了用于碳纤维层叠布缝制的缝纫机。改进的理论依据是执行构件叉与圆周期性地挑动缝纫线使缝纫线放松,配合缝纫针完成缝纫工作,减少缝纫线在缝纫时的切应力,减少缝纫过程中断线,保持缝纫的连贯性。基于Pro/Engineer软件对改进机构进行三维建模、装配,参数化设计了改进机构中的齿轮、凸轮、拨线叉、拨线杆等关键构件,利用其机构模块对改进机构中的执行构件拨线叉与拨线杆进行位移、速度、加速度分析。结果表明,改进机构运行平稳,满足预期设计要求。改进后机构可降低断线率,提高生产效率。 展开更多

关键词 碳纤维层叠布 缝纫机改进设计 三维仿真 构件运动分析

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基于虚拟样机的引纬机构的结构优化 被引量：5

6

作者 唐朝飞 李晶 +2 位作者 张利锋 刘建军 刘红卫 《西安工程大学学报》 CAS 2016年第4期416-420,共5页

针对国产剑杆织机性能偏低等问题,利用虚拟样机技术,在Pro/E中构造空间连杆引纬机构实体模型,再运用大型有限元分析软件ANSYS和机械动力学分析软件ADAMS进行分析研究,对空间连杆引纬机构关键构件进行结构优化.结果表明,优后后的引纬机... 针对国产剑杆织机性能偏低等问题,利用虚拟样机技术,在Pro/E中构造空间连杆引纬机构实体模型,再运用大型有限元分析软件ANSYS和机械动力学分析软件ADAMS进行分析研究,对空间连杆引纬机构关键构件进行结构优化.结果表明,优后后的引纬机构质量减轻、刚度增加,性能得到了改善. 展开更多

关键词 碳纤维 空间连杆 引纬机构 虚拟样机

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纺丝牵伸对PAN基碳纤维原丝性能影响及牵伸工艺研究 被引量：1

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作者 王增加 周玉玺 +3 位作者 韩笑 王华 沈涛 李靖宇 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期143-146,共4页

对三元聚合、四元聚合和四元氨化聚合三种配方的纺丝液纺丝牵伸工艺进行了研究,利用金相显微镜、电子万能试验机、X射线衍射(XRD)等设备方法表征原丝的微观结构、力学性能和取向度等。结果表明:四元共聚纺丝液的可牵伸性最好,最大牵伸... 对三元聚合、四元聚合和四元氨化聚合三种配方的纺丝液纺丝牵伸工艺进行了研究,利用金相显微镜、电子万能试验机、X射线衍射(XRD)等设备方法表征原丝的微观结构、力学性能和取向度等。结果表明:四元共聚纺丝液的可牵伸性最好,最大牵伸倍率可达12倍,三元次之,四元经氨化后牵伸性明显下降较多。改变牵伸,对原丝断面基本无影响。提高原丝纺丝牵伸倍率,原丝的单丝强度、模量、单丝密度、沸水收缩呈上升趋势,断裂延伸率呈下降趋势。牵伸有利于提高原丝的取向度。水洗→牵伸、牵伸→水洗→牵伸和牵伸→水洗工艺3种纺丝工艺,水洗→牵伸相对可获得性能较好的原丝,炭化后碳纤维强度较高。 展开更多

关键词 PAN基碳纤维 原丝 纺丝牵伸 牵伸倍率 氨化 取向度

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二元氨化聚丙烯腈碳纤维制备及性能的研究 被引量：1

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作者 赵晓莉 齐暑华 +2 位作者 刘建军 张雪娇 韩笑 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期76-78,共3页

以二甲基亚砜为溶剂,偶氮二异丁腈为引发剂,丙烯腈(AN)和氨化的衣康酸(IA)为聚合物单体进行二元自由基均相溶液聚合,合成了聚丙烯腈(PAN)纺丝溶液,经湿法纺丝制得PAN原丝,经预氧化和碳化得到氨化的PAN基碳纤维。采用扫描电镜、广角X射... 以二甲基亚砜为溶剂,偶氮二异丁腈为引发剂,丙烯腈(AN)和氨化的衣康酸(IA)为聚合物单体进行二元自由基均相溶液聚合,合成了聚丙烯腈(PAN)纺丝溶液,经湿法纺丝制得PAN原丝,经预氧化和碳化得到氨化的PAN基碳纤维。采用扫描电镜、广角X射线衍射、动态机械法和电子万能机等表征方法对PAN原丝和PAN碳纤维的性能进行了表征。结果表明:IA经氨化后制得β-衣康酸,以β-衣康酸为聚合单体制备的二元PAN基原丝的拉伸性能更优异。 展开更多

关键词 聚丙烯腈基碳纤维 二元 原丝 聚合 纺丝液 氨化

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AZ31镁合金表面浸锌过程中混合电势与覆盖度关系研究

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作者 邓娟利 赵晓莉 +2 位作者 周传哲 黎德育 李宁 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期19-22,27,共5页

采用电势-时间曲线、Tafel曲线、扫描电镜(SEM)研究了AZ31镁合金表面浸锌过程中锌结晶的形成及混合电势(Eg)与覆盖度(θ)关系。结果表明:镁合金基体与浸锌液接触瞬间,锌在镁合金上的覆盖率即可达到0.983,在浸锌400s之后,锌的覆盖率接近... 采用电势-时间曲线、Tafel曲线、扫描电镜(SEM)研究了AZ31镁合金表面浸锌过程中锌结晶的形成及混合电势(Eg)与覆盖度(θ)关系。结果表明:镁合金基体与浸锌液接触瞬间,锌在镁合金上的覆盖率即可达到0.983,在浸锌400s之后,锌的覆盖率接近于1,浸锌反应达到平衡。同时求解出混合电势及覆盖率随浸锌时间的变化关系式,并探讨了AZ31镁合金表面浸锌过程。 展开更多

关键词 AZ31镁合金 浸锌 混合电势 覆盖度 机理

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PAN纤维饱和蒸气牵伸传热机理

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作者 王华 赵晓莉 +2 位作者 韩笑 王增加 彭卫东 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期127-130,共4页

依据热力学理论对PAN纤维在蒸汽牵伸箱中的传热机理进行了分析。结合实验数据和传热学公式得出：蒸汽牵伸箱内热量主要通过对流传递到纤维表面，再通过热传导传递到纤维的内部，热传导是纤维热量传递的控制步骤。纤维进入蒸汽牵伸箱的... 依据热力学理论对PAN纤维在蒸汽牵伸箱中的传热机理进行了分析。结合实验数据和传热学公式得出：蒸汽牵伸箱内热量主要通过对流传递到纤维表面，再通过热传导传递到纤维的内部，热传导是纤维热量传递的控制步骤。纤维进入蒸汽牵伸箱的起始温度和蒸气温度越高，纤维直径越细，纤维中心温度升温到玻璃化温度的时间越短。但起始温度不能高于纤维的玻璃化转变温度。在400-430K的温度范围内，提高蒸气温度能较为明显的缩短纤维中心加热到玻璃化温度所用时间。 展开更多

关键词 PAN纤维 饱和蒸气牵伸 传热机理

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薄膜激光损伤阈值标定技术 被引量：2

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作者 李玉瑶 王菲 孙同同 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期729-734,共6页

为了满足薄膜激光损伤阈值客观、准确、高精度测量的要求,提出了损伤阈值标定技术。通过互换两个能量探测器位置的试验标定方法,消除分光镜的分光误差和能量探测器的测量误差,获得准确的辐照能量。再通过调整两个CCD位置获得相同光斑尺... 为了满足薄膜激光损伤阈值客观、准确、高精度测量的要求,提出了损伤阈值标定技术。通过互换两个能量探测器位置的试验标定方法,消除分光镜的分光误差和能量探测器的测量误差,获得准确的辐照能量。再通过调整两个CCD位置获得相同光斑尺寸的测量方法标定被测样品表面与光斑面积测量面的等效,并剔除激光光斑中非平顶部分,获得准确的辐照光斑面积。最后采用最小二乘法对计算得到的能量密度及其对应的损伤几率进行拟合,获得损伤阈值。通过对TiO_(2)/SiO_(2)高反射膜1064nm激光辐照测量实验,得到23.0164J/cm^(2)的薄膜激光损伤阈值。结果表明,采用标定技术使薄膜激光损伤阈值的测量精度提高了9.26%,满足高精度的测量要求。此研究有助于薄膜激光损伤阈值的准确标定。 展开更多

关键词 薄膜 损伤阈值 标定 激光 拟合

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沉淀法改性聚磷酸铵及其在水性环氧树脂中的阻燃性能 被引量：3

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作者 蔡菲 杲爽 +3 位作者 孙锦涛 孙同同 司银松 傅雅琴 《浙江理工大学学报（自然科学版）》 2022年第1期1-8,共8页

为了解决聚磷酸铵(Ammonium polyphosphate, APP)水溶度高以及与聚合物基体相容度差的问题,在APP表面原位合成超细氢氧化铝(Aluminium hydroxide, ATH)粒子,探讨反应时间、反应温度和无水氯化铝用量对反应结果的影响,并通过与水性环氧树... 为了解决聚磷酸铵(Ammonium polyphosphate, APP)水溶度高以及与聚合物基体相容度差的问题,在APP表面原位合成超细氢氧化铝(Aluminium hydroxide, ATH)粒子,探讨反应时间、反应温度和无水氯化铝用量对反应结果的影响,并通过与水性环氧树脂(Waterborne epoxy, WEP)的结合验证改性方案的有效性。结果表明:当温度为60℃、无水氯化铝用量为2 g和反应时间为2 h时,APP的水溶度从0.95 g/(100 mL)降低到0.22 g/(100 mL),比表面积从1.24 m^(2)/g增大到15.36 m^(2)/g;SEM图显示APP表面由光滑变得粗糙,TEM图表明ATH粒子分布在APP的表面;通过FTIR、XRD测试证明包覆在APP表面的为ATH粒子,TGA测试表明ATH@APP的残炭量显著升高;将改性后的APP与WEP结合后发现,表面粗糙度的提高有效提高了APP在聚合物基体中的相容度,燃烧测试也表明改性APP/WEP样条可以产生更厚更稳定的炭化层,以抑制进一步的燃烧,证实了沉淀法改性的APP可以有效提高WEP阻燃性能。 展开更多

关键词 聚磷酸铵 氢氧化铝 沉淀法改性 阻燃水性环氧树脂

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连续聚合制备聚丙烯腈原丝强度与聚合控制温度的相关性

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作者 葛光涛 许东 +1 位作者 党晓波 石磊 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期80-82,共3页

在采用连续聚合工艺方式进行聚丙烯腈(PAN)原丝工程化生产时,聚合过程的控制工艺与原丝的性能有着直接的联系。主要研究了在以丙烯腈(AN)、衣康酸(IA)和2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸(AS)为共聚单体的三元共聚体系,通过一套三釜串联的装置... 在采用连续聚合工艺方式进行聚丙烯腈(PAN)原丝工程化生产时,聚合过程的控制工艺与原丝的性能有着直接的联系。主要研究了在以丙烯腈(AN)、衣康酸(IA)和2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸(AS)为共聚单体的三元共聚体系,通过一套三釜串联的装置采用连续聚合的方式制备PAN的工艺路线中,反应温度这一主要聚合控制工艺与PAN原丝强度的相关性联系。结果表明:聚合反应温度可直接影响到纺丝液的特性黏度、增比黏度,进一步影响纺丝后得到的原丝的结构及性能;随着聚合反应温度的逐步降低,纺丝液的增比黏度逐渐上升,而对应原丝的强度呈现先增加后降低的趋势,当反应温度降至61℃时,原丝的强度达到本实验的最大值(6.8 cN/dtex)。 展开更多

关键词 连续聚合 聚丙烯腈 反应温度 力学性能

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