一、先进树脂基复合材料的发展和应用(论文文献综述)
赵亮,肖纳敏[1](2021)在《先进树脂基复合材料成型工艺仿真软件研发综述》文中研究指明在介绍先进树脂基复合材料成型工艺仿真软件技术特点及常用算法的基础上,重点论述RTM成型工艺及热压罐成型工艺研究发展现状,给出先进树脂基复合材料成型工艺仿真软件产品发展现状。同时,分析国内外相关软件研发差距,并结合工业软件自主研发需求,提出先进树脂基复合材料成型工艺仿真软件研发的针对性建议。
张孟杰[2](2021)在《多酚修饰碳纤维/环氧树脂复合材料的制备及性能研究》文中研究说明碳纤维具有较高的使用温度、高强度和刚度,并且重量较轻。其被广泛用作先进聚合物复合材料的增强体。但是,由于碳纤维在制造过程中要经历碳化或石墨化等工艺,导致其表面稳定、惰性,因此难以和基体之间形成牢固的物理/化学相互结合作用。然而,由于碳纤维增强聚合物复合材料的力学性能很大程度上依赖于碳纤维与聚合物基体的粘结质量。不良的界面结合会极大地限制复合材料在高性能领域的应用。需要通过碳纤维表面处理来达到提高复合材料界面性能的目的。碳纤维的表面处理通常是通过在纤维表面引入化学官能团或纳米粒子来实现惰性碳纤维表面的活化的。当前,针对碳纤维表面处理的多种多样的研究已经展开,但多数方法存在环境污染、成本高、工艺复杂、对纤维本身有损伤等各种不足。为了顺应当今环保、可持续的发展理念,碳纤维表面处理应当朝着低成本、可持续且环境友好的方向研究。本文围绕改善碳纤维和树脂基体之间界面结合的中心思想,以贻贝黏附蛋白为启发,在不损伤纤维本身强度的前提下,采用低成本、环保、温和的方法处理碳纤维。本文的主要研究内容为:(1)从贻贝黏附蛋白中得到灵感,结合多巴胺自聚的反应机理,以邻苯二酚和聚乙烯亚胺为原料,通过迈克尔加成或希夫碱反应,在碳纤维表面生成一种具有良好黏附能力的改性涂层。通过TGA、FTIR、拉曼光谱、XPS、动态接触角对改性前后的碳纤维进行了表征,证明了邻苯二酚-聚乙烯亚胺涂层成功涂覆到纤维表面。通过控制邻苯二酚和聚乙烯亚胺的比例,得到最佳的改性效果。紫外-可见光谱、SEM证明了当邻苯二酚和聚乙烯亚胺的比例为1:0.5时,纤维表面的涂层最均匀。界面及力学性能测试结果表明,邻苯二酚-聚乙烯亚胺的质量比为1:0.5时,其处理的碳纤维/环氧树脂复合材料界面性能达到最佳,其界面剪切强度为75.2 MPa,层间剪切强度为80.1 MPa,横向拉伸强度为32.1 MPa,弯曲强度为976.4 MPa;与未处理的碳纤维复合材料相比分别提高了73.7%,51.7%,86.6%,51.9%。通过SEM查看复合材料断面形貌,邻苯二酚-聚乙烯亚胺处理后的碳纤维/环氧树脂界面结合紧密,复合材料破坏形式由界面破坏转变为内聚破坏。(2)从多巴胺自聚得到启发,以低成本生物基原料单宁酸和氨丙基三乙氧基硅烷为原料,通过迈克尔加成或希夫碱反应共聚,在碳纤维表面生成一种具有良好黏附能力的改性涂层。研究了单宁酸和氨丙基三乙氧基硅烷共聚对碳纤维复合材料界面性能的良性作用。通过SEM、TGA、FTIR、拉曼光谱、XPS、动态接触角等对改性前后的碳纤维进行了探究,证明了单宁酸-氨丙基三乙氧基硅烷成功修饰到了碳纤维表面。界面及力学性能测试结果表明,单宁酸-氨丙基三乙氧基硅烷共沉积处理碳纤维/环氧树脂复合材料界面性能明显提高,其界面剪切强度为73.5 MPa,层间剪切强度为80.2 MPa,横向拉伸强度为27.9 MPa,弯曲强度为1028.1 MPa;与未处理的碳纤维复合材料相比分别提高了71.3%,59.9%,58.5%,33.2%。通过SEM对复合材料断面进行分析,单宁酸-氨丙基三乙氧基硅烷处理后的碳纤维与环氧树脂间的界面结合变好,复合材料失效形式由界面破坏转变为内聚破坏。(3)由聚多巴胺的聚合黏附受到启发,根据多巴胺中的邻苯酚羟基和氨基在自聚过程中能发生迈克尔加成或希夫碱反应,选取低成本生物基的没食子酸为邻苯酚来源原料,明胶为氨基来源原料,在类似多巴胺自聚的条件下反应,生成一种具有极强黏附能力的共聚物包覆在碳纤维表面,以活化碳纤维表面,促进树脂在纤维上的润湿,增加纤维-树脂间的相互作用,从而提高复合材料的界面性能。通过SEM、TGA、FTIR、拉曼光谱、XPS、动态接触角等对改性前后的碳纤维进行了表征,证明了没食子酸-明胶共聚物修饰到了碳纤维表面。没食子酸-明胶共沉积处理碳纤维环氧树脂复合材料界面性能明显提高,其界面剪切强度为85.6 MPa,层间剪切强度为82.6 MPa,弯曲强度为1223.7 MPa;与未处理的碳纤维复合材料相比分别提高了78.7%,56.4%,57.4%。没食子酸-明胶处理后的碳纤维与环氧树脂间的界面结合变得紧密,树脂与纤维间没有出现分离,复合材料的失效形式由界面裂开转变为内聚损坏。
庞梦瑶[3](2021)在《Fe基金属纤维增强树脂基复合材料的制备及其电磁性能研究》文中提出随着电子智能设备的快速发展,电磁辐射污染是大众较为关切的问题之一,高频电磁波的应用越来越多,故高频段电磁屏蔽及微波吸收等问题亟待解决。本文以旋转蘸取Fe-Si-B-Nb系金属纤维为研究对象,对金属纤维进行组织结构表征、一般磁学及拉伸力学特性的研究,揭示Nb掺杂对组织结构、热物性参数、磁学性能指标的影响规律,并结合拉伸力学特性、断口形貌、断裂可靠性分析等建立断裂机理模型。同时,利用分层固化法制备Fe基金属纤维增强树脂基复合材料,探究排布距离、排布层数、排布方向、化学成分对电磁性能的影响规律,进而揭示纤维增强树脂基复合材料的电磁屏蔽及微波吸收机理。研究结果表明,Fe-Si-B-Nb系金属纤维为非晶态组织,其非晶形成能力、热稳定性和软磁特性良好。同时,Nb元素掺杂提高了金属纤维的热稳定性和组织有序度ψ。Fe-Si-B-Nb系金属纤维展现出优异的拉伸力学特性,FeSiBNb3纤维的抗拉强度Rm最大,达3.58 GPa。同时,Nb掺杂提高了Weibull二、三参数模数m和断裂门槛值σμ,其中FeSiBNb3纤维的σμ达1.69 GPa。金属纤维的断口形貌包括裂纹扩展区和剪切变形区,在纤维断裂面上可形成呈放射状分布的脉络状花样和弥散分布的细小熔滴。针对树脂基复合材料的电磁性能评价问题展开,Fe基金属纤维排布距离为0.1mm的树脂基复合材料在K波段及R波段范围内的电磁屏蔽SE及反射损耗RL最大,其中K波段SE、RL最大值分别为-12.2 dB、-6.5 dB;R波段SE、RL最大值分别为-10.9dB、-5.5 dB。Fe基金属纤维排布层数不同的树脂基复合材料电磁屏蔽随层数增多而增强,K波段SE最大值为-24.3 dB;树脂基复合材料的反射损耗随排布层数的增多呈先增后减趋势,R波段金属纤维2层排布时RL最大,为-55.8 dB。Fe基金属纤维的不同排布方式对树脂基复合材料电磁性能影响明显。其中,R波段经纬编织层循环排布的树脂基复合材料SE最大,达-38.7 dB;R波段横向排布的树脂基复合材料RL最大,达-55.8 dB。微量Nb元素掺杂使K波段反射损耗减小;R波段时FeSiBNb2屏蔽效能最大,达-22.4 dB,同时FeSiBNb1反射损耗最大,达-62.4 dB。在Fe基金属纤维增强树脂基复合材料中,金属纤维排布距离越小,截止波长越短。然而电磁波在波导中传播方式固定,当电磁波波长超过截止波长,电磁波就无法进入材料内部,进而产生电磁屏蔽效果;同时,与电场平行的金属纤维易产生感应电场和感生磁场,与部分入射电磁场相抵消产生电磁屏蔽效果。进入树脂基复合材料内部的电磁波,在反射、散射、涡流损耗、铁磁共振、界面间极化、电偶极子极化及电子定向移动等多种因素综合作用下产生内部耗散,最终形成微波损耗,达到微波吸收的目的。
乔越[4](2021)在《BF/邻苯二甲腈树脂基复合材料增韧改性研究》文中进行了进一步梳理联苯型邻苯二甲腈(BPh)作为最具代表性的一类邻苯二甲腈树脂,由于其优异的耐热性能和力学性能,已作为先进树脂基复合材料而被广泛应用于航空航天、核能、高温工业等领域。然而,与普通热固性树脂一样,交联密度过高使BPh树脂固化后脆性大,抗冲击性能差,导致其复合材料应用受限。针对上述问题,本课题采用含杂萘联苯结构的芳醚腈类树脂(PPEN、PPENK)以及氨基封端PPENK(PPENK-DA)增韧改性联苯型邻苯二甲腈树脂(BPh),并制备了玄武岩纤维增强的共混树脂体系复合材料,探究PPEN、PPENK以及PPENK-DA对BF/BPh复合材料综合性能的影响规律。首先,采用杂萘联苯聚芳醚腈(PPEN)和杂萘联苯聚芳醚腈酮(PPENK)作为增韧剂,用于增韧改性BF/BPh复合材料。通过DSC和流变仪研究了BPh/PPEN和BPh/PPENK共混物的固化行为,并对BPh共混树脂体系固化物的结构与其热性能关系进行了深入研究。考察了PPEN和PPENK的添加量对BF/BPh复合材料力学性能的影响规律,结果表明,当PPENK含量为30 wt.%时,BF/BPh/PPENK层压板的无缺口冲击强度可高达107.7 k J/m2,比BF/BPh层压板提高64.2%。PPEN含量为20 wt.%时,BF/BPh/PPEN层压板的层间剪切强度可以达到42.5 MPa,比BF/BPh层压板的层间剪切强度提高134.8%。同时,复合材料层压板断裂面SEM表明,热塑性PPEN和PPENK可以显着抑制分层现象以及纤维的拔出和剥离。其次,为了增强热塑性树脂与BPh的相互作用,本文设计、合成了不同分子量的氨基封端杂萘联苯聚芳醚腈酮(PPENK-DA),并用于增韧改性BF/BPh复合材料。通过DSC表征了BPh/PPENK-DA共混物的固化动力学,并对树脂体系固化物的耐热稳定性进行了详细研究。考察了PPENK-DA的分子量对BF/BPh/PPENK-DA复合材料力学性能的影响。结果表明,当PPENK-DA的数均分子量为8000时,BF/BPh/PPENK-DA层压板的弯曲强度可达740 MPa。并且PPENK-DA数均分子量为10000时无缺口冲击强度可达116.3 k J/m2。DMA研究结果表明,复合材料材料保持优异的热机械性能。同时,复合材料层压板断裂面SEM表明树脂基体与玄武岩纤维有较好的界面粘结性。
高亮,霍红宇,周典瑞,张宝艳,胡君[5](2020)在《基于动态共价化学树脂及复合材料的研究进展》文中研究指明树脂基复合材料在航空航天等关键领域应用广泛,其用量已成为衡量装备先进性的重要标志。热固性树脂基复合材料难以反复加工和降解回收;热塑性树脂基复合材料成型温度高、工艺性差。基于动态共价化学的新型树脂可解决热固性和热塑性存在的上述问题,使树脂基复合材料实现颠覆性发展成为可能。本文概述了动态共价化学和共价自适应网络的基本原理,介绍了近年来动态共价化学在树脂基复合材料领域的主要研究工作,突出了基于动态共价化学的树脂基复合材料在可重塑、易回收、自修复以及智能驱动等方面的性能优势。最后对新型树脂基复合材料的发展提出建议,重点在于完善键交换反应机理和松弛模型;开发更多高性能、商业化体系;基于动态共价化学树脂,发展树脂基复合材料成型、连接、修补、回收技术,推进应用。
邢丽英,冯志海,包建文,礼嵩明[6](2020)在《碳纤维及树脂基复合材料产业发展面临的机遇与挑战》文中研究表明本文介绍了国内外高性能碳纤维、碳纤维增强树脂基复合材料、复合材料制造技术等发展现状及未来发展趋势,总结了国内碳纤维增强树脂基复合材料产业发展存在的问题,分析了国内碳纤维增强树脂基复合材料产业发展的需求,提出了碳纤维增强树脂基复合材料重点发展方向。
包建文,钟翔屿,张代军,彭公秋,李伟东,石峰晖,李晔,姚锋,常海峰[7](2020)在《国产高强中模碳纤维及其增强高韧性树脂基复合材料研究进展》文中进行了进一步梳理高强中模碳纤维增强复合材料是当前及未来相当长时期内主要的航空结构复合材料。借鉴国外高强中模碳纤维及其高韧性复合材料发展经验,在国内高强型碳纤维复合材料成熟经验的基础上,实现了高强中模T800级碳纤维规模化生产,系统分析了与国产高强中模碳纤维匹配的树脂基体、预浸料及其复合材料技术现状。国产T800H级碳纤维增强高韧性环氧树脂基和双马树脂基复合材料抗冲击性能达到国外同类复合材料的水平,高韧性环氧树脂基复合材料的耐湿热性能优于国外同等韧性的复合材料。国产T800H级碳纤维增强高韧性复合材料预浸料具有优异的工艺性能,可同时满足手工铺贴、自动铺带和自动铺丝3种铺放工艺要求。在T800级复合材料成熟应用的基础上,未来主要发展高压缩强度、高模量和基于BVID的高冲击韧性高强中模碳纤维复合材料。
刘吉凯[8](2020)在《芳纶/环氧阻燃复合材料密封圆筒的设计与成型工艺研究》文中提出复合材料管状结构是一种具有合理受力形式的结构元件,结构稳定性好且具有较高的比强度、比刚度,因此在军事、航空、建筑、医疗卫生等领域有着非常广泛的应用。当前随着人们安全意识提高以及复合材料应用范围的不断扩大,高阻燃性已逐渐成为复合材料的必备性能之一。对位芳纶不仅具有优异的物理机械性能,还具有出色的阻燃、耐高温性能。本文选用对位芳纶和无卤阻燃环氧树脂为原料,设计开发了一种具有高阻燃、抗压、密封等功能的复合材料储藏筒。本文具体的研究内容和结论如下:(1)制备了不同成型压力条件下的模压成型复合材料层合板,测试并分析了层压板的厚度及纤维体积分数、力学性能及金相显微结构在不同成型压力下的变化规律。结果表明,随着成型压力增大,层合板厚度减小,纤维体积分数增大,纤维间排列更为致密,富树脂区减少,综合力学性能提高。当成型压力达到0.8Mpa时,综合力学性能最优。继续增加压力,综合力学性能下降,厚度、纤维体积含量以及纤维间排列和分布的紧密性基本不再发生变化。最终制品的纤维体积分数可达60%。(2)对成型压力为0.8 Mpa的层合板试样进行阻燃性能测试。结果表明,层合板的极限氧指数(LOI)为44.57%,达到难燃材料等级;垂直燃烧性能测试结果可达V-0级要求。试样的耐热性能、阻燃性能优异。(3)在ABAQUS中建立了不同壁厚圆管径向局部受载的有限元模型,载荷大小为20000 N,作用于长为225 mm的圆筒壳横截面的四分之一弧面上。采用最大应力准则和von Mises屈服准则综合判断复合材料圆筒壳在给定载荷条件下是否发生损伤破坏,合理确定圆管在给定载荷作用下不产生破坏的厚度值。结果表明,当壁厚为1.96 mm时,最大主应力为523.5 Mpa,大于材料纤维方向的拉伸失效应力,最大剪切应力为36.2 Mpa,大于材料的剪切失效应力,判断模型产生结构破坏,不符合设计要求;当壁厚为2.2 mm,虽然该厚度符合设计要求,但该厚度下模拟结果的最大主应力和剪切应力与材料的强度极限较为接近,产生损伤的风险较大,出于安全性考虑,不采用该厚度值;当壁厚为2.44 mm时,最大等效应力为341.7 Mpa,远小于材料的屈服强度504.5 Mpa;最大主应力为391.4 Mpa,远小于材料纤维方向的拉伸强度504.5 Mpa;最大剪切应力为26.4 Mpa,小于材料的抗剪切强度33.0 Mpa,故确定圆管的设计壁厚为2.44 mm。(4)根据圆管的设计尺寸,采用热压罐成型工艺制备了芳纶复合材料圆管,测试其径向压缩性能并对其进行封头设计。结果表明圆管成型壁厚为2.46 mm,与设计壁厚基本一致;其径向压缩破坏载荷为23939 N,满足其径向在20000 N载荷作用下不产生破坏的设计要求,可在一定程度上说明模拟分析结果具有较高精确度;采用胶粘剂将金属结构封头与圆管两端连接以实现密封,一端为不可拆卸的椭圆形封头,另一端为螺纹连接的便捷、可拆卸式封头。
刘豫霖[9](2020)在《树脂基复合材料机匣安装边连接强度分析与试验研究》文中认为复合材料正越来越多地被运用于航空航天器的制造中,并已成为飞行器和航空发动机制造的关键材料之一。安装螺栓连接结构是用于连接航空发动机机匣的常用连接结构,常见的安装边连接结构包括单剪搭接连接结构和L型对接连接结构。航空发动机工作环境复杂多变,开展不同工况下的复合材料机匣安装边连接强度研究能够对航空发动机机匣的工程研制与设计提供一定的技术支持。本文主要研究内容如下:(1)开展不同温度环境,不同预紧力工况下的航空发动机机匣安装边螺栓连接结构静载拉伸试验。试验连接结构包括分别为螺栓单剪搭接连接结构和L型对接结构。探究这两种典型安装边连接结构的静载失效过程,研究不同温度环境和不同螺栓预紧力水平对复合材料-金属机械连接结构静载强度和结构损伤情况的影响规律。(2)针对两种复合材料机匣安装边典型结构(单钉单剪螺栓连接结构和L型连接结构)在温度环境和不同预紧力工况下的单轴静拉伸强度问题,建立了三维逐渐损伤静强度分析模型和有限元分析方法。基于经典的复合板单层板理论,引入温度引起的热变形,选用改进型的三维Hashin失效准则作为失效判定依据,确定逐渐损伤分析过程中单元性能退化方案,提出复合材料螺栓连接结构总体最终失效的判定依据。基于ANSYS有限元软件分析平台,采用APDL语言开发了复合材料螺栓连接结构单轴拉伸仿真分析程序,并结合算例验证了所提出的模型方法的有效性。(3)运用建立的复合材料螺栓连接结构的逐渐损伤分析模型,模拟单钉单剪螺栓连接结构和复合材料L型安装边连接结构在不同温度和不同预紧力工况下的静载拉伸过程,并进行结构静强度预测。结果表明:两种结构在各工况下的位移-载荷曲线与试验实际加载曲线吻合较好;两种结构试验实际破坏形式与仿真破坏形式一致;两种结构静强度预测值与试验结果相比预测误差较小,验证本文提出的预测模型及方法的有效性。(4)对试验和仿真的结果和损伤发展过程进行对比分析,结果表明:(a)单钉搭接连接结构在拉伸过程中损伤情况延层合板厚度方向会呈现出不平衡性,靠近搭接板的一侧损伤情况最为严重,沿板厚方向,铺层越是远离搭接板,损伤情况越轻微。(b)L型对接结构的主要损伤形式与所用复合材料的层间性能有关,即与复合材料树脂基体的性能相关。树脂基体的性能受环境温度影响较大,这也解释了L型连接结构在200°C下强度大幅衰减的原因。
郭晓君[10](2020)在《机载雷达支架的轻量化设计及其冲击性能研究》文中研究说明随着信息技术和电子技术的进步,飞机平台向智能化、网络化、功能化发展,这意味着有更多的设备需要集成在飞机平台上以完成相应的功能,所以机载设备的轻量化研究成为重要课题之一。轻量化设计一般通过结构优化设计、制造工艺改进和使用轻质材料来实现,随着先进复合材料的发展和应用,使用新型材料成为轻量化设计的主要方法。碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)由于其比强度、比模量高,可设计性好,易于构件整体成型等特点,广泛应用于航空航天领域。碳纤维复合材料的成型方式通常是浸渍铺叠、固化成型,铺层之间完全依靠树脂基体传递载荷,其层间结合强度通常较弱,对冲击载荷非常敏感,容易产生分层现象,使整个结构丧失功能。本文主要基于碳纤维增强树脂基复合材料对机载雷达辐射器支架进行了轻量化设计,并对其抗冲击性能进行了分析研究,以确认在工作环境下能否完成正常功能。首先,设计了CFRP雷达支架的结构。根据CFRP的成型工艺以及其易于整体成型的特点,将原支架的三个铝合金构件合并为一个CFRP构件,通过初步的静力学分析,确定了支架的基本结构。采用UG与ANSYS Workbench的联合仿真技术,针对支架的关键尺寸在UG中建立了支架的参数化模型,在Workbench中建立了多因素多水平实验,应用响应面分析法对支架进行优化设计,得到了支架的最佳尺寸组合。随后进行了随机振动分析,验证了该支架在飞机的振动环境下能够保证刚度要求。其次,研究了CFRP材料的抗冲击性能。测试了CFRP试件在不同冲击能量下的损伤情况,分析其损伤机理。采用Abaqus软件建立了CFRP复合材料模型,使用Hashin失效准则和渐进损伤演化分析方法研究了其不同模式的损伤情况。采用内聚力单元模拟复合材料的分层现象,使用名义二次应力准则和基于能量的混合型B-K准则来判定其损伤情况和损伤演化过程。对比有限元仿真与试验的结果,探究CFRP内部损伤规律。最后,建立了雷达支架的复合材料模型,研究其在冲击载荷下的响应和材料损伤情况。为研究铺层层数与冲击响应的关系,设计了准各向同性的铺层方案,当铺层层数越多时,支架的刚度越好,其冲击响应位移值越小;当每个方向的纤维含量相同,但铺层顺序不同时,相邻铺层之间的夹角越大,支架的冲击响应位移值越小。在冲击载荷下,CFRP支架的层内损伤易发生于底部和顶部与其它构件连接处,还有支架圆弧处,首先发生的损伤模式是基体拉伸损伤;分层损伤也容易发生在支架底部和圆弧处,且支架底部外层纤维分层的可能性最大。在坠撞安全冲击试验条件下,支架底部开始萌生分层损伤,但是其损伤状况并未完全失效,且损伤面积很小,所以不会影响实际使用情况。
二、先进树脂基复合材料的发展和应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、先进树脂基复合材料的发展和应用(论文提纲范文)
(1)先进树脂基复合材料成型工艺仿真软件研发综述(论文提纲范文)
0 引言 |
1 软件概述 |
2 算法与技术研发现状 |
2.1 RTM成型工艺 |
2.2 热压罐成型工艺 |
2.3 树脂升温固化 |
2.4 模压成型工艺和缠绕成型工艺 |
3 软件发展现状 |
4 国内外研发差距 |
5 展望与建议 |
(2)多酚修饰碳纤维/环氧树脂复合材料的制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 碳纤维及其树脂基复合材料简介 |
1.3 碳纤维复合材料界面 |
1.4 碳纤维表面处理研究进展 |
1.4.1 表面氧化 |
1.4.2 等离子体处理 |
1.4.3 化学接枝 |
1.4.4 上浆处理 |
1.4.5 电沉积处理 |
1.4.6 纳米粒子修饰 |
1.4.7 其他处理方法 |
1.5 贻贝启发的碳纤维表面处理研究进展 |
1.6 酚-胺共沉积研究进展 |
1.7 本文的主要研究内容 |
第2章 实验原料、仪器及表征 |
2.1 实验原料及仪器 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 化学试剂 |
2.1.3 实验及测试设备 |
2.2 测试与表征 |
2.2.1 扫描电子显微镜 |
2.2.2 紫外可见吸收光谱 |
2.2.3 傅里叶变换红外光谱 |
2.2.4 拉曼光谱 |
2.2.5 热稳定性 |
2.2.6 X射线光电子能谱 |
2.2.7 浸润性 |
2.2.8 单丝拉伸强度 |
2.2.9 复合材料界面剪切性能 |
2.2.10 复合材料层间剪切性能 |
2.2.11 复合材料横向拉伸性能 |
2.2.12 复合材料弯曲性能 |
2.2.13 复合材料断面形貌分析 |
第3章 邻苯二酚-聚乙烯亚胺共沉积碳纤维的制备及其环氧树脂复合材料界面性能的研究 |
3.1 引言 |
3.2 邻苯二酚-聚乙烯亚胺共沉积碳纤维及其环氧树脂复合材料的制备 |
3.2.1 邻苯二酚-聚乙烯亚胺共沉积碳纤维的制备 |
3.2.2 邻苯二酚-聚乙烯亚胺共沉积碳纤维/环氧树脂复合材料的制备 |
3.3 邻苯二酚-聚乙烯亚胺共沉积碳纤维的表征 |
3.3.1 邻苯二酚-聚乙烯亚胺反应后紫外-可见光谱分析 |
3.3.2 共沉积处理前后碳纤维表面形貌分析 |
3.3.3 共沉积处理前后碳纤维热稳定性分析 |
3.3.4 共沉积处理前后碳纤维红外光谱分析 |
3.3.5 共沉积处理前后碳纤维拉曼光谱分析 |
3.3.6 共沉积处理前后碳纤维XPS分析 |
3.3.7 共沉积处理前后碳纤维浸润性分析 |
3.3.8 共沉积处理前后碳纤维单丝拉伸强度分析 |
3.4 邻苯二酚-聚乙烯亚胺共沉积对碳纤维/环氧树脂复合材料界面性能的影响 |
3.4.1 复合材料界面剪切强度 |
3.4.2 复合材料层间剪切强度 |
3.4.3 复合材料横向拉伸强度 |
3.4.4 复合材料弯曲性能 |
3.4.5 复合材料断面形貌 |
3.4.6 复合材料界面增强机理 |
3.5 本章小结 |
第4章 单宁酸-氨丙基三乙氧基硅烷共沉积碳纤维的制备及其环氧树脂复合材料界面性能的研究 |
4.1 前言 |
4.2 单宁酸-氨丙基三乙氧基硅烷共沉积碳纤维及其环氧树脂复合材料的制备 |
4.2.1 单宁酸-氨丙基三乙氧基硅烷共沉积碳纤维的制备 |
4.2.2 单宁酸-氨丙基三乙氧基硅烷共沉积碳纤维/环氧树脂复合材料的制备 |
4.3 单宁酸-氨丙基三乙氧基硅烷共沉积碳纤维的表征 |
4.3.1 共沉积处理前后碳纤维表面形貌分析 |
4.3.2 共沉积处理前后碳纤维热稳定性分析 |
4.3.3 共沉积处理前后碳纤维红外光谱分析 |
4.3.4 共沉积处理前后碳纤维拉曼光谱分析 |
4.3.5 共沉积处理前后碳纤维XPS分析 |
4.3.6 共沉积处理前后碳纤维浸润性分析 |
4.3.7 共沉积处理前后碳纤维单丝拉伸强度分析 |
4.4 单宁酸-氨丙基三乙氧基硅烷共沉积对碳纤维/环氧树脂复合材料界面性能的影响 |
4.4.1 复合材料界面剪切强度 |
4.4.2 复合材料层间剪切强度 |
4.4.3 复合材料横向拉伸强度 |
4.4.4 复合材料弯曲性能 |
4.4.5 复合材料断面形貌 |
4.4.6 复合材料界面增强机理 |
4.5 本章小结 |
第5章 没食子酸-明胶共沉积碳纤维的制备及其环氧树脂复合材料界面性能的研究 |
5.1 前言 |
5.2 没食子酸-明胶共沉积碳纤维及其环氧树脂复合材料的制备 |
5.2.1 没食子酸-明胶共沉积碳纤维的制备 |
5.2.2 没食子酸-明胶共沉积碳纤维/环氧树脂复合材料的制备 |
5.3 没食子酸-明胶共沉积碳纤维的表征 |
5.3.1 共沉积处理前后碳纤维表面形貌分析 |
5.3.2 共沉积处理前后碳纤维热稳定性分析 |
5.3.3 共沉积处理前后碳纤维红外光谱分析 |
5.3.4 共沉积处理前后碳纤维拉曼光谱分析 |
5.3.5 共沉积处理前后碳纤维XPS分析 |
5.3.6 共沉积处理前后碳纤维浸润性分析 |
5.3.7 共沉积处理前后碳纤维单丝拉伸强度分析 |
5.4 没食子酸-明胶共沉积对碳纤维/环氧树脂复合材料界面性能的影响 |
5.4.1 复合材料界面剪切强度 |
5.4.2 复合材料层间剪切强度 |
5.4.3 复合材料弯曲性能 |
5.4.4 复合材料断面形貌 |
5.4.5 复合材料界面增强机理 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论 |
本论文创新点 |
未来工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
攻读博士学位期间研究成果 |
(3)Fe基金属纤维增强树脂基复合材料的制备及其电磁性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的目的和意义 |
1.2 树脂基复合材料概述 |
1.2.1 树脂基复合材料的制备 |
1.2.2 树脂基复合材料的性能评价 |
1.3 功能复合材料的电磁性能研究概述 |
1.3.1 电磁屏蔽及微波吸收材料的工作原理 |
1.3.2 电磁屏蔽及微波吸收剂类型及性能 |
1.3.3 功能复合材料电磁性能的研究现状 |
1.4 基于电磁屏蔽及微波吸收特性的树脂基复合材料应用现状 |
1.5 主要研究内容 |
第二章 试验材料制备及研究方法 |
2.1 试验材料的制备 |
2.1.1 Fe-Si-B-Nb系金属纤维的制备 |
2.1.2 Fe基金属纤维增强树脂基复合材料的制备 |
2.2 组织结构表征 |
2.2.1 X射线衍射分析(XRD) |
2.2.2 差示扫描量热分析(DSC) |
2.2.3 扫描电子显微镜(SEM) |
2.2.4 透射电子显微镜(TEM) |
2.3 力学性能测试 |
2.3.1 拉伸试样的制备 |
2.3.2 拉伸力学性能测试 |
2.4 一般磁学性能分析与测试 |
2.5 电磁性能测试与评价 |
2.5.1 电磁屏蔽及微波吸收性能测试平台的构建 |
2.5.2 电磁屏蔽及微波吸收性能测试与评价 |
第三章 Fe-Si-B-Nb系金属纤维的组织结构表征及其力学性能分析 |
3.1 Fe-Si-B-Nb系金属纤维的组织结构表征 |
3.1.1 Fe-Si-B-Nb系金属纤维的相组成分析 |
3.1.2 Fe-Si-B-Nb系金属纤维特征温度的确定 |
3.1.3 Fe-Si-B-Nb系金属纤维的SEM形貌及EDS分析 |
3.1.4 Fe-Si-B-Nb系金属纤维的TEM形貌分析 |
3.2 Fe-Si-B-Nb系金属纤维的一般磁学性能研究 |
3.3 Fe-Si-B-Nb系金属纤维的拉伸力学性能研究 |
3.3.1 Fe-Si-B-Nb系金属纤维的拉伸特性分析 |
3.3.2 基于Weibull统计的Fe-Si-B-Nb系金属纤维断裂可靠性分析 |
3.3.3 Fe-Si-B-Nb系金属纤维的断口形貌及断裂机理分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 Fe基金属纤维增强树脂基复合材料的电磁性能研究 |
4.1 Fe基金属纤维的排布距离对其电磁性能的影响 |
4.1.1 K波段电磁性能分析 |
4.1.2 R波段电磁性能分析 |
4.2 Fe基金属纤维排布层数对复合材料电磁性能的影响 |
4.2.1 K波段电磁性能分析 |
4.2.2 R波段电磁性能分析 |
4.3 Fe基金属纤维的排布方式对其电磁性能的影响 |
4.3.1 金属纤维单向排布对复合材料电磁性能的影响规律 |
4.3.2 金属纤维经纬交替排布对复合材料电磁性能的影响规律 |
4.3.3 金属纤维经纬编织层循环排布对复合材料电磁性能的影响规律 |
4.4 Nb掺杂Fe基金属纤维增强树脂基复合材料的电磁性能分析 |
4.4.1 K波段Nb掺杂Fe基金属纤维增强树脂基复合材料的电磁性能分析 |
4.4.2 R波段Nb掺杂Fe基金属纤维增强树脂基复合材料的电磁性能分析 |
4.5 Fe基金属纤维增强树脂基复合材料电磁性能作用机理分析 |
4.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位论文期间发表的学术论文及研究成果 |
个人简介 |
(4)BF/邻苯二甲腈树脂基复合材料增韧改性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
1 文献综述 |
1.1 耐高温热固性树脂基复合材料 |
1.1.1 聚酰亚胺树脂基复合材料 |
1.1.2 聚芳基乙炔树脂基复合材料 |
1.1.3 氰基树脂基复合材料 |
1.2 邻苯二甲腈树脂结构与性能 |
1.3 热固性树脂的增韧方法 |
1.3.1 橡胶增韧 |
1.3.2 刚性粒子增韧 |
1.3.3 热塑性树脂增韧 |
1.4 含杂萘联苯结构聚芳醚腈热塑性树脂 |
1.5 本论文研究目标与研究思路 |
2 BPh/PPENs共混体系及其复合材料的制备与性能研究 |
2.1 前言 |
2.2 实验试剂及测试方法 |
2.2.1 实验原料与试剂 |
2.2.2 测试与表征方法 |
2.3 实验部分 |
2.3.1 BPh/PPEN、BPh/PPENK共混体系的制备 |
2.3.2 BF增强BPh/PPEN、BPh/PPENK共混体系复合材料的制备 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 共混体系的固化动力学研究 |
2.4.2 共混体系的流变行为研究 |
2.4.3 共混体系结构红外表征 |
2.4.4 共混体系的热稳定分析 |
2.4.5 复合材料的力学和热性能 |
2.4.6 复合材料的微观形貌 |
2.5 本章小结 |
3 BPh/PPENK-DA共混体系及其复合材料的制备与性能研究 |
3.1 前言 |
3.2 实验原料及测试方法 |
3.2.1 实验试剂及原料 |
3.2.2 测试与表征方法 |
3.3 实验部分 |
3.3.1 聚合物PPENK-DA的合成 |
3.3.2 BPh/PPENK-DA共混体系的制备 |
3.3.3 BF增强BPh/PPEN、BPh/PPENK共混体系复合材料的制备 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 聚合物PPENK-DA的结构和表征 |
3.4.2 共混体系的固化动力学研究 |
3.4.3 共混体系的流变行为研究 |
3.4.4 共混体系的热稳定性分析 |
3.4.5 复合材料的力学和热性能 |
3.4.6 复合材料的动态力学性能研究 |
3.4.7 复合材料的微观形貌研究 |
3.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(5)基于动态共价化学树脂及复合材料的研究进展(论文提纲范文)
1 基于动态共价化学的新型树脂体系 |
1.1 动态共价化学 |
1.2 共价自适应网络 |
1.3 键交换反应催化剂 |
2 基于动态共价化学的新型树脂基复合材料 |
2.1 可重塑、易回收新型树脂基复合材料 |
2.2 自修复新型树脂基复合材料 |
2.3 智能驱动新型树脂基复合材料 |
3 结束语 |
(7)国产高强中模碳纤维及其增强高韧性树脂基复合材料研究进展(论文提纲范文)
1 国产高强中模碳纤维进展 |
2 国产高强中模碳纤维增强树脂基复合材料进展 |
2.1 国外高强中模碳纤维增强高韧性热压罐复合材料现状 |
2.2 国产高强中模碳纤维增强高韧性树脂基复合材料技术现状 |
2.3 国产高强中模碳纤维增强液体成型复合材料技术 |
3 国产高强中模碳纤维增强高韧性树脂基复合材料自动化工艺适应性 |
4 高强中模碳纤维增强高韧性结构复合材料发展趋势 |
5 结束语 |
(8)芳纶/环氧阻燃复合材料密封圆筒的设计与成型工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 对位芳纶及其复合材料 |
1.2.1 对位芳纶的性能 |
1.2.2 复合材料用树脂基体 |
1.2.3 芳纶复合材料的应用 |
1.3 模压成型工艺 |
1.3.1 模压成型工艺的原理和特点 |
1.3.2 模压成型工艺流程 |
1.4 热压罐成型工艺 |
1.5 纤维增强树脂基复合材料连接技术 |
1.5.1 复合材料胶接连接 |
1.5.2 复合材料机械连接 |
1.5.3 新型连接方式与展望 |
1.6 课题研究背景及主要内容 |
1.6.1 课题研究背景及意义 |
1.6.2 课题研究内容 |
第二章 试验部分 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验仪器 |
2.3 测试方法 |
2.3.1 复合材料层合板厚度 |
2.3.2 层合板纤维体积含量测试 |
2.3.3 力学性能测试 |
2.3.4 垂直燃烧等级 |
2.3.5 极限氧指数(LOI) |
2.3.6 金相显微镜分析 |
第三章 复合材料层合板的制备及表征 |
3.1 引言 |
3.2 芳纶/环氧复合材料模压成型工艺 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 复合材料层合板模压成型工艺实施 |
3.3 成型压力对复合材料性能的影响 |
3.3.1 厚度及纤维体积含量 |
3.3.2 复合材料层合板的力学性能 |
3.3.3 复合材料层合板的微观结构 |
3.4 芳纶/环氧复合材料的阻燃性能分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 圆筒壳径向压缩的有限元分析及厚度设计 |
4.1 引言 |
4.2 有限元建模 |
4.2.1 材料模型 |
4.2.2 约束和边界条件 |
4.3 结果分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 复合材料圆管成型及密封设计 |
5.1 引言 |
5.2 工艺方法 |
5.3 复合材料圆管径向压缩性能 |
5.4 复合材料圆管封头设计 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的研究成果 |
致谢 |
(9)树脂基复合材料机匣安装边连接强度分析与试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
注释表 |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景、研究目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 风扇机匣的研究现状 |
1.2.2 风扇机匣安装边螺栓连接结构的研究现状 |
1.2.3 先进树脂基复合材料的研究现状 |
1.2.4 逐渐累积损伤复合材料强度分析方法研究现状 |
1.3 目前研究存在的问题 |
1.4 本文研究的主要内容 |
第二章 温度环境下复合材料螺栓连接结构的静载试验研究 |
2.1 引言 |
2.2 复合材料/金属螺栓连接结构试验件与试验设备 |
2.2.1 试验件设计 |
2.2.2 单轴拉伸静强度力学试验环境与试验条件 |
2.2.3 试验件编号 |
2.2.4 试验件质量检查 |
2.3 单钉单剪螺栓连接结构单轴拉伸静强度试验研究 |
2.3.1 室温情况下单钉单剪螺栓连接结构单轴拉伸试验 |
2.3.2 温度环境下单钉单剪螺栓连接结构单轴拉伸试验 |
2.3.3 单钉单剪螺栓连接结构单轴拉伸静强度变化规律 |
2.4 复合材料L型螺栓连接结构单轴拉伸静强度试验研究 |
2.4.1 室温情况下复合材料L型螺栓连接结构单轴拉伸试验 |
2.4.2 温度环境下复合材料L型螺栓连接结构单轴拉伸试验 |
2.4.3 复合材料L型连接结构损伤检测与分析 |
2.4.4 复合材料L型连接结构单轴拉伸静强度变化规律 |
2.5 本章小结 |
第三章 复合材料螺栓连接结构逐渐损伤模型和分析方法 |
3.1 引言 |
3.2 不同温度环境下复合材料层合板的单层板本构关系 |
3.3 不同温度环境下静载逐渐损伤分析方法 |
3.3.1 静载下应力分析 |
3.3.2 失效判定准则 |
3.3.3 材料性能退化 |
3.3.4 螺栓预紧力的施加 |
3.4 逐渐损伤程序计算流程 |
3.5 算例验证 |
3.6 本章小结 |
第四章 复合材料螺栓连接结构仿真分析与试验验证 |
4.1 引言 |
4.2 单钉单剪螺栓连接结构静强度预测分析与试验验证 |
4.2.1 室温情况单钉单剪螺栓连接结构静强度逐渐损伤分析 |
4.2.2 温度环境单钉单剪螺栓连接结构静强度逐渐损伤分析 |
4.3 复合材料L型连接结构静强度预测分析与试验验证 |
4.3.1 室温情况复合材料L型连接结构静强度逐渐损伤分析 |
4.3.2 温度环境复合材料L型连接结构静强度逐渐损伤分析 |
4.3.3 复合材料L型连接结构断裂强度预测 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 全文工作总结 |
5.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间发表的学术论文 |
附录1 T300/BMP316 各温度环境力学性能 |
(10)机载雷达支架的轻量化设计及其冲击性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 碳纤维增强树脂基复合材料在航空领域的应用 |
1.2.2 雷达结构的轻量化研究 |
1.2.3 碳纤维增强树脂基复合材料冲击性能研究 |
1.3 本课题主要研究内容与方法 |
第2章 雷达支架的轻量化设计 |
2.1 机载雷达的工况分析 |
2.2 碳纤维增强树脂基复合材料的成型方式 |
2.3 支架结构的初步确定 |
2.4 参数化建模与构件尺寸优化设计 |
2.4.1 参数化模型的建立 |
2.4.2 有限元分析的前处理 |
2.4.3 优化数学模型建立 |
2.4.4 响应面分析 |
2.4.5 优化设计结果分析 |
2.5 随机振动分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 复合材料冲击损伤分析方法 |
3.1 材料本构 |
3.1.1 各向异性材料的本构关系 |
3.1.2 层间界面本构关系 |
3.2 材料损伤判定准则 |
3.2.1 层合板失效准则判定 |
3.2.2 分层起始损伤判定准则 |
3.3 材料损伤演化模型 |
3.3.1 层压板损伤演化模型 |
3.3.2 分层损伤演化模型 |
3.4 冲击过程有限元分析 |
3.4.1 冲击动力学方程 |
3.4.2 控制方程求解 |
3.5 本章小结 |
第4章 碳纤维增强树脂基复合材料抗冲击性能研究 |
4.1 碳纤维增强树脂基复合材料抗冲击性能测试 |
4.1.1 试验方案确定 |
4.1.2 试验结果分析 |
4.2 碳纤维增强树脂基复合材料冲击性能数值模拟 |
4.2.1 碳纤维增强树脂基复合材料有限元模型 |
4.2.2 冲击试验有限元仿真结果 |
4.3 本章小结 |
第5章 CFRP雷达支架的冲击响应及损伤分析 |
5.1 冲击试验环境 |
5.2 支架冲击响应分析 |
5.2.1 有限元模型的建立 |
5.2.2 铺层层数对构件冲击响应的影响 |
5.2.3 铺层相邻间隔角度对构件冲击响应的影响 |
5.3 构件层内损伤研究 |
5.4 构件层间损伤研究 |
5.4.1 有限元模型的建立 |
5.4.2 构件层间损伤分析 |
5.4.3 内聚力单元厚度对层间损伤的影响 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论 |
6.1 主要研究结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
四、先进树脂基复合材料的发展和应用(论文参考文献)
- [1]先进树脂基复合材料成型工艺仿真软件研发综述[J]. 赵亮,肖纳敏. 软件导刊, 2021(10)
- [2]多酚修饰碳纤维/环氧树脂复合材料的制备及性能研究[D]. 张孟杰. 长春工业大学, 2021(08)
- [3]Fe基金属纤维增强树脂基复合材料的制备及其电磁性能研究[D]. 庞梦瑶. 内蒙古工业大学, 2021(01)
- [4]BF/邻苯二甲腈树脂基复合材料增韧改性研究[D]. 乔越. 大连理工大学, 2021(01)
- [5]基于动态共价化学树脂及复合材料的研究进展[J]. 高亮,霍红宇,周典瑞,张宝艳,胡君. 材料工程, 2020(11)
- [6]碳纤维及树脂基复合材料产业发展面临的机遇与挑战[J]. 邢丽英,冯志海,包建文,礼嵩明. 复合材料学报, 2020(11)
- [7]国产高强中模碳纤维及其增强高韧性树脂基复合材料研究进展[J]. 包建文,钟翔屿,张代军,彭公秋,李伟东,石峰晖,李晔,姚锋,常海峰. 材料工程, 2020(08)
- [8]芳纶/环氧阻燃复合材料密封圆筒的设计与成型工艺研究[D]. 刘吉凯. 东华大学, 2020(01)
- [9]树脂基复合材料机匣安装边连接强度分析与试验研究[D]. 刘豫霖. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [10]机载雷达支架的轻量化设计及其冲击性能研究[D]. 郭晓君. 太原理工大学, 2020(07)