冲蚀角对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)蒙皮涂层去除及重涂附着力的影响 被引量：4

1

作者 赵洋洋 卢文壮 +2 位作者 吴泊鋆 孙玉利 左敦稳 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期116-123,共8页

为解决飞机CFRP蒙皮涂层高效去除问题,改善重涂涂层附着力,采用塑性磨料射流加工方法对CFRP蒙皮损伤涂层去除,通过分析单颗磨料的速度和冲击力,研究不同冲蚀角度下磨料对涂层的冲蚀行为,探究塑性磨料射流冲蚀角对表面形貌、去除机制、... 为解决飞机CFRP蒙皮涂层高效去除问题,改善重涂涂层附着力,采用塑性磨料射流加工方法对CFRP蒙皮损伤涂层去除,通过分析单颗磨料的速度和冲击力,研究不同冲蚀角度下磨料对涂层的冲蚀行为,探究塑性磨料射流冲蚀角对表面形貌、去除机制、材料去除率、接触角与表面自由能及重涂涂层的附着力方面的影响。结果表明:塑性磨料对涂层的冲蚀机理为塑性变形去除,在30°~70°冲蚀角下,磨料对涂层的冲蚀模式为滑擦、耕犁和切削。随着冲蚀角的增加,颗粒的切向分力减小,法向分力增加,法向冲蚀的冲蚀模式为剪切和挤压变形去除材料去除率递减。在所选冲蚀角范围内,当冲蚀角为30°时,聚氨酯涂层的材料去除率最大。随着冲蚀角的改变,表面粗糙度、润湿性和表面自由能发生变化,当冲蚀角为70°时,重涂后的涂层附着力较好,较初始涂层附着力提高28%左右。研究成果可为飞机CFRP蒙皮涂层的高效去除及附着力的改善提供参考。 展开更多

关键词 射流加工 冲蚀角 塑性磨料 碳纤维增强树脂复合材料(cfrp) 涂层

下载PDF 职称材料

偏心受拉作用下预应力CFRP筋-型钢混凝土构件抗裂试验 被引量：7

2

作者 张鹏 桂金洋 +3 位作者 邓宇 沈民合 孙飞 赵晓冬 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期920-931,共12页

为解决我国型钢混凝土桁架转换层拉杆及低层角柱在正常使用阶段易出现大面积拉裂缝的问题,以轻质高强、防腐的碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)筋为预应力筋,提出可有效控制裂缝的预应力CFRP筋-型钢混凝土结构体系,并对其偏心受拉作用下的... 为解决我国型钢混凝土桁架转换层拉杆及低层角柱在正常使用阶段易出现大面积拉裂缝的问题,以轻质高强、防腐的碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)筋为预应力筋,提出可有效控制裂缝的预应力CFRP筋-型钢混凝土结构体系,并对其偏心受拉作用下的抗裂性能进行系统研究。以预应力水平、偏心距、纵筋直径及型钢翼缘厚度为主要参数制作11个构件,通过自行研发的拉-压转换桁架实现偏拉加载。结果表明:引入CFRP筋后CFRP筋-型钢混凝土构件抗裂度大幅提升,相较于普通偏拉构件,预应力大偏拉构件开裂荷载提高了64.8%~102.3%,预应力小偏拉构件提高了61.7%~117%,其抗裂性能与预应力水平、纵筋直径和型钢翼缘厚度正相关,与偏心距负相关。参照组合结构设计规范,提出构件开裂阶段中和轴的三种位置分布,并推导出开裂荷载公式,与试验值比较吻合度较高,可为其他复合材料筋在预应力偏拉体系的应用提供参考。 展开更多

关键词 预应力 碳纤维增强树脂复合材料(cfrp)筋 型钢混凝土构件 抗裂性能 开裂荷载计算

原文传递

硫酸盐环境中CFRP约束劣化混凝土柱的力学性能 被引量：4

3

作者 张家玮 邵利君 +3 位作者 刘生纬 罗方余 杨治国 张戎令 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期966-978,共13页

为研究碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)加固经硫酸盐腐蚀劣化后混凝土柱的力学性能,构建CFRP约束劣化混凝土的力学模型,采用CFRP约束普通混凝土后腐蚀和CFRP约束劣化混凝土两种工况进行试验,在试验研究基础上,引入损伤率及强度保持率作为... 为研究碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)加固经硫酸盐腐蚀劣化后混凝土柱的力学性能,构建CFRP约束劣化混凝土的力学模型,采用CFRP约束普通混凝土后腐蚀和CFRP约束劣化混凝土两种工况进行试验,在试验研究基础上,引入损伤率及强度保持率作为损伤的量化指标,建立两者之间的关系;通过对CFRP约束混凝土强度及应变规律的回归分析,建立适用于硫酸盐环境下CFRP约束劣化混凝土的极限强度、应变模型及应力-应变关系模型。结果表明:随侵蚀时间增长,两种工况下CFRP约束混凝土极限强度和应变的变化规律及劣化速度均不同。预劣化的混凝土柱虽然进行了表面处理,但内部已经存在损伤,在侵蚀环境中采用CFRP加固混凝土柱时,应该考虑混凝土初始损伤的影响。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂复合材料(cfrp) 约束混凝土 硫酸盐环境 损伤率 力学模型

原文传递

冲击作用下CFRP筋粘结式锚固系统力学性能的试验研究 被引量：3

4

作者 方志 奉礼鑫 +2 位作者 方亚威 王志伟 蒋正文 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期5287-5299,共13页

为明确纵向冲击作用下碳纤维增强树脂复合材料(Carbon fiber-reinforced polymer,CFRP)筋粘结式锚固系统的力学性能,以锚固长度(50 mm、100 mm、150 mm、200 mm)为参数,对8组共计24个采用超高性能混凝土(Ultra-high performance concret... 为明确纵向冲击作用下碳纤维增强树脂复合材料(Carbon fiber-reinforced polymer,CFRP)筋粘结式锚固系统的力学性能,以锚固长度(50 mm、100 mm、150 mm、200 mm)为参数,对8组共计24个采用超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)作为粘结介质的CFRP压纹筋及其粘结式锚具组装件进行了静力拉拔和纵向冲击试验。试验结果表明:较短锚固长度(50 mm、100 mm和150 mm)下,静力和冲击试件均发生CFRP筋拔出的滑移破坏,但静力作用下试件的滑移破坏由筋材表面肋的剪切破坏导致,而冲击作用下试件的滑移破坏是CFRP筋材整体滑出所致。当锚固长度提高至200 mm时,静力试件发生CFRP筋拉伸爆裂破坏,而冲击试件仍发生滑移破坏。随着锚固长度由50 mm提高至100 mm和150 mm,锚固系统的静态平均粘结强度分别提高27.1%和47.5%,动态平均粘结强度分别提高27.4%和37.8%;当锚固长度增大至200 mm时,试件的动态平均粘结强度较锚固长度为50 mm试件增大48.3%。相比于静力拉伸试件,冲击作用会显著降低锚固系统的粘结强度,在应变率为1.62~2.03 s^(-1)时,动态平均粘结强度较相应的静态强度降低约53%。此外,建立了冲击作用下CFRP筋粘结式锚具动态平均粘结强度及临界锚固长度的实用计算公式。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂复合材料(cfrp)筋 超高性能混凝土(UHPC) 粘结式锚具 冲击 粘结强度

原文传递

金属-碳纤维增强树脂复合材料复合型柱壳屈曲特性试验及数值 被引量：3

5

作者 左新龙 唐文献 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期3640-3650,共11页

为开展金属-碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)复合型柱壳屈曲特性试验及数值研究,制作2组金属-CFRP复合型柱壳及金属柱壳,并对其几何误差检测,试验研究了金属-CFRP复合型柱壳屈曲特性。其次,基于真实几何缺陷,开展了复合型和金属柱壳线性... 为开展金属-碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)复合型柱壳屈曲特性试验及数值研究,制作2组金属-CFRP复合型柱壳及金属柱壳,并对其几何误差检测,试验研究了金属-CFRP复合型柱壳屈曲特性。其次,基于真实几何缺陷,开展了复合型和金属柱壳线性屈曲及非线性屈曲分析,数值与试验具有良好一致性。最后,讨论了CFRP铺层角度、层数对复合型柱壳非线性屈曲载荷影响。结果表明:复合型及金属柱壳试验载荷误差分别为8.29%和6.77%,试验重复性良好;CFRP层可使金属柱壳获得70%的极限载荷增益,并可减弱金属层破坏强度;随着铺设层数增加,复合型柱壳受外压下的铺设角度相应减小,最佳铺设角度为65°~85°,且该范围内,铺设层数影响较小,相同铺设层数下载荷值最大相差7.56%,最小相差为0.57%。 展开更多

关键词 复合材料 柱壳 金属-碳纤维增强树脂复合材料(cfrp)复合型结构 静水压力 屈曲特性

原文传递

硫酸盐侵蚀环境对CFRP-粘土砖界面粘结性能的影响

6

作者 聂丹 靳文强 +2 位作者 董磊 赵坤 张家玮 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期5276-5287,共12页

为探究硫酸盐浸泡环境下碳纤维增强复合材料(CFRP)-粘土砖界面粘结性能退化规律,试验采用质量分数为10wt%的硫酸盐溶液对CFRP-粘土砖试件进行加速腐蚀,并对材料性能进行测定,通过采集应变、承载力等参数,分析CFRP与粘土砖界面承载力能... 为探究硫酸盐浸泡环境下碳纤维增强复合材料(CFRP)-粘土砖界面粘结性能退化规律,试验采用质量分数为10wt%的硫酸盐溶液对CFRP-粘土砖试件进行加速腐蚀,并对材料性能进行测定,通过采集应变、承载力等参数,分析CFRP与粘土砖界面承载力能力与粘结强度变化规律。研究表明:硫酸浸泡对CFRP片材和树脂胶的力学性能无显著影响,但对粘土砖的抗压强度有明显影响,经过180天硫酸盐浸泡后,粘土砖抗压强度下降了34.50%。对于CFRP-粘土砖界面的极限承载力与粘结强度,研究发现CFRP的宽度对界面承载力和粘结强度均有影响,增加界面的宽度,可以增加界面的承载能力,但界面粘结强度会因此而下降,且粘结宽度越大,在硫酸盐持续浸泡作用下界面粘结性能退化越显著。在试验基础上引入硫酸盐综合影响系数,并对其采用两种不同方式进行计算,建立考虑硫酸盐浸泡影响的CFRP-粘土砖界面承载力关系模型,通过与试验值对比,本文提出的CFRP-粘土砖界面承载力能关系模型能够很好地预测硫酸盐持续浸泡对CFRP-粘土砖界面承载力退化情况。 展开更多

关键词 硫酸盐环境 碳纤维增强树脂复合材料(cfrp)-粘土砖 单面剪切 极限承载力 粘结强度

原文传递

碳纤维增强树脂基复合材料切削机理研究 被引量：21

7

作者 贾振元 毕广健 +2 位作者 王福吉 王小楠 张博宇 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第23期199-208,共10页

碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced plastic,CFRP)在细观尺度上由纤维、树脂及界面不同相组成,在宏观尺度上呈层叠特征,具有非均质性和各向异性。CFRP切削过程的实质是在切削力、热共同作用下同时去除高强度纤维和低强... 碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced plastic,CFRP)在细观尺度上由纤维、树脂及界面不同相组成,在宏观尺度上呈层叠特征,具有非均质性和各向异性。CFRP切削过程的实质是在切削力、热共同作用下同时去除高强度纤维和低强度树脂的复杂过程,极易出现加工损伤。抑制加工损伤的前提是准确揭示CFRP切削机理,而揭示其切削机理的关键是分析材料去除过程。由于纤维是复合材料内部承受主要载荷的组成相,材料的去除过程主要由纤维的断裂过程决定。因此,通过分析切削过程中纤维的受力状态,以双参数弹性地基梁理论为基础,建立了虑及纤维所受法向及切向约束,且兼虑树脂及界面温变特性的单纤维切削模型,可准确表征纤维实际受力状态,实现纤维断裂过程的准确求解。研究发现:切削深度和纤维角度影响纤维变形深度,即切深越大,纤维变形深度越大,更易产生加工损伤;随着纤维角度增加,纤维变形深度减小。同时,为解决单纤维切削模型难以直接验证的难题,利用其求解得到宏观切削力理论值,通过与试验值对比,间接验证了单纤维切削模型的正确性。同时与未考虑被切削纤维所受切向约束和树脂及界面温变特性时相比,同时考虑这两个因素可使CFRP宏观切削力计算精度平均提升20%。所建立的单纤维切削模型不仅能够从细观尺度准确揭示CFRP去除机理,而且可为后续有关损伤抑制的研究提供理论依据。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂基复合材料(cfrp) 切削机理 纤维变形 切削模型 损伤抑制

原文传递

CFRP旋转超声辅助钻削的缺陷抑制机理及实验研究 被引量：18

8

作者 邵振宇 姜兴刚 +3 位作者 张德远 耿大喜 李少敏 刘大鹏 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1613-1621,共9页

针对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在普通切削(CD)过程中因切削力及扭矩较大而产生的分层撕裂、孔壁纤维损失等缺陷,采用了旋转超声辅助钻削(RUAD)制孔方法。首先,分析了CFRP CD的孔缺陷类型及产生机理,并结合超声振动加工的特性,给出... 针对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在普通切削(CD)过程中因切削力及扭矩较大而产生的分层撕裂、孔壁纤维损失等缺陷,采用了旋转超声辅助钻削(RUAD)制孔方法。首先,分析了CFRP CD的孔缺陷类型及产生机理,并结合超声振动加工的特性,给出了RUAD的孔缺陷抑制机理。然后,搭建了包含非接触式感应供电旋转超声振动系统、立式加工中心和测力系统的实验平台。最后,在相同的工艺参数下,对比了CD和RUAD两种工艺下的切削力和扭矩、孔缺陷及孔壁质量。实验结果表明:相对CD,RUAD的切削力和扭矩分别降低41. 46%~46. 32%和41. 61%~48. 94%,且CFRP孔出入口及孔壁分层撕裂、纤维损失等缺陷得到了有效抑制,极大地改善了CFRP的钻孔质量。实验结果有效地验证了CFRP钻孔缺陷产生机理及超声振动抑制机理的正确性,RUAD可以用于CFRP低损伤制孔。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂基复合材料(cfrp) 旋转超声辅助钻削(RUAD) 缺陷抑制机理 切削力 孔质量

下载PDF 职称材料

冷却空气流向对CFRP制孔刀具磨损及孔质量的影响 被引量：11

9

作者 王福吉 成德 +1 位作者 赵猛 付饶 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期410-417,共8页

在加工碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)时多用冷却工艺来提升加工质量。其中,空气冷却工艺因其方便性被广泛用于实际加工中。然而,目前尚缺少空气冷却方向对刀具磨损和加工质量的研究。文章通过控制冷却空气的方向,开展了干式切削、正... 在加工碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)时多用冷却工艺来提升加工质量。其中,空气冷却工艺因其方便性被广泛用于实际加工中。然而,目前尚缺少空气冷却方向对刀具磨损和加工质量的研究。文章通过控制冷却空气的方向,开展了干式切削、正向喷气和逆向吸气冷却条件下钻削CFRP材料的研究。获得了上述冷却条件对双顶角刀具第二主切削刃末端磨损的影响规律,发现气体冷却都能有效抑制刀具磨损,且在对出口温度影响相近的条件下,逆向冷却比正向冷却能够更好地抑制磨损。进而分析了冷却条件对钻削出口损伤的抑制效果,发现冷却、冷却方式对孔出口撕裂深度的抑制作用都较小,但逆向吸气冷却能够有效减小出口的毛刺高度,是一种有效提高制孔质量的冷却工艺。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂基复合材料(cfrp) 钻削 冷却方向 刀具磨损 出口损伤

原文传递

基于涡流成像的碳纤维增强树脂基复合材料细观结构可视化 被引量：11

10

作者 程军 杨继全 +2 位作者 裘进浩 季宏丽 高木敏行 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2074-2083,共10页

对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的细观结构成像方法进行了研究,利用涡流成像技术实现了CFRP层合板中纤维方向及纤维缺失、褶皱和空隙过大等缺陷的可视化。首先通过有限元仿真和电路理论分析了CFRP板中涡流的生成机制和分布特性,阐述... 对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的细观结构成像方法进行了研究,利用涡流成像技术实现了CFRP层合板中纤维方向及纤维缺失、褶皱和空隙过大等缺陷的可视化。首先通过有限元仿真和电路理论分析了CFRP板中涡流的生成机制和分布特性,阐述了基于涡流法的CFRP细观结构成像机制。然后介绍了用于扫描成像的高频涡流检测(HF-ECT)实验系统并确定了涡流探头的形式及其参数。最后利用涡流成像技术分别对单层板、正交层合板和四方向斜交层合板进行了检测,绘制了涡流检测(ECT)信号的三维伪彩图并得到了清晰的纤维纹路分布。通过引入滤波去噪技术和二维快速傅里叶变换(2D-FFT)对图像进行进一步处理,提高了图像分辨率并完成了不同方向上纤维纹路的分离,从而实现对层合板每单向层中缺陷的精确定位。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂基复合材料(cfrp) 无损检测 涡流成像 纹路分析 二维快速傅里叶变换(2D-FFT)

原文传递

CFRP薄壁C型柱轴向压缩破坏机制及吸能特性 被引量：9

11

作者 解江 张雪晗 +2 位作者 宋山山 牟浩蕾 冯振宇 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3261-3270,共10页

为研究碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)薄壁C型柱轴向压缩破坏机制及吸能特性,制备了4种铺层方式、3种厚度组合共12种T700/MTM28CFRP薄壁C型柱试件。考察C型柱低速轴向压缩过程中的失效模式及载荷变化,通过比较初始峰值载荷、平均压缩... 为研究碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)薄壁C型柱轴向压缩破坏机制及吸能特性,制备了4种铺层方式、3种厚度组合共12种T700/MTM28CFRP薄壁C型柱试件。考察C型柱低速轴向压缩过程中的失效模式及载荷变化,通过比较初始峰值载荷、平均压缩载荷、比吸能和载荷效率,分析铺层数及铺层角度对C型柱失效模式及吸能特性的影响。结果表明,纯0°铺层C型柱在轴压载荷作用下发生整体失稳,不具备实际意义上的能量吸收作用;0°/90°铺层、±45°铺层、45°/90°/-45°/0°铺层试件均发生了渐进式破坏,呈现出局部屈曲叠缩的失效模式。其中,45°/90°/-45°/0°铺层的C型柱比吸能随铺层数的增加而增加,具有更大的吸能设计与应用潜力。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂基复合材料(cfrp) 薄壁C型柱 铺层角度 失效模式 吸能特性

原文传递

碳纤维增强树脂基复合材料层合板胶螺混合连接失效机制 被引量：5

12

作者 刘礼平 段科好 +4 位作者 徐卓 冯振宇 蔺越国 郑亦媚 宋肖肖 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期590-600,共11页

为研究碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层合板单搭接双螺栓胶螺混合连接失效机制,采用基于断裂能断裂准则的连续渐进退化方式,仿真CFRP层合板刚度退化,采用基于能量的B-K准则仿真胶层的损伤演化,建立胶螺混合连接结构渐进损伤三维有限... 为研究碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层合板单搭接双螺栓胶螺混合连接失效机制,采用基于断裂能断裂准则的连续渐进退化方式,仿真CFRP层合板刚度退化,采用基于能量的B-K准则仿真胶层的损伤演化,建立胶螺混合连接结构渐进损伤三维有限元模型,有限元模型预测的最大失效载荷与实验结果吻合较好。搭接长度L_(a)为影响胶螺混合接头刚度和强度的重要几何参数,螺栓的位置不会明显影响接头的刚度,粘结面积越大,强度越大。胶螺混合接头在拉伸载荷作用下,由于二次弯曲效应的影响,螺栓向左倾斜,搭接区域的胶层损伤起始于搭接区域胶层外侧,并由外侧向内部扩展到钉孔附近,当胶层损伤扩展到钉孔附近时,螺栓承载增加,胶层和螺栓共同承载,此时CFRP层合板开始出现损伤;最终,左侧钉孔处的上层合板和右侧钉孔处的下层合板产生分层损伤并发生断裂。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂基复合材料(cfrp) 胶螺混合连接 失效机制 有限元分析 二次弯曲效应

原文传递

超声背散射信号递归定量分析无损表征CFRP孔隙分布仿真 被引量：9

13

作者 何晓晨 金士杰 林莉 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2753-2759,共7页

针对碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fibre reinforced plastics,CFRP)孔隙分布对其力学性能有不可忽略影响的问题,提出对超声背散射信号进行递归定量分析(Recurrence quantification analysis,RQA)的方法来表征CFRP孔隙尺寸和位置分... 针对碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fibre reinforced plastics,CFRP)孔隙分布对其力学性能有不可忽略影响的问题,提出对超声背散射信号进行递归定量分析(Recurrence quantification analysis,RQA)的方法来表征CFRP孔隙尺寸和位置分布。建立孔隙直径D范围为26～70μm的3组含球形孔隙且孔隙位置分布不同的CFRP模型,3组模型的孔隙间距d分别为0.21mm、0.14mm和0.09mm,对模型进行仿真计算,采用RQA方法分析超声背散射信号。研究发现,相同孔隙位置分布时,递归度PRR(Recurrence rate)随D的增加而减小;相同孔隙尺寸分布时,PRR随着孔隙间距d减小而增大,d=0.09mm时模型的PRR始终明显高于其余两组,D<50μm时,d=0.14mm与d=0.21mm模型PRR之间差别明显,D≥50μm时差别较小。结果表明,不同孔隙分布情况下PRR均存在差异,PRR可用于CFRP孔隙分布表征。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂基复合材料(cfrp) 孔隙分布 超声背散射信号 递归定量分析(RQA) 仿真

原文传递

CFRP圆形胞元蜂窝芯层面外剪切模量 被引量：8

14

作者 周星驰 唐振刚 +3 位作者 周徐斌 杜冬 孔祥宏 刘兴天 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2777-2785,共9页

为了减少卫星的热变形,将碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)材料圆管周期排布获得新型圆形胞元蜂窝芯层。考虑无论是Ressiner理论还是商业有限元软件ABAQUS,层合板计算热变形时,芯层的面外剪切模量均很重要,因此对CFRP圆形胞元蜂窝芯层的... 为了减少卫星的热变形,将碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)材料圆管周期排布获得新型圆形胞元蜂窝芯层。考虑无论是Ressiner理论还是商业有限元软件ABAQUS,层合板计算热变形时,芯层的面外剪切模量均很重要,因此对CFRP圆形胞元蜂窝芯层的面外剪切进行了研究。分别从应力与应变的角度基于能量等效原理求出圆形胞元蜂窝芯层的面外剪切模量公式。以T300/环氧材料的工程常见铺层为例,比较基于ABAQUS软件计算所得剪切模量仿真解与公式计算所得理论解,其最大误差仅为10.4%,证实公式对于CFRP材料的适用性。同时用(±45°)2铺层的T300/环氧芯层完成双剪试验,试验结果与理论结果误差为24.1%,与前人研究的铝蜂窝面外剪切模量理论解与试验解的误差相近。最后通过仿真手段证实,24.1%的误差对整体夹层结构影响较小,说明公式具有良好的工程应用价值。为以后CFRP圆形胞元蜂窝芯层的设计提供重要基础。 展开更多

关键词 夹层结构 碳纤维增强树脂基复合材料(cfrp) 圆形胞元蜂窝 面外剪切模量 双剪试验

原文传递

航空复材构件R区相控阵超声检测研究进展 被引量：8

15

作者 罗忠兵 曹欢庆 林莉 《航空制造技术》 2019年第14期67-75,共9页

航空碳钎维增强树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)构件通常具有几何形状复杂的R区结构,提高该区域缺陷检测质量对于保证航空构件的承载性能至关重要。本文结合声学建模及声传播规律仿真分析,确认了CFRP构件R区同时... 航空碳钎维增强树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)构件通常具有几何形状复杂的R区结构,提高该区域缺陷检测质量对于保证航空构件的承载性能至关重要。本文结合声学建模及声传播规律仿真分析,确认了CFRP构件R区同时存在叠层、曲面及弹性各向异性3方面特点,导致超声波垂直入射难、声传播路径扭折、结构噪声强和声耦合效果差等问题。基于相控阵超声检测(Phased Array Ultrasonic Testing,PAUT)技术,针对R区尤其是变厚度、变曲率和变角度情况下缺陷检测难题,重点综述了换能器研发、基于信号后处理的超声成像、固体柔性耦合介质及辅助工装研发等方面的研究进展,分析了当前研究存在的主要问题及未来发展方向。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂基复合材料(cfrp) R区 曲面 弹性各向异性 相控阵超声检测 缺陷

下载PDF 职称材料

冷却润滑方式对CFRP/钛合金叠层制孔刀具磨损的影响

16

作者 孟祥军 郭南 +2 位作者 陈燕 晏超仁 钱宁 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第13期87-93,共7页

碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)和钛合金组成的叠层结构由于其优良的机械性能在航空航天领域得到了广泛的应用。为了延长刀具寿命,本文在CFRP/钛合金叠层低频振动钻削试验中采用中心吹气、微量润滑技... 碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)和钛合金组成的叠层结构由于其优良的机械性能在航空航天领域得到了广泛的应用。为了延长刀具寿命,本文在CFRP/钛合金叠层低频振动钻削试验中采用中心吹气、微量润滑技术(Minimum quantity lubrication,MQL)、水基冷却液和液氮冷却方法,研究冷却润滑方式对钻削温度、轴向力与刀具磨损的影响。试验结果表明,使用中心吹气时加工温度最高,使用液氮时加工温度最低,液氮冷却时轴向力最大,而使用水基冷却液时轴向力最小。水基冷却液对延长刀具寿命的效果最好,达到了66个孔,而液氮冷却时最差,只有12个孔。刀具主要的磨损形式为粘结磨损和磨粒磨损。 展开更多

关键词 叠层材料 碳纤维增强树脂基复合材料(cfrp) 钛合金 冷却润滑 刀具磨损

下载PDF 职称材料

基于电磁铆枪的CFRP结构干涉螺栓动态压入方法研究

17

作者 王晓荷 郭映江 +1 位作者 王玥浩轩 李亮 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第23期52-59,共8页

为提高复合材料螺栓结构的干涉配合连接质量和力学性能,提出了基于电磁铆枪的CFRP干涉配合螺栓动态压入(Dynamic press-in,DI)方法。对DI方法的压入工艺进行了试验研究,并与静态压入(Static press-in,SI)方法的压入质量进行了对比。测... 为提高复合材料螺栓结构的干涉配合连接质量和力学性能,提出了基于电磁铆枪的CFRP干涉配合螺栓动态压入(Dynamic press-in,DI)方法。对DI方法的压入工艺进行了试验研究,并与静态压入(Static press-in,SI)方法的压入质量进行了对比。测量得出了干涉配合螺栓压入过程的压入力–位移曲线,从宏观和微观两方面评估了压入方法和干涉量对层压板压入损伤的影响。此外,对不同压入方法接头力学性能进行了对比,评估了DI对接头性能的连接效果,并初步探讨了DI方法有益于接头性能提高的机理。结果表明,与SI相比,DI能显著降低干涉配合压入阻力,且随着干涉量的增大这一优势更加明显。压入损伤对比结果显示,DI方法有助于钉孔装配界面质量的提高。在静拉伸试验中,DI方法试样比SI方法试样表现出更高的极限承载强度和连接刚度。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂基复合材料(cfrp) 螺栓结构 干涉配合 装配界面行为 承载性能

下载PDF 职称材料

超声冲击共振法检测复合材料内部缺陷及缺陷分布绘制 被引量：2

18

作者 陈栋康康 周玉锋 +1 位作者 张宇民 邓亚 《中南民族大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第4期399-405,共7页

为实现大尺寸CFRP材料内部缺陷的检测,利用超声冲击共振法简单易操作的特点,使用搭载于桌面的超声共振法检测设备,对蜂窝夹层结构复合材料预置缺陷件进行了检测,并实时记录了检测位置和缺陷状况,验证超声共振法的可行性与准确度.搭建大... 为实现大尺寸CFRP材料内部缺陷的检测,利用超声冲击共振法简单易操作的特点,使用搭载于桌面的超声共振法检测设备,对蜂窝夹层结构复合材料预置缺陷件进行了检测,并实时记录了检测位置和缺陷状况,验证超声共振法的可行性与准确度.搭建大尺寸复合材料构件缺陷检测平台,使用超声检测设备在试样表面匀速运动与检测,实时记录并分析实验结果,利用开发的定位记录软件得到了缺陷分布云图.实验结果表明:基于超声冲击共振法检测材料缺陷的方法操作简便、成本低廉、易上手、结果准确,可以用于大尺寸复合材料内部缺陷的检测. 展开更多

关键词 无损检测 超声检测 碳纤维增强树脂基复合材料(cfrp) 冲击共振法 缺陷分布

下载PDF 职称材料

考虑层间界面导电行为和电阻损耗的碳纤维增强树脂基复合材料结构电磁场扩散与衰减特性 被引量：2

19

作者 徐笑娟 罗进 +2 位作者 陈兆权 冯德仁 裘进浩 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期5008-5019,共12页

为满足碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)损伤涡流检测的应用需求,采用数值仿真和实验结合的方法对CFRP结构的电磁场扩散与衰减特性进行了研究。根据CFRP的结构特点,建立均质各向异性三维电磁场有限元模型,研究了层间界面的两种不同导电... 为满足碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)损伤涡流检测的应用需求,采用数值仿真和实验结合的方法对CFRP结构的电磁场扩散与衰减特性进行了研究。根据CFRP的结构特点,建立均质各向异性三维电磁场有限元模型,研究了层间界面的两种不同导电行为对CFRP板中涡流分布的影响,比较了界面不同导电行为下板中电磁场衰减特性及其与激励频率的关系。结果表明:界面电学行为对多向板涡流影响显著,不仅改变电流分布形式,还使电流强度降低,但单向板中涡流几乎不受界面导电行为的影响,其分布形式具有单一性;在界面不同导电行为下,单向板中电磁场衰减特性与频率无关,且电流衰减很快,多向板的电磁场衰减特性则与频率变化成正比,其电流衰减较为缓慢。通过电磁场能量守恒定律,分析了电阻损耗是影响单向板电流衰减的主导因素。最后,采用涡流检测实验半定量地验证了数值仿真结果和物理现象。 展开更多

关键词 涡流检测 碳纤维增强树脂基复合材料(cfrp) 电磁场衰减 层间界面 电阻损耗

原文传递

基于有限元CFRP多次铣削过程中面下损伤研究 被引量：1

20

作者 郑华林 王贵鑫 +1 位作者 宁海峰 胡志伟 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第5期36-42,共7页

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)因其优越的性能被应用于航空航天领域。对于CFRP切削加工研究,目前主要集中在单次铣削上,但在实际加工中多次铣削策略被广泛应用,而多次铣削对面下损伤的影响是不可忽略的。为了解决这个问题,利用VUMAT... 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)因其优越的性能被应用于航空航天领域。对于CFRP切削加工研究,目前主要集中在单次铣削上,但在实际加工中多次铣削策略被广泛应用,而多次铣削对面下损伤的影响是不可忽略的。为了解决这个问题,利用VUMAT子程序建立三维Hashin失效准则及CFRP多次铣削有限元模型。通过试验验证了仿真模型的准确性。利用该模型分析了切削力和面下损伤随纤维方向角的变化规律。结果表明,多次铣削策略中第2次铣削切削力小于第1次,且切削力遵循90°>135°>45°>0°的规律;面下损伤低于单次铣削,损伤因子随纤维方向角度的增大而增大,其中纤维方向角为0时损伤因子最小,135°时损伤因子最大,面下损伤最严重。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂基复合材料(cfrp) 多次铣削 有限元仿真 面下损伤 纤维方向角

下载PDF 职称材料