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    复合材料层板高速冲击损伤研究

    时间:2017-07-12来源:写论文网 本文已影响

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    篇一:T300级复合材料冲击容限和拉伸强度

    T300级复合材料冲击容限和拉伸强度

    北京航空航天大学附属中学 成员:崔容 熊天宇 张子琪

    指导教师:魏云波

    (以上姓名排序皆按照姓氏字母顺序)

    摘要:采用落锤式冲击台冲击了国产T300复合材料层板,测量冲击高度与冲击凹坑深度的关系。采用高频疲劳力学试验机对冲击后的复合材料层板进行了压缩强度试验,测定了冲击凹坑深度与压缩剩余强度之间的关系,对复合材料层板的冲击损伤及其强度有深入的了解,验证了前人的猜想,得到了关于冲击凹坑深度、冲击能量、压缩(拉伸)强度的关系,这大大方便了实际中的简便计算。

    关键词: T300级复合材料 冲击损伤容限拉伸强度

    一、 前言

    1.研究背景:

    目前冲击损伤是飞机结构强度设计中一个非常重要的问题。飞机在实际飞行中由冰雹,鸟撞或者在维修过程中不经意都会对连接件产生一定程度的冲击损伤,并且在连接件材料的表面留有一定的破坏凹坑或表面拉伸。而且,现如今,复合材料在飞机上的运用越来越受重视,了解复合材料的冲击性能就尤为显得重要。本实验探究冲击损伤与凹坑深度之间的内在联系还有材料本身拉伸强度的结构特性。

    就在不久前,应用了T300级复合材料的我国国产猎鹰06高教机准备投入实现首次装机件试制 。T300复合材料属环氧基碳纤维增强复合材料。由碳纤维和树脂结合而成的复合材料由于具有比重小、韧性好和强度高、比强度高、比模量高、密度小、耐热、耐低温、优异的热物理性能、化学稳定性以及材料性能可设计等优点,已广泛应用于航天、航空、体育休闲和工业领域。研究碳纤维/环氧树脂复合材料的力学性能,尤其是其高温性能,对其在超常环境下的使用具有重要意义。 所以现在是一个研究与应用复合材料的高速时代。

    2.文献调研:

    我组共查阅了有关(及其相关)资料论文15篇,其中有效(对本组研究有一定帮助的)论文11篇。

    通过对文献资料的研究与思考,我们认为(结合文献中思想):新材料的引入有可能使

    航空器性能发生巨大的变化, 但新材料在航空器结构中真正得到使用, 必须经过耗时耗钱的研究和验证。如果在材料研制的早期能预见新材料体系在结构中的应用前景, 做出正确的决策, 就可以避免时间和金钱的浪费。而要实现这一目标, 正确的材料性能表征体系是其中的关键之一,而我们所做的实验即是在测量该材料的性能表征。复合材料飞机结构的使用经验表明: 在结构完整性方面与金属结构的最大差别是其耐久性和损伤容限要求, 特别是对冲击损伤的敏感性。最近文献进一步把复合材料结构对冲击损伤的要求归结为与耐久性和损伤容限相提并论的损伤阻抗设计要求。所以这一研究——针对材料冲击容限——的前景是广阔的,而这么做也是有意义的,所以从意义上这是有价值的。

    3.研究意义:验证了三个变量——即凹坑深度、压缩强度、冲击能量的关系和前人的模型关系式,提出适合于本次实验材料板的模型。利用该模型,可以从实际工程中得到冲击能量,有利于工程中使用复合材料的损伤评估。

    从而达到简便计算T300型材料的损伤容限的数值来估算其仍可承受的能量限值。

    4.研究思路

    二、 研究方法及过程

    1)研究内容

    使用落锤式冲击试验台对复合材料层合板进行冲击试验,严格控制冲击能量的大小以及冲击点的位置,精确测量损伤凹坑深度,得到冲击能量与凹坑深度的关系;并使用高频疲劳机对进行过冲击实验的层合板进行拉伸(压缩)强度的检测。

    落锤式冲击试验台性能参数

    本次试验使用落锤式冲击试验台。试验台的总高度1354mm,落锤导轨高度为1280mm,落锤下落高度≤1100mm,导轨管径为8mm。冲击头为半球状,直径为16mm,冲击块质量为11.436,由于冲击能量比较小,提高能量精度,故去掉冲击块下方两块夹块,冲击块质量变为8.227kg,最大冲击能量可达到88.5J。

    底座

    图1 冲击台整体概况

    工作原理:将试验板放置于底座上,并且用薄板压住固定(如下图2),根据所需的能量,将冲击块抬到一定高度释放,冲击块沿着竖直的导轨自动下落,作用于试验板上,完成一次冲击。

    图2 冲击固定

    高频疲劳机性能参数

    高频疲劳试验机可以对构件进行疲劳试验以及静强度试验。

    实验室中有两台长春仟帮制

    图3 力学高频疲劳机及材料板托

    造的高频疲劳机,最大的施加的静载荷为50KN以及100KN,动载荷分别为25KN以及50KN。可以对板材和棒材进行试验。

    复合材料试验件参数

    复合材料实验板材料是T300树脂,纤维体积分数60%,材料铺层方式是准各向同性:

    [45/90/-45,0]5s,单层厚度0.12mm,总共40层,板材长150mm,宽100mm,厚度是5mm,如下图3示意图。

    图4 复合材料板

    1. 实验设计

    1.1 冲击试验参数的选取

    a) 冲击能量根据质量块的高度势能得到:

    冲击能量可以用W=MgH来表示。M指冲击块的质量。H表示冲击块撞击头与材料板的距离。

    根据5个不同高度得到不同的冲击能量,如下表所示:

    表1高度与能量对应表

    1.2 凹坑深度以及冲击块高度测定过程

    凹痕深度定义为从凹痕最低点到未受到凹痕扰动的表面之间的距离。做完一次冲击试验后,就要对凹坑深度进行测定。使用游标卡尺来测量凹坑深度。如果凹坑的宽度没有超过游标卡尺的宽度,这样就可以直接把游标卡尺竖起来利用尾端的深度测量功能来直接测量。若凹坑宽度超过了卡尺的宽度,这时候就需要辅助的直尺测量,先把直尺横在凹坑上方,然后再用卡尺测量凹坑底部到直尺上表面的距离,再将直尺的厚度减去,就得到凹坑的深度。

    1.3 冲击后拉伸强度计算

    按下式计算冲击后拉伸强度

    P?F bt

    其中:P冲击后拉伸强度MPa;F拉伸破坏载荷N;b试样宽度(mm);t试样厚度(mm)。

    1.4 试验步骤

    A.

    B.

    C.

    D.

    E.

    F.

    G.

    H. 拿到复合材料试验板后对其长宽厚进行测量与校对。 在实验开始前,检查冲击试验装置是否完好。 样品编号,防止实验过程中把试样混淆。 将冲击试验台底座放置于冲击头下方,使其凹槽中心的圆孔与落锤同心。 将冲击试样放入冲击试验台底座的凹槽。 将压板置于试样上,并用4个螺栓固定。 确认所需冲击能量。 将落锤抬到一定的高度,进行冲击实验。

    I.

    J.

    K.

    L. 完成一次冲击的时候,立马用手将冲击块拖住,防止二次冲击。 取下复合材料板,利用游标卡尺测定并记录试样冲击表面凹坑深度。 取复合材料板固定在高频疲劳机上,保持对中。 逐步施加压载荷,直至层合板产生破坏,即可看见明显形变,做好相应的记录。

    图5固定材料板

    1.5 数据处理以及误差分析

    在整个实验过程中,做好相关数据的记录。首先拿到试验件后,就试验件的长宽厚进行测量,作好记录,确保符合试验标准。确保每一步完成后都照相取证。

    对于整个系统的误差主要来源于两方面,冲击能量的控制以及凹坑深度的测量。在实验过程中,在冲击块中使用直线轴承,在下落过程中滚动摩擦,几乎不用考虑下滑过程中的导轨的阻力,由于是低速冲击,可以忽略空气阻力,因此冲击能量主要在于高度的精确控制。

    凹坑深度测量使用标定过的游标卡尺进行测量,示值误差不超过±0.01mm,误差精度满足要求。

    2. 冲击能量与凹坑深度理论研究

    研究表明,冲击能量与凹坑深度的关系是衡量复合材料抵抗冲击的能力,同时相比损伤面积和损伤宽度,凹坑深度是最容易测量的损伤参数。凹坑深度与冲击能量有良好的一一对应关系,因此选择了用凹坑深度作为损伤的度量,并用冲击能量——凹坑深度关系作为冲击损伤阻抗的表征。

    在本实验的冲击测试条件下,当冲击头作用于复合

    图5固定材料板

    材料时,复合材料受弯曲应力作用,冲击正面受压应力作用,冲击背面受拉应力作用,复合材料产生弯曲变形 。复合材料的损伤主要有冲击面的树脂变形、破裂和不可见损伤,基本没有纤维剪出、断裂现象;在冲击能量较高(或复合材料的厚度较小)的情况下,复合材料的冲击面有凹陷。

    在一定的冲击能量下,就会有一个对应的凹坑损伤,凹坑深度开始均以较小的斜率呈线性增大,随着冲击能量的增加,冲击能量与凹坑深度曲线趋于向水平方向延伸,凹坑深度不断增加。当冲击能量达到某一值时曲线出现拐点。拐点是复合材料层压板的损伤阻抗发生了突变。此前复合材料层压板中的纤维和基体作为整体来抵抗外来物冲击,产生的损伤主要是内部分层和少量基体裂纹,同样的冲击能量增量引起的凹坑深度增量比较小,而损伤面积和

    篇二:复合材料损伤研究现状

    复合材料损伤研究现状

    复合材料是一种新型材料,由于其具有比强度、比模量高等优点,使其在众多领域都具有潜在的应用可能性。然而复合材料是由纤维、基体、界面等组成,其细观构造是一个复杂的多相体系,而且是不均匀和多向异性的,这使其结构内部的损伤与普通材料结构不同,在结构表面可能完全看不出损伤迹象,甚至用X光和超声分层扫描也探测不到。现有的各种无损检测方法很难对复合材料结构损伤进行准确的探测与损伤程度评估,更无法对使用中的复合材料结构实现在线实时监测。将智能传感器敏感网络埋入复合材料内部,并配合适当的现代信号处理技术,构成智能复合材料结构系统,从而实现对复合材料内部状态的在线实时监测,及时发现并确定材料结构内部损伤的位置和程度,监视损伤区域的扩展,从而为材料结构的损伤检测、维修及自我修复提供准确信息,避免因复合材料结构损伤而带来巨大的损失。由于智能复合材料内部传感网络信号具有高度非线形、大数量、并行等特点,故使用传统的分析方法进行处理往往十分耗时、困难,甚至完全不可能。而现代模式识别方法(包括人工神经网络)、小波分析技术、时间有限元模型理论以及光时域反射计检测技术等就成为实现实时、在线、智能化处理分布式信号的理想工具。

    结构损伤诊断,即对结构进行检测与评估,确定结构是否有损伤存在,进而判别结构损伤的程度和方位,一级结构目前的状况、使用功能和结构损伤的变化趋势等。

    结构损伤诊断是近40年来发展起来的一门新学科,是一门适应工程实际需要而形成的交叉学科。结构损伤诊断概念的提出和发展,机械故障诊断问题开始引起各国政府的重视。美国国家宇航局(NASA)成立了机械故障预防小组(MFPG),英国成立了机器保健中心(MHMC),这些机构专门从事故障机理、检测、诊断和预报的技术研究,以及可靠性分析及耐久性评价,至此大型旋转机械的状态监测与故障诊断技术开始进入实用化阶段。20世纪80年代,以微型计算机为核心的现代故障诊断技术得到了迅速发展,涌现出许多商业化得计算机辅助监测和故障诊断系统,如美国SCIENTIFIC公司的PM系统、我国研制的大型旋转机械计算机状态检测与故障诊断系统等。在这一阶段,由于传感技术的飞速发展,使得诊断可以利用振动、噪声、温度、力、电、磁、光、射线等多种信号作为信息源,从而发展了振动诊断技术、声发射诊断技术、光谱诊断技术和热成像监测诊断技术等。与此同时,信号处理技术和模式识别、模糊数学、灰色系统理论等新的信息处理方法迅速发展,并在故障诊断技术中得到应用。

    结构损伤诊断技术方面的工作在国外大体分为三个发展阶段:

    (1)20世纪40年代到50年代为探索阶段,注重对建筑结构缺陷原因的分析和补修方法的研究,检测工作大多数以目测方法为主。

    (2)20世纪60年代到70年代为发展阶段,注重对建筑物检测技术和评估方法的研究,提出了破损检测、无损检测、物理检测等几十种现代检测技术,还提出了分析评价、综合评价、模糊评价等多种评价方法。

    (3)80年代以来,则进入完善阶段,这一阶段中指定了一些列规范和标准,强调了综合评价,并引入知识工程,使结构损伤检测工作向着智能化方向迈进。

    在国内,结构损伤诊断的研究工作起步较晚,但近年来发展非常迅速,在研究理论与方法方面提出了基于一类模式的状态识别技术、统计学习分类技术、全息谱技术、时序分析诊断技术、智能诊断技术等。结构损伤诊断技术已开始在国民经济重要生产部门中得到应用,并取得了显著的经济效益。

    纤维增强复合材料以比强度高、比模量高等优良性能得到许多领域的重视。对其破坏过程和损伤机理的研究是复合材料及结构研制、设计与质量检验的重大课题。

    文献【1】研究了芳纶/环氧复合材料在承受拉伸载荷时的损伤与断裂行为。发现不同损伤类型表现出不同的声发射特性,从声发射信号的某几种关联图中可以较好地判断损伤发生的类型,并可根据某些声发射特征参量值对临界承载值进行合理的确定。声发射技术是通过检测记录材料结构在受力状态下突然释放的应力波,判断结构内部损伤部位、损伤阶段、损伤机理和严重程度等。它的基本原理是利用材料结构表面布置传感器,将应力波转换为电信号,通过放大器将电信号放大进入声发射仪,再对这些信号进行数字处理。

    文献【2】介绍了小波技术基本理论,回顾了小波技术在复合材料损伤检测中应用及其发展,提出了存在的问题,并对小波技术在复合材料损伤检测的应用进行了展望。小波分析是一种时变信号时—频两维分析方法,具有多分辨分析的特点,而且在时频两域都具有表征局部特征的能力。

    文献【3】在试验研究的基础上,作者指出长期以来一直使用的CAI(冲击后压缩强度)的物理意义比较含混,有时可能误导材料研究和设计选材,同时提出应分别用典型层压板静压痕力—凹坑深度曲线的最大压痕力Fmax来表征损伤

    阻抗性能,用凹坑深度—压缩破坏应变曲线门槛值CAIT(Compression failure strain After Impact Threshold)来表征损伤容限性能,同时给出了测试方法的建议。

    文献【4】采用神经网络、小波变换并结合神经网络两种仿真方法,对复合材料损伤定位进行了定量化分析研究。结果表明,通过采用小波变换对信号进行预处理,可明显提高损伤位置的识别率。

    文献【5】用T300碳纤维编织为三维四向编织体,编织角22°,用CVI化学气相渗法在950℃~1000℃沉积热解碳界面层、SiC基体。最终得到纤维体积分数约为40%、热解碳界面层厚度约0.2微米和空隙率为17 %的复合材料,表面SiC 涂层厚

    度为50μm。基体由于热应力和外力会产生许多微裂纹,用单向陶瓷基复合材料裂纹计算公式可大致估算出3D2C/SiC 的基体开裂应力和裂纹间距。纤维束间的孔隙在蠕变中变形,孔隙表面基体易产生微裂纹,而且纤维束间的夹角不断改变。蠕变是损伤引起的,属于损伤蠕变机理。弯曲、断裂韧度、蠕变及疲劳等试验中,纤维束力图沿拉应力方向伸直,纤维束间相对滑动并产生损伤是细观主要的损伤机理。室温及疲劳循环应力低、循环周次多的断口粗糙度大,纤维拔出较长;高温及高应力、循环周次少的断口相对齐平,纤维拔出较短。纤维束与基体界面和纤维与基体界面的脱粘和滑动产生损伤中,以纤维束与基体之间的磨损产生的损伤为主要的,因此纤维束编织交叉处的损伤更大。

    文献【6】对纤维增强聚合物基复合材料进行了损伤与断裂力学分析,建立了材料的模型,采用基体横向裂纹的剪切迟滞分析获得较好的基体开裂的定量分析结果;采用边界配置法计算各向异性材料裂纹体的应力强度因子,建立裂纹的扩展判据,并对纤维断裂进行了弹性分析Z针对玻璃纤维/酚醛复合材料层板进行了理论和实验分析,得到材质裂纹密度与刚度退化的相关曲线,实验结果验证了理论分析结果的正确性;得到应力强度因子S 随裂纹尺度的变化曲线和对纤维断裂和脱胶引起的刚度退化的计算结果。

    文献【7】应用模态分析技术,分析复合材料拉伸破坏试验中声发射信号,提取复合材料不同破坏阶段的声发射源信号的特征,进行了有关复合材料损伤模式识别的工作。

    文献【8】介绍了一种用lamb波对复合材料进行损伤检测的定位方法,该方法用HHT算法提取损伤特征,利用损伤处能量的衰减的特点,确定损伤位置;最后用实验验证该方法。研究结果表明:本文提出的损伤定位方法能有效地确定出在复合材料中的损伤。

    文献【9】中采用神经网络建立了复合材料冲击损伤检测方法,运用遗传算法并结合神经网络对复合材料损伤检测的3个传感器布置进行了优化,结果得到了穷举法的验证。该遗传神经网络方法具有一般性,可有效地推广到类似的更多传感器位置优化问题。具有损伤自检测功能的智能复合材料是一个多传感器体系结构。对其传感器进行数目及位置优化,具有重要的使用价值,值得深入研究。

    文献【10】利用声发射技术全程监测二维机织C/SiC复合材料拉伸实验,通过声发射多参数分析法和断口显微观察,结合材料拉伸应力-应变曲线,分析了二维机织C/ SiC 复合材料拉伸损伤演化过程和损伤机理。结果表明:材料拉伸损伤演化经历3个阶段:第一阶段为无损伤阶段,材料无损伤发生;第二阶段为损伤初始阶段,损伤主要为微裂纹开裂,并且微裂纹开裂基本上均匀发生在样品工作段;第三阶段为损伤加速阶段,损伤主要为宏观基体、界面开裂和纤维束断裂,并且集中发生在断口区域。损伤第二阶段与第三阶段的转换点在拉伸强度的

    76%左右,转换点的确定对二维机织C/SiC复合材料工程应用有重要意义。

    文献【11】中为了对复合材料进行结构健康和损伤监测,减少由于复合材料裂缝、应力集中、疲劳等导致的事故,建立了光纤传感系统,引入神经网络算法,并介绍了其在损伤程度和位置分类中的实现。

    文献【12】测定了UHMWPE/HDPE复合材料在拉伸载荷作用下的声发射(AE)振幅信号。对特殊试样,即预测到断裂有明确方式,如纤维-基体界面脱粘、基体破裂、纤维断裂和分层等的试样,实施加载直至破坏。用扫描电子显微镜(SEM) 观测试样的断裂表面,对产生于若干特殊损伤类型的AE信号进行了鉴别。在相同加载条件下,完成了不同种类的UHMWP

    复合材料层板高速冲击损伤研究

    E/HDPE准各向同性层合板声发射检测。结果在特殊试样损伤类型与声发射信号事件振幅之间建立了对应关系,揭示了上述各种准各向同性层合板损伤扩展过程的AE特征与损伤破坏机制。各种准各向同性层合板试样的声发射事件累计数对拉伸应力关系曲线相异,其相同损伤类型发生时所对应的拉伸载荷水平不等,表明它们的铺设角度和铺设顺序对损伤演变过程有显著的影响。结果证实了它们的最终破坏由严重层间分层造成。

    文献【13】研究了颗粒增强聚合物复合材料的力学行为,研究得知:材料屈服、裂纹形核、扩展与贯通直至最终断裂是一逐渐劣化过程,而损伤理论正是这一劣化过程的良好描述。通过假设自由能和耗散势函数,导出了损伤演化规律,与实验比较,模型和试验结果基本符合。进一步采用改进的Dugdale模型,重点研究损伤对GB/PPO 复合材料宏观裂纹起裂的影响,通过建立损伤模型来描述材料的劣化行为和裂纹扩展,结果表明,损伤区域严重影响裂尖的性能,材料损伤对宏观裂纹起裂影响不可忽略。

    文献【14】中红外热波无损检测基于物体的热辐射特性,利用主动加热技术,通过相关的检测系统记录试件表面缺陷和基体材料由于不同热特性引起的温度差异,进而判定飞机复合材料表面及内部的损伤。较之于常规检测方法,红外热波无损检测具有非接触、快速、直观、准确等优点。

    文献【15】基于模拟聚丙烯复合材料本构模型的破坏机制,评价了CODAM模型。首先,确定聚丙烯复合物CODAM模型中的参数;然后,通过有限元模拟与标准材料试验的相关性,确定受拉、受压和受剪破坏参数。标准材料试验包括拉伸、压缩、紧凑拉伸和剪切试验;通过冲击试验初步验证了模型的有效性。

    文献【16】利用YAG激光器及CO2激光器对固体火箭发动机壳体用碳纤维材

    料试件进行了两种典型波长(10.16μm和1.06μm) 的高能量密度激光能量作用下的损伤实验研究,分析了波长对碳纤维试件损伤效果及损伤方式的影响。结果表明:在相同的功率密度条件下,YAG激光能量除造成表面树脂的分解碳化外,还会直接造成纤维的断裂,CO2激光能量对碳纤维材料的损伤则主要表现在内部的

    树脂分解;此外,YAG作用的试件单位面积内平均质量损失为28. 64mg/cm2,小于

    2CO2 激光作用时的平均值40.33mg/cm,约是其71%;平均每焦耳激光能量下的

    质量损失YAG为15. 0mg/J,小于CO2 的试验结果21.4mg/J;从烧蚀热看,损失相同质量的条件下,需要YAG激光能量大于CO2 激光能量。

    文献【17】测定了UHMWPE/ LDPE 复合材料在准静态拉伸作用下的声发射(AE)信号,用无监督模式识别方法对预处理后的AE信号进行分类,据此分析了几种试样(0°、90°和[+45°/-45°])的损伤机制。研究表明,模式识别(PR)方法能识别出试样中基体开裂、纤维2基体界面脱粘、纤维抽拔和纤维断裂等损伤模式,识别结果与利用扫描电子显微镜(SEM)对破坏断面观察得到的结果一致。UHMWPE/LDPE复合材料的AE信号特征只受损伤模式的影响而与试样类型无关,PR方法能有效地区分不同损伤模式的AE信号,每种损伤模式的AE信号累计数对应变的关系曲线能清楚地反映复合材料的损伤进程。AE信号的PR分析为复合材料的损伤机制分析提供了准确依据。

    文献【18】总结研究了自组织特征映射(SOM)神经网络的结构及学习算法,提出了利用SOM神经网络对输入样本的“聚类”作用及MATLAB神经网络工具箱来实现对故障模式的分类,通过U矩阵图对其分类结果进行仿真与分析的新方法。结果表明:该网络对复合材料损伤监测的诊断故障能够准确识别和分类,与一般可视化界面相比,此方法可视化界面更简单直观,故障识别率高,应用于材料无损检测是有效可行的。

    文献【19】提供了一种通过计算红外热图中损伤影像象素点数目自动测量飞机复合材料构件损伤面积的方法,并借助设计制作的复合材料标准试块,得出了基于该方法的损伤面积测量系统的测量精度。

    在智能材料与结构的各个领域的研究中,结构损伤健康监测是非常有前途的。健康监测技术由于其广泛的应用潜力近年来引起了极大的关注,它不仅在所有的智能材料与结构的国际研讨会上提出,并且已经成为一个专门的研究课题。

    参考文献

    【1】 刘怀喜,马润香,张恒,芳纶纤维/环氧树脂复合材料损伤与断裂过程的

    声发射特性[J],材料导报,2004.6,18(6):93—95

    【2】 董晓马,张为公,小波分析技术在复合材料损伤检测中的应用[J],仪器

    仪表学报,2004.8,25(4):489—491

    【3】 沈真,张子龙,王进,杨胜春,叶林,复合材料损伤阻抗和损伤容限的性

    能表征[J],复合材料学报,2004.10,21(5):140—145

    篇三:先进复合材料技术研究与发展

    先进复合材料技术研究与发展

    第一章 热固性树脂基复合材料层合板及其高韧性化技术

    1.1 发展背景与问题的提出

    1.2 复合材料的冲击分层损伤及冲击后剩余压缩强度

    1.3 热固性树脂增韧技术的基本理论和发展现状

    1.4 复合材料的“离位”复合思想与“离位”增韧技术

    1.5 “离位”复合材料的基本力学性能

    1.6 复合材料层板的损伤过程和损伤机理

    1.7 “离位”复合材料的固体微结构

    1.8 “离位”、“原位”与"Priform”技术

    1.9 “离位”复合技术的工艺制备验证

    1.10 结论与展望

    参考文献

    第二章 高性能热塑性树脂基复合材料技术的研究进展

    2.1 技术发展背景及问题的提出

    2.2 粉末预浸技术

    2.2.1 静电粉末法预浸技术

    2.2.2 淤浆粉末预浸技术

    2.3 热熔预浸技术

    2.3.1 纤维混编柔性预浸料技术.

    2.3.2 PEEK纺丝技术研究

    2.3.3 柔性混编预浸料及其成型技术

    2.3.4 树脂挤出熔融预浸技术.

    2.4 混编柔性PEEK预浸料的二次成型、曲面成型及连接技术研究

    2.4.1 预制件的二次成型加工及其与柔性预浸料的共固结技术

    2.4.2 柔性预浸料直接曲面铺放与热压连接技术

    2.5 热塑性复合材料的植入式电阻焊接技术

    2.6 开环聚合与可控交联热塑性树脂及其复合材料技术探索.

    2.6.1 环状聚芳醚酮开环聚合制备的热塑性树脂基复合材料

    2.6.2 可控交联型聚芳醚酮树脂基复合材料

    参考文献

    第三章 树脂传递模塑复合材料与纺织复合材料技术

    3.1 发展背景与技术内涵

    3.2 RTM专用树脂体系及其复合材料

    3.2.1 环氧树脂体系及其复合材料

    3.2.2 双马来酰亚胺树脂体系及其复合材料

    3.3 液态成型技术的定型材料与定型技术

    3.3.1 环氧树脂的预定型剂材料技术

    3.3.2 预制体的定型技术与预制体的基本性质

    3.3.3 织物与预定型织物的渗透率问题

    3.3.4 关于预定型技术与定型剂的多功能化问题

    3.4 编织复合材料技术

    3.4.1 纺织复合材料技术与航空结构制造

    3.4.2 编织复合材料的技术特征

    3.4.3 双马来酰亚胺树脂基2D编织复合材料的典型性能

    3.5 浸渗浸渍技术研究与RTM复合材料的微观缺陷

    3.5.1 3266树脂及其脱挥性质研究

    3.5.2 RTM复合材料内的微观缺陷及其形成机制

    3.6 “离位”液态成型技术与液态成型工艺的“离位”增韧技术

    3.6.1 双马来酰亚胺树脂基复合材料的“离位”RTM技术研究

    3.6.2 环氧树脂基复合材料RTM工艺的“离位”增韧技术研究

    3.7 液态成型技术的过程模拟与制造验证

    参考文献

    第四章 树脂膜渗透成型专用环氧树脂及其复合材料技术

    4.1 研究背景与国内外技术发展现状

    4.2 温度一时间转换关系与模型RFI环氧树脂的研究

    4.2.1 模型RFI环氧树脂的凝胶性质

    4.2.2 模型RFI树脂的固化动力学性质

    4.2.3 模型RFI树脂固化度与玻璃化转变温度的关系

    4.2.4 模型RFI环氧树脂的TTT图

    4.2.5 非等温过程的固化度与时间的关系

    4.3 模型RFI环氧树脂的黏度和流变特性研究

    4.3.1 模型RFI树脂的流动特性和黏度特性

    4.3.2 模型RFI环氧树脂的黏度一温度一时间关系

    4.4 RFI专用环氧树脂体系及其复合材料技术研究

    4.4.1 RFI专用环氧树脂的基本性质

    4.4.2 RFI专用环氧树脂基复合材料

    4.5 RFI环氧树脂复合材料的“离位”增韧技术研究

    4.5.1 RFI复合材料的“离位”增韧探索

    4.5.2“离位"RFI成型复合材料典型结构探索

    参考文献

    第五章 电子束固化复合材料技术

    5.1 概述

    5.1.1 电子束固化基本概念

    5.1.2 电子束固化复合材料的特点

    5.2 电子束固化复合材料树脂基体与增强材料

    5.2.1 电子束固化复合材料树脂基体

    5.2.2 电子束固化复合材料增强材料

    5.3 电子束固化复合材料成工艺

    5.3.1 电子束固化与手工铺叠工艺结合

    5.3.2 电子束固化与树脂传递模塑工艺结合

    5.3.3 电子束固化与缠绕工艺结合

    5.3.4 电子束固化与拉挤工艺结合

    5.3.5 电子束固化与自动铺带技术结合

    5.3.6 其他工艺

    5.4 电子束固化复合材料界面

    5.5 电子束固化胶接

    5.6 电子束固化复合材料成型模具材料

    5.7 电子束固化复合材料初步应用

    参考文献

    第六章 复合材料吸能结构与结构一功能一体化问题

    6.1 研究背景与技术内涵

    6.2 定位定向屈服失效的引发及其有限元模拟试验

    6.3 不同复合材料准静态压缩条件下的屈服引发行为及其比较

    6.4 准静态压缩屈服后稳态、渐进的损毁吸能过程

    6.5 动态冲击损毁吸能的过程特征

    6.6 复合材料正弦波梁模拟结构的吸能特性

    参考文献

    第七章 纤维一铝合金层板复合材料技术

    7.1 纤维一铝合金层板发展概况

    7.2 纤维一铝合金层板结构特点

    7.3 纤维一铝合金层板性能

    7.3.1 纤维一铝合金层板的基本力学性能

    7.3.2 纤维一铝合金层板力学性能影响因素

    7.3.3 纤维一铝合金层板性能理论模型与预测

    7.4 展望

    参考文献

    第八章 无压浸渗金属基复合材料技术

    8.1 概述

    8.2 无压浸渗制备工艺研究

    8.2.1 热力学条件

    8.2.2 浸渗过程及其动力学

    8.3 无压浸渗制备的高体积分数SiCp/Al复合材料的细微观组织

    8.4 无压浸渗制备的高体积分数SiCp/Al复合材料的性能

    8.5 无压浸渗制备的高体积分数SiCp/Al复合材料的应用研究

    8.6 结语

    参考文献

    第九章 颗粒增强铝基复合材料技术及其应用

    9.1 国内外技术的发展概述

    9.2 颗粒增强铸造铝基复合材料的制备

    9.2.1 主要制备技术

    9.2.2 颗粒增强铸造铝的真空搅拌复合技术

    9.2.3 复合材料微观组织分析

    9.2.4 复合材料的变质和细化

    9.2.5 A1/SiCp复合材料的界面分析

    9.2.6 复合材料的热处理

    9.2.7 颗粒铝铸造复合材料的力学性能和其他物性

    9.2.8 小结

    9.3 颗粒增强铸造铝基复合材料的制备工艺设备

    9.3.1 搅拌复合

    9.3.2 熔化铸造

    9.3.3 铸造工艺原理

    9.3.4 小结

    9.4 颗粒增强铝基复合材料制件的精密铸造技术

    9.4.1 熔模精密真空铸造工艺

    9.4.2 遥感器镜身、镜盒的精密铸造技术

    9.4.3 铸造组织缺陷及防止措施

    9.4.4 小结

    9.5 颗粒增强铝基复合材料铸造制件的加工应用技术

    9.5.1 复合材料铸件的机械加工

    9.5.2 复合材料零件表面发黑处理

    9.5.3 小结

    9.6 结论

    参考文献

    第十章 碳化硅纤维与碳化硅纤维增强钛基复合材料技术

    10.1 概述

    10.2 SiC纤维的气相法CVD制备技术

    10.2.1 SiC纤维的CVI)制备工艺

    10.2.2 SiC纤维的形态结构的研究

    10.3 SiC纤维的CVD涂层技术

    10.3.1 SiC纤维的B4C涂层工艺

    10.3.2 SiC纤维的富碳B4C涂层工艺

    10.3.3 涂层的反应机理

    10.4 SiCf/Ti基复合材料的制备

    10.4.1 Ti基合金体系及SiCf/Ti基复合材料的制备工艺

    10.4.2 Si(X/Ti基复合材料的FFF箔压法工艺

    10.4.3 SiCf/Ti基复合材料的PVD制备工艺

    10.5 复合材料的界面和性能研究

    10.5.1 复合材料界面反应的热力学研究

    10.5.2 涂层对复合材料性能的影响

    10.5.3 复合材料界面状态与拉伸强度的关系

    10.6 SiCf/Ti复合材料的性能

    参考文献

    第十一章 功能复合陶瓷粉体的凝胶固相合成技术

    11.1 粉体合成技术简介

    11.1.1 固相反应法

    11.1.2 湿化学法

    11.1.3 凝胶固相反应法

    11.2 凝胶固相粉体合成技术

    11.2.1 凝胶固相反应法的基本原理

    11.2.2 凝胶固相反应法工艺流程

    11.2.3 凝胶化工艺过程

    11.3 凝胶固相反应法的应用

    11.3.1 碳酸镁粉体的合成

    11.3.2 铁氧体吸波粉体的合成

    11.3.3 钇铝石榴石粉体的合成

    11.3.4 镁铝尖晶石粉体的合成

    参考文献

    第十二章 陶瓷水基料浆注模凝胶技术的应用研究

    12.1 概述

    12.2 陶瓷粉体合成方面的应用研究

    12.2.1 现有技术情况

    12.2.2 水基料浆凝胶法合成陶瓷粉体技术

    12.3 陶瓷基片生产的应用研究

    12.3.1 现有技术情况

    12.3.2 水基料浆注模凝胶法生产陶瓷基片技术

    12.4 氧化铝陶瓷高压真空开关管壳生产的应用研究

    12.4.1 现有技术情况

    12.4.2 水基料浆注模凝胶法生产陶瓷管壳技术

    12.5 陶瓷坩埚生产的应用研究

    12.5.1 现有技术情况

    12.5.2 水基料浆注模凝胶法生产陶瓷坩埚技术

    12.6 结论

    参考文献

    第十三章 层状陶瓷复合材料技术研究

    13.1 概述

    13.2 层状陶瓷复合材料的制备工艺

    13.3 层状陶瓷复合材料力学性能的影响因素

    13.3.1 界面材料强度对层状陶瓷复合材料力学性能及断裂方式的影响13.3.2 结构参数对层状陶瓷复合材料力学性能的影响

    13.4 层状陶瓷复合材料的断裂机理

    13.5 层状陶瓷复合材料的发展趋势

    参考文献

    第十四章 自韧氮化硅陶瓷的制备、微观组织及性能研究

    14.1 研究背景和研究目标

    14.2 氮化硅陶瓷的预处理及其料浆的流变性质

    14.3 原料对材料性能的影响

    14.4 各工艺参数对显微组织及性能的影响

    14.5 氮化硅陶瓷的抗氧化性

    14.6 氮化硅陶瓷的抗热震性能

    14.7 典型件制备

    14.8 结论

    参考文献

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