高精度碳纤维增强树脂复合材料夹层天线面板热变形影响参数仿真与实验 被引量：10

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作者 吴楠 郝旭峰 +4 位作者 史耀辉 鞠博文 钱元 蔡登安 周光明 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1619-1628,共10页

为满足亚毫米波、太赫兹波段等高频天线反射面的应用需求,采用附加树脂修型技术制得1米级、面形精度优于10μm均方差(RMS)的碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料天线面板。主要开展了针对高精度CFRP复合材料面板在极端低温环境下的热变形机制... 为满足亚毫米波、太赫兹波段等高频天线反射面的应用需求,采用附加树脂修型技术制得1米级、面形精度优于10μm均方差(RMS)的碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料天线面板。主要开展了针对高精度CFRP复合材料面板在极端低温环境下的热变形机制研究。根据基础材料性能测试数据,建立面板的有限元仿真模型,预测大温差工况下多结构参数面板的热变形残差,分析了影响面板热变形特性的主要因素。比较了铝蜂窝和碳管阵列夹芯两种面板结构热变形特性的差异。结果表明,碳管夹芯结构面板具备更高的比刚度和热稳定性。通过仿真结构优化给出了面板的结构设计参数,并重新试制了原型面板。采用基于高精度数字摄影测量的实验方法,对铝蜂窝和碳管阵列两种夹芯结构原型面板在低温环境下的热变形误差进行了测量,通过分析实验与仿真结果的误差来源,讨论了有限元预测方法的可行性,给出了针对高精度CFRP复合材料面板设计及工艺方法的指导意见。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂(CFRP) 复合材料 高精度面板 极端环境 热稳定性 摄影测量

原文传递

实际工作背景下脑力与体力因素叠加效应对认知负荷的影响

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作者 鞠博文 程珊 +3 位作者 丛林 胡文东 马进 惠铎铎 《空军航空医学》 2024年第3期193-198,共6页

目的探索在执行认知任务时,伴随的体力活动对作业者的主观负荷感、作业绩效及心率变异性的影响规律。方法符合条件的33名男性受试者分别在3种左上肢等张收缩体力负荷条件(0、3、5 kg)下完成2-back认知任务(每种条件间隔1周),全程采集心... 目的探索在执行认知任务时,伴随的体力活动对作业者的主观负荷感、作业绩效及心率变异性的影响规律。方法符合条件的33名男性受试者分别在3种左上肢等张收缩体力负荷条件(0、3、5 kg)下完成2-back认知任务(每种条件间隔1周),全程采集心电信号。任务后利用航空航天局任务负荷指数量表评估受试者的主观任务负荷感,并记录认知绩效(平均反应时间、正确率等)。结果与无体力活动相比,中体力与高体力活动增加了受试者认知任务的主观负荷感(t=2.235~14.841,P均<0.05)、平均反应时间(t=-2.263、-3.284,P=0.031、0.002)和任务的误检率(Z=-2.978,P=0.003)。同时,体力负荷也增加作业者心率(Z=-4.899,P<0.001)和心率变异性的低频功率值(Z=-2.253,P=0.024),而高频成分降低(Z=-2.010,P=0.044)。在中体力和高体力负荷间,受试者的功能状态差异无统计学意义(P>0.05)。结论认知任务中,作业者遭受的体力负荷会进一步增加任务负荷感,降低任务执行能力,引起交感神经张力增加。本研究结果为飞行员在飞行中脑力负荷的实时评价提供了理论基础。 展开更多

关键词 脑力负荷 体力负荷 心率变异性 主观负荷感 认知绩效

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半豆荚杆先进拉挤预处理工艺研究 被引量：6

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作者 周黄鹤 齐俊伟 +3 位作者 诸静 李涛 鞠博文 肖军 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期66-70,共5页

以先进拉挤(Advanced Pultrusion,简称ADP)制备复合材料豆荚杆为背景,分析现有工艺的不足,提出了预处理工艺,以减轻制件表面纤维畸变和两侧厚度不足等缺陷。着重研究了预处理温度和时间对制件的作用机理,并以轴向拉伸性能和层间拉伸强... 以先进拉挤(Advanced Pultrusion,简称ADP)制备复合材料豆荚杆为背景,分析现有工艺的不足,提出了预处理工艺,以减轻制件表面纤维畸变和两侧厚度不足等缺陷。着重研究了预处理温度和时间对制件的作用机理,并以轴向拉伸性能和层间拉伸强度表征预处理工艺对试样的影响。试验结果表明,1100℃保温50min、105℃保温40min、110℃保温25min三组参数符合预处理工艺要求;2经试验验证,相对直接热压成型,上述预处理工艺参数下制得的试样力学性能没有明显的降低,预处理温度越低,相应的预处理条件下制得的试样力学性能越高。 展开更多

关键词 半豆荚杆 先进拉挤 预处理 纤维畸变 厚度

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针对半豆荚杆的先进拉挤成型压力研究 被引量：4

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作者 鞠博文 齐俊伟 +2 位作者 李涛 诸静 肖军 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期20-26,共7页

采用有限元方法,分析了不同形状与厚度的硅橡胶均压层对半豆荚杆先进拉挤成型时接触压力分布的影响,并以离散系数评价压力分布均匀性的优劣.结果表明：在5 ～50mm厚度范围内,无论增加等距面硅橡胶的垂向厚度还是平移面硅橡胶的竖向厚度... 采用有限元方法,分析了不同形状与厚度的硅橡胶均压层对半豆荚杆先进拉挤成型时接触压力分布的影响,并以离散系数评价压力分布均匀性的优劣.结果表明：在5 ～50mm厚度范围内,无论增加等距面硅橡胶的垂向厚度还是平移面硅橡胶的竖向厚度,压力分布的离散系数均呈现出先减小后增大的变化趋势,模具型面上接触压力的均匀性先提高后降低;采用竖向厚度为10mm的平移面硅橡胶,模具型面上的接触压力分布最均匀,压力分布的离散系数最小,仅为0.8％. 展开更多

关键词 半豆荚杆 先进拉挤 热压模具 硅橡胶 接触压力 有限元分析

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高导热沥青基碳纤维/环氧树脂复合材料的制备及导热性能研究 被引量：4

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作者 唐波 易淼 +6 位作者 梁燕民 吴泽洲 鞠博文 郝旭峰 吕永根 王瑛 吴新锋 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期157-160,共4页

利用液相浸渍/排布-铺层-热压制备工艺制备了高导热沥青基碳纤维/环氧树脂复合材料。研究了沥青基碳纤维种类、碳纤维排布方向、温度变化对碳纤维/环氧复合材料导热性能的影响。结果表明,制备的山西煤化所沥青基碳纤维/环氧复合材料的... 利用液相浸渍/排布-铺层-热压制备工艺制备了高导热沥青基碳纤维/环氧树脂复合材料。研究了沥青基碳纤维种类、碳纤维排布方向、温度变化对碳纤维/环氧复合材料导热性能的影响。结果表明,制备的山西煤化所沥青基碳纤维/环氧复合材料的导热系数达到了322 W/(m·K),远高于常规碳纤维复合材料的导热系数。另外,碳纤维复合材料纤维轴向的导热系数远远高于垂直于纤维轴向的导热系数。温度对碳纤维复合材料也有一定的影响。研究结果将为碳纤维复合材料的制备和应用提供借鉴。 展开更多

关键词 碳纤维 环氧树脂 复合材料 导热系数

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高稳定碳纤维格栅夹层反射器结构设计及型面热变形优化 被引量：3

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作者 张尉博 张琦 +5 位作者 徐宏涛 鞠博文 郝旭峰 王晓蕾 涂家祎 顾轶卓 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2020年第5期40-46,62,共8页

为控制星载反射器在轨运行期间的型面热变形,本文以一口径为1.2 m的抛物面反射器为研究对象,设计出一种制造工艺简单的高稳定碳纤维格栅夹层结构。首先,建立预测型面热变形的数值模拟方法,探究格栅芯子的结构参数对型面热变形的影响,以... 为控制星载反射器在轨运行期间的型面热变形,本文以一口径为1.2 m的抛物面反射器为研究对象,设计出一种制造工艺简单的高稳定碳纤维格栅夹层结构。首先,建立预测型面热变形的数值模拟方法,探究格栅芯子的结构参数对型面热变形的影响,以热变形均方根(RMS)为指标优化格栅的结构形式。然后,按照优化后的结构形式制备反射器,采用近景摄影技术测量低温下的型面热变形,验证了数值模拟方法的有效性。最后,研究了上蒙皮表面的树脂修型膜对型面热变形的影响规律。结果表明:优化后的格栅夹层反射器在-80℃~25℃均匀温度场下的型面热变形RMS为4.03μm,满足亚毫米波天线的使用要求;型面热变形RMS随树脂修型膜厚度和线膨胀系数的增加呈线性增加,因此在修型工艺中应严格控制树脂修型膜的厚度并选用低线膨胀系数的树脂。 展开更多

关键词 格栅夹层 反射器 结构设计 型面 热变形 复合材料

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型面检测修整技术在高精度复合材料反射面加工中的应用

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作者 田杰 侯进森 +4 位作者 王晓蕾 鞠博文 盛涛 薛凌明 郝旭峰 《航天制造技术》 2024年第2期21-24,共4页

为满足宇航等领域对探测技术的发展要求,研究采用型面检测修整技术实现复合材料反射面的高精度加工。针对型面检测修整技术的技术特点进行原理分析,研究满足复合材料高精度加工要求的技术参数和工艺路径。探究了压强、转速和进给速度等... 为满足宇航等领域对探测技术的发展要求,研究采用型面检测修整技术实现复合材料反射面的高精度加工。针对型面检测修整技术的技术特点进行原理分析,研究满足复合材料高精度加工要求的技术参数和工艺路径。探究了压强、转速和进给速度等加工参数对不同型面去除效率以及去除稳定性的影响,并提出了相应解决方案。在已有型面精度数据及云图分布基础上,开展截取误差云图法进行碳纤维复合材料磨削加工,经过多次迭代,使反射面型面精度RMS由初始状态的33.4μm收敛到2.9μm。实现了全碳纤维复合材料反射面的高效高精度加工。 展开更多

关键词 型面检测 修整技术 高精度 复合材料 反射面加工

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纤维增强热塑性复合材料3D打印研究进展

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作者 任佳军 孙颖 +1 位作者 鞠博文 于肖 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第11期122-128,共7页

3D打印(3DP),又称为增材制造(AM),是一种通过连续分层切片与材料层层沉积构建三维物体的新兴技术。近年来,关于3D打印技术的研究在全球范围内呈指数级增长。3D打印技术在航空航天、轨道交通、电子和生物医学等领域有着广泛的应用。纤维... 3D打印(3DP),又称为增材制造(AM),是一种通过连续分层切片与材料层层沉积构建三维物体的新兴技术。近年来,关于3D打印技术的研究在全球范围内呈指数级增长。3D打印技术在航空航天、轨道交通、电子和生物医学等领域有着广泛的应用。纤维作为增强体在热塑性聚合物3D打印中的应用,极大地提高了复合材料的综合力学性能。本文在简要介绍纤维增强复合材料3D打印的发展历史基础上,评述了纤维增强复合材料3D打印的制件性能优化方式、存在问题与未来发展趋势。 展开更多

关键词 3D打印 纤维 复合材料 工艺 性能

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碳纤维复合材料格栅反射面研制进展 被引量：3

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作者 鞠博文 郝旭峰 +6 位作者 史耀辉 徐宏涛 唐靳梅 张尉博 钱元 田杰 王宇 《空间电子技术》 2019年第2期68-73,共6页

为了满足某太赫兹天线高精度、高稳定的需求,采用线膨胀系数极低的全碳纤维格栅结构制备半径为1.2m的反射面。文章首先运用有限元法计算了全碳纤维格栅结构反射面的热变形情况,以验证格栅结构设计的合理性;其次,选择殷钢作为模具材料、M... 为了满足某太赫兹天线高精度、高稳定的需求,采用线膨胀系数极低的全碳纤维格栅结构制备半径为1.2m的反射面。文章首先运用有限元法计算了全碳纤维格栅结构反射面的热变形情况,以验证格栅结构设计的合理性;其次,选择殷钢作为模具材料、M55J/氰酸脂复合材料作为反射面材料,采用热压罐成型工艺,在中温条件下分别固化内、外蒙皮与格栅板;再次,采用数控铣削加工形状各异的格栅筋板,并在筋板上开槽以实现格栅结构的拼装;最后,在常温条件下,利用重物加压的方式实现低应力胶接,并采用高精度摄影测量技术检测反射面的初始面型精度及热变形后精度。结果表明,采用有限元法模拟反射面降温70℃条件下的热变形为1.2μm;采用摄影测量检测30℃初始面型精度(RMS)为5.5μm,-40℃环境下面型精度(RMS)为7.8μm。文中所述工艺方法对制备高精度、高稳定复合材料天线反射面具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 格栅结构 热变形 成型工艺 面型精度

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复合材料支承舱桁条先进拉挤技术研究 被引量：1

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作者 鞠博文 张琦 +5 位作者 庄纯 万立 侯进森 郝旭峰 王晓蕾 田杰 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第4期92-97,共6页

为了提高产品的成型效率、降低产品的制造成本,采用先进拉挤技术制备支承舱桁条。针对桁条产品的结构特点,设计了相应的成型装置,进行了成型工艺方案制定与工艺试验,并对产品本体取样进行测试。结果表明:采用先进拉挤技术代替传统工艺... 为了提高产品的成型效率、降低产品的制造成本,采用先进拉挤技术制备支承舱桁条。针对桁条产品的结构特点,设计了相应的成型装置,进行了成型工艺方案制定与工艺试验,并对产品本体取样进行测试。结果表明:采用先进拉挤技术代替传统工艺制备支承舱桁条能够明显提高产品成型效率,并能够满足指标要求;通过预处理工艺,能够明显改善产品表观质量。 展开更多

关键词 先进拉挤 支承舱桁条 预处理 成型压力 复合材料

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高精度型面检测修整技术在碳纤维反射面制造中的应用 被引量：1

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作者 李晟超 田杰 +2 位作者 鞠博文 郝旭峰 王晓蕾 《航天制造技术》 2022年第5期4-8,共5页

面向碳纤维反射面的高精度制造的迫切要求,提出了一种针对各向异性碳纤维复合材料的高效修整方法,通过控制加工时间,优化工艺参数,分别对平面与曲面反射面进行了加工试验。探究了压强、转速和进给速度等加工参数对不同面形去除效率以及... 面向碳纤维反射面的高精度制造的迫切要求,提出了一种针对各向异性碳纤维复合材料的高效修整方法,通过控制加工时间,优化工艺参数,分别对平面与曲面反射面进行了加工试验。探究了压强、转速和进给速度等加工参数对不同面形去除效率以及去除稳定性的影响,经过多次迭代加工,使Φ1.4m碳纤维复合材料天线反射面的初始面形精度从21.5μm收敛到12.9μm,以及碳纤维复合材料1m瓜瓣反射面的初始面形精度从17.6μm收敛到3.0μm。实现了碳纤维复合材料高精度的修整加工,证明了该型面修整方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 反射面 检测修整 面形精度 高精度

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