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折叠复合材料结构的制备及性能表征

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.z1.021

研究了折叠复合材料结构的成型工艺,成功地制备了碳纤维/环氧树脂、玻璃纤维/环氧树脂复合材料薄壁圆柱壳试样,并对它们的折叠弯曲性能进行了实验研究,分析了弯曲过程中横向、纵向和纤维方向三个方向的应变变化情况,以及试样在弯曲过程中的弯矩和纵向曲率变化规律.

关键词: 折叠 , 薄圆柱壳复合材料 , 应变 , 弯矩 , 纵向曲率

热固性树脂基复合材料固化变形研究进展

寇哲君 , 龙国荣 , 万建平 , 姚学锋 , 方岱宁

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2006.z1.002

热固性树脂基复合材料结构在热压罐成型过程中,由于模具的约束作用,会导致工件内部残余应力的产生,进而引起工件回弹变形和翘曲变形.对影响残余应力和变形产生的各种因素进行了综述及分析,这些因素包括热膨胀、固化收缩、铺层方式、固化温度、模具热膨胀、气孔含量、热梯度分布、纤维含量梯度分布、降温速率、固化时间、纤维含量、模具表面处理、模具角半径和模具热传导性能.

关键词: 复合材料 , 固化 , 残余应力 , 变形

数字图像相关方法测量芳纶纤维复合材料Ⅰ型裂纹应力强度因子

郝文峰 , 陈新文 , 邓立伟 , 王翔 , 姚学锋

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.2.012

将数字图像相关方法用于芳纶纤维复合材料单边裂纹在拉伸载荷作用下的断裂问题研究.介绍数字图像相关方法的基本原理,建立数字图像相关方法中位移场与裂纹尖端应力强度因子之间的关系.通过搭建数字图像相关方法光学非接触测量系统,试验表征含单边裂纹芳纶纤维复合材料试验件在拉伸载荷作用下的全场位移.由数字图像相关方法所得位移场提取不同载荷作用下裂纹尖端应力强度因子,并分析最小二乘拟合项数、数字图像相关计算子区域和步长大小对计算结果的影响.结果表明,增加最小二乘拟合项次和合理选择数字图像相关计算子区域和步长大小可以提高应力强度因子计算精度.

关键词: 芳纶纤维复合材料 , 数字图像相关 , 应力强度因子 , 裂纹

基于数字图像相关方法的含双裂纹复合材料薄板应力强度因子测量

郝文峰 , 原亚南 , 姚学锋 , 马寅佶

玻璃钢/复合材料

将数字图像相关方法用于测量含Ⅰ型双边裂纹复合材料薄板应力强度因子.首先,介绍了数字图像相关方法基本原理,通过最小二乘拟合法建立了裂纹尖端位移场与裂尖应力强度因子的关系.其次,搭建了数字图像相关方法非接触光学测试平台,通过对含Ⅰ型双边裂纹复合材料薄板进行拉伸试验,得到了复合材料薄板双边裂纹尖端全场位移.最后,通过数字图像相关方法计算所得全场位移,提取了裂纹尖端应力强度因子,分析了最小二乘拟合项数、数字图像相关计算中子区域和步长大小的选择对裂纹尖端应力强度因子计算的影响.

编织结构复合材料动态特性的实验模态分析

姚学锋 , 姚振汉 , 戴福隆 , 杨桂 , 杜慧英

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.1998.04.020

利用实验模态分析方法对碳纤维/环氧树脂编织结构增强复合材料的动态力学特性进行了实验研究,确定了编织复合材料梁、管的振动模态参数与传递函数,并与钢质梁、管的动态性能相比较.结果表明:在冲击脉冲载荷作用下,先进编织结构复合材料与传统金属材料相比具有较高的固有频率、阻尼比,以及比刚度大、稳定性好、对冲击脉冲载荷作用的减震效果等良好的综合动力学特性.

关键词: 实验模态分析 , 编织结构复合材料 , 模态参数 , 传递函数 , 动力学特性

复合材料T型整体化结构固化翘曲变形模拟

李君 , 姚学锋 , 刘应华 , 岑章志 , 寇哲君 , 戴棣

复合材料学报

针对复合材料T型整体化结构固化成型的工艺过程,分析了结构经固化而导致翘曲变形的原因;建立了整体化结构翘曲变形预测的理论模型及分析方法;运用有限单元法计算了T型结构件的内部温度和固化度的分布,以及由于内部化学反应放热、固化引起的体积收缩和材料各个方向热膨胀系数的不一致而导致的结构翘曲变形量,同时考虑了树脂在固化过程中材料参数随着固化度的变化而变化;并研究了翘曲变形与T型结构件尺寸之间的关系.研究表明,选择合适的角材高度、宽度以及倒角半径可以有效地降低结构的翘曲变形.

关键词: 复合材料结构 , 整体化 , 固化 , 有限元 , 翘曲变形

复合多孔水凝胶的微观结构与数字散斑相关分析

孟昊业 , 郑裕东 , 奚廷斐 , 姚学锋 , 吕鹤翔 , 徐曼琼

复合材料学报

研究了不同多孔结构聚乙烯醇水凝胶的微观形貌,采用数字散斑相关技术和力学实验测试等对多孔水凝胶在受力状态下的微区位移、压缩模量及泊松比进行分析和计算.研究发现,多孔水凝胶的孔隙率和孔径大小对形变等位移线分布有明显影响.随着致孔剂含量的增加,多孔水凝胶的等位移线由均匀分布的近似平行线变为不均匀的S形曲线,出现等位移线密度明显增大的应力集中区域.多孔水凝胶孔隙率增加,形变增大.致孔剂种类及含量不同时,水凝胶的泊松比值随着载荷的增加逐渐减小,致孔剂含量越多泊松比值越小,压缩模量则随着应变的增加逐渐增大.

关键词: 复合水凝胶 , 多孔结构 , 力学性能 , 微观形变

编织结构复合材料热膨胀特性的实验研究

姚学锋 , 杨桂 , 姚振汉

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2000.04.005

关键词:

双锋角钻头钻削碳纤维增强树脂基复合材料研究

刘洋 , 李鹏南 , 陈明 , 邱新义 , 胡立湘

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.06.012

采用双锋角钻头和普通麻花钻对T700碳纤维复合材料(CFRP)进行钻削试验,从钻削轴向力、制孔出口质量和表面粗糙度等方面分析双锋角钻头在不同加工参数下制孔特点,并与普通麻花钻进行对比.试验结果表明:与普通麻花钻对比,双锋角钻头钻削CFRP时钻削轴向力减小约20％,制孔出口质量更好,孔壁的表面粗糙度值减小,体现优异的切削性能更适合CFRP的制孔加工.

关键词: 双锋角钻头 , CFRP , 钻削轴向力 , 出口质量 , 孔壁表面粗糙度

双锋角钻头钻削碳纤维增强树脂基复合材料钻孔缺陷的研究

刘洋 , 李鹏南 , 陈明 , 邱新义 , 唐玲艳

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.05.010

针对碳纤维复合材料钻孔时易产生撕裂、毛刺等缺陷的特点,采用双锋角钻头为研究对象,从横刃、第一主切削刃和第二主切削刃对孔入、出口缺陷的影响和加工参数对撕裂因子的影响规律等方面分析双锋角钻头钻孔特点,并与普通麻花钻进行对比.结果表明:在相同的加工参数下,双锋角钻头双主切削刃加工特点降低了入、出口钻削轴向力,有效抑制了入、出口撕裂、毛刺等缺陷产生,更适合于钻削碳纤维复合材料.主轴转速增大有利于减小撕裂因子,随着进给速度的增加撕裂因子呈增大的趋势.采用多元线性回归方法建立了试验两种钻头钻孔入、出口的撕裂因子与加工参数之间的回归预测模型.

关键词: 双锋角钻头 , 碳纤维复合材料 , 撕裂 , 加工参数

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