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基于2.5D图像的复合材料铺丝在线缺陷检测
1
作者 张杰 赵勃冲 +1 位作者 张丽艳 叶南 《复合材料学报》 北大核心 2025年第7期4112-4128,共17页
复合材料自动铺丝技术(AFP)广泛应用于飞机壁板、机身段和发动机进气道等复杂构件的制造中,虽然铺丝过程已经高度自动化,但仍缺少与之匹配的在线缺陷检测手段。直接基于铺层表面2D图像的检测方法往往缺陷图像特征不明显,准确率不高。基... 复合材料自动铺丝技术(AFP)广泛应用于飞机壁板、机身段和发动机进气道等复杂构件的制造中,虽然铺丝过程已经高度自动化,但仍缺少与之匹配的在线缺陷检测手段。直接基于铺层表面2D图像的检测方法往往缺陷图像特征不明显,准确率不高。基于3D点云的检测方法标注与计算成本昂贵且实时性不高。为此,提出一种利用2.5D图像信息的缺陷检测方法。首先将线激光传感器与铺丝头固连,跟随铺丝过程实时采集铺层的轮廓信息;然后对每一条轮廓线进行滤波和基线漂移校正等预处理,将轮廓数据映射为2.5D图像;使用目前先进的深度学习目标检测技术,并提出一种新的目标检测后处理算法,用以归并与筛选图像中缺陷。以飞机进气道自动铺丝进行实验验证,本文方法可对间隙、搭接、三角区、翻折和夹杂等多种缺陷进行有效检测,总体误检率为7.3%,总体漏检率为4.1%。检测效率在GPU加速下可达143 fps(每秒帧数),将模型部署至CPU下为13 fps,满足实时在线的检测要求。 展开更多
关键词 自动铺丝 缺陷检测 线激光 深度学习 YOLO
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复合材料高低周复合疲劳试验技术
2
作者 温班宁 李少林 +3 位作者 石多奇 向首亮 曹端兴 齐红宇 《航空动力学报》 北大核心 2025年第1期339-345,共7页
为了研究复合材料的高低周复合疲劳特性,本文综合分析了现有的高低周复合疲劳试验平台设计思路及研究进展,以搭建适用于复合材料的复合疲劳试验平台。结合复合材料疲劳失效特性,设计了非对称哑铃型的二维编织复合材料试件用于复合疲劳... 为了研究复合材料的高低周复合疲劳特性,本文综合分析了现有的高低周复合疲劳试验平台设计思路及研究进展,以搭建适用于复合材料的复合疲劳试验平台。结合复合材料疲劳失效特性,设计了非对称哑铃型的二维编织复合材料试件用于复合疲劳试验。试验结果显示:试件在特殊设计的疲劳考核区发生断裂失效。失效部位的应变曲线既展现了受低周疲劳载荷作用时低频高幅值的变化特征,也具有受高周疲劳载荷作用时高频低幅值的变化特征,证明失效部位在试验中受到非干涉高低周复合疲劳载荷的持续作用。疲劳试验的顺利开展表明该研究为复合材料的复合疲劳试验研究提出一种试验方法。 展开更多
关键词 复合材料 高低周复合疲劳 复合疲劳试验平台 非对称哑铃型 疲劳考核区
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短切热塑性预浸料片材尺度对成型构件力学性能的影响研究
3
作者 刘粤海 付饶 +3 位作者 严洪彬 王琦 马赛 王福吉 《精密成形工程》 北大核心 2025年第11期58-67,共10页
目的以短切碳纤维增强尼龙6复合材料(CF/PA6)为研究对象,系统探究了预浸料片材长宽比对其力学性能的影响规律,进而提出了一种短切预浸料片材的尺度优选方法。方法制备了4种长宽比(1∶1、2∶1、4∶1、6∶1)的短切CF/PA6预浸料片材,通过... 目的以短切碳纤维增强尼龙6复合材料(CF/PA6)为研究对象,系统探究了预浸料片材长宽比对其力学性能的影响规律,进而提出了一种短切预浸料片材的尺度优选方法。方法制备了4种长宽比(1∶1、2∶1、4∶1、6∶1)的短切CF/PA6预浸料片材,通过排气辅助模压成型工艺制备出力学性能测试样件,利用光学显微镜与显微CT定量表征微观孔隙与纤维面外波纹缺陷,并结合拉伸实验分析片材尺度对宏观力学性能的影响。结果随片材长宽比的增大,材料内部孔隙分布均匀性下降,大尺寸(≥10^(15) nm^(3))孔隙数量增多,同时纤维面外波纹显著加剧,平均波纹比与波纹角分别提高了122%与140%。拉伸性能与模量均随着长宽比的增大呈现先升后降的趋势,并于2∶1时达到最优值。结论短切预浸料片材长宽比通过影响微观缺陷的演化与应力传递结构的连续性来影响复合材料力学性能。当长宽比为2∶1时,可实现纤维应力传递效率与缺陷抑制的有效平衡,为其在复杂结构件中的性能优化与工艺设计提供了重要依据。 展开更多
关键词 短切预浸料片材 模压成型 CF/PA6复合材料 微观缺陷 力学性能
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修理参数对修理层合板雷击烧蚀的影响分析
4
作者 卢翔 田明辉 +1 位作者 单泽众 武涛 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第3期183-187,共5页
为研究挖补修理后的复合材料层合板遭受雷击时的烧蚀损伤特性,对复合材料修理板进行了雷击模拟和不同修理参数影响分析。首先建立完整层合板的雷击烧蚀模型,并与文献试验结果进行对比,验证仿真有效性。在此基础上,建立修理层合板的雷击... 为研究挖补修理后的复合材料层合板遭受雷击时的烧蚀损伤特性,对复合材料修理板进行了雷击模拟和不同修理参数影响分析。首先建立完整层合板的雷击烧蚀模型,并与文献试验结果进行对比,验证仿真有效性。在此基础上,建立修理层合板的雷击烧蚀模型,并分别对挖补角度、补片尺寸及附加补片的影响进行分析。研究结果表明:随着挖补角度增大,补片烧蚀面积增大,而母板和胶膜烧蚀面积减小,三者的最大烧蚀深度均下降,补片不易脱落;补片尺寸越大,越能防止补片被树脂汽化和纤维热解造成的超压挤落;附加补片的存在会影响电流的传导方式,次级电弧更易形成,补片和母板之间更易建立电气连接,造成表面损伤程度增大,进而减小内部损伤程度;当修理板的挖补角大于2.86°,最外层补片直径大于50mm,并施加附加补片时,能最大程度地抵抗50kA的雷击烧蚀,防止补片脱落。 展开更多
关键词 修理层合板 雷击 烧蚀损伤 电热耦合
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国产高模OoA预浸料性能及其制备主承力结构件可行性的研究 被引量：1
5
作者 朱有欣 李桐 +2 位作者 吴帅 王玉琳 田思戗 《化工新型材料》 北大核心 2025年第9期243-247,共5页
以国产高模M40J级碳纤维为增强材料,使用不同树脂浸润程度的传统热压罐预浸料及热压罐外(OoA)预浸料,结合热压罐成型工艺和OoA成型工艺制备了两种试验件。通过A扫超声检测、金相检测、力学性能测试等方法对比了两种试验件的内部质量及... 以国产高模M40J级碳纤维为增强材料,使用不同树脂浸润程度的传统热压罐预浸料及热压罐外(OoA)预浸料,结合热压罐成型工艺和OoA成型工艺制备了两种试验件。通过A扫超声检测、金相检测、力学性能测试等方法对比了两种试验件的内部质量及力学性能。结果表明:超声A扫波型显示两种成型工艺制备的同类型试验件其内部质量均无明显缺陷;金相检测显示热压罐成型的试验件孔隙率为0.06%,OoA成型的试验件孔隙率为0.11%,均小于引起试样力学性能下降的临界孔隙率;力学性能检测显示两种成型工艺试验件的拉伸、压缩、弯曲、层间剪切强度平均值分别相差0.65%、3.0%、6.7%和2.7%,拉伸、压缩、弯曲模量平均值分别相差0.94%、3.74%和3.91%。另外,使用该OoA预浸料制造出了合格的无人机主承力结构件主翼梁,进一步说明了国产高模OoA预浸料制备航空航天主承力结构件具有较高的可行性。 展开更多
关键词 国产高模预浸料 OoA成型工艺 力学性能 主承力结构 航空航天应用
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金属网结构参数对CFRP层合板雷击防护效果影响分析
6
作者 贾宝惠 刘旭宇 杨霄 《中国民航大学学报》 2025年第2期58-65,共8页
为探究金属网几何结构参数对雷击防护能力的影响,本文建立了含有不同几何结构参数的金属网防护层碳纤维增强复合材料(CFRP,carbon fiber reinforced polymer)层合板有限元模型,采用热电耦合分析模拟了无防护、铝网防护和铜网防护下的CFR... 为探究金属网几何结构参数对雷击防护能力的影响,本文建立了含有不同几何结构参数的金属网防护层碳纤维增强复合材料(CFRP,carbon fiber reinforced polymer)层合板有限元模型,采用热电耦合分析模拟了无防护、铝网防护和铜网防护下的CFRP雷击烧蚀损伤,对比分析了不同几何结构参数铜网防护下的CFRP烧蚀损伤。研究发现:在相同几何结构参数下,铜网相比铝网具有更好的雷击防护效果;金属网几何结构参数能够影响其雷击防护效果,长短节距会影响金属网格节点数量,金属网的雷击防护能力会随着节点数量增加而提高;增加网线宽度和厚度均能提高金属网的雷击防护能力,增加网线厚度提高的雷击防护能力优于增加网线宽度;通过对比不同网格内角的铜网防护能力发现,能够相对较好地提高金属网雷击防护能力的内角角度为48°。 展开更多
关键词 CFRP层合板 雷击防护 金属网几何结构参数 有限元模型 烧蚀损伤
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变频加载纤维增强复合材料剩余强度预测 被引量：1
7
作者 马辉东 连喆 +3 位作者 杨鑫源 李德旺 白学宗 安宗文 《航空学报》 北大核心 2025年第8期229-238,共10页
针对聚合物基复合材料力学性能的应变率依赖性问题,探讨、量化了复合材料静态和疲劳性能的应变率强化效应,提出了变频加载下复合材料剩余强度和疲劳损伤的评估方法。首先,分别对包含和不包含静强度的疲劳寿命数据执行幂律S-N曲线拟合,... 针对聚合物基复合材料力学性能的应变率依赖性问题,探讨、量化了复合材料静态和疲劳性能的应变率强化效应,提出了变频加载下复合材料剩余强度和疲劳损伤的评估方法。首先,分别对包含和不包含静强度的疲劳寿命数据执行幂律S-N曲线拟合,分析静强度和疲劳寿命的加载频率敏感性,进而通过引入应变率强化系数,量化了应变率对材料强度的强化程度,确保了复合材料力学性能表征数据的应变率一致性。其次,利用强度储备概念构建了独立于应力水平的概率型剩余强度模型,该模型能仅用一组模型参数预测任意应力水平下的强度退化过程。最后,基于所开发的模型和公开数据进行了变频加载的剩余强度预测,结果表明,升频加载和降频加载造成的累积损伤分别为0.323、0.493,与试验数据相差不超过5%,预测结果可靠。 展开更多
关键词 聚合物基复合材料 纤维增强 应变率强化 剩余强度 变频加载 统计建模 疲劳损伤
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复合材料层合板雷击烧蚀损伤模拟 被引量：47
8
作者 丁宁 赵彬 +2 位作者 刘志强 王富生 甘建 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期301-308,共8页
为解决复合材料层合板的雷击烧蚀问题,通过复合材料层合板雷电流烧蚀的热-电-结构耦合分析,建立复合材料层合板烧蚀的三维有限元模型。利用删除单元法模拟复合材料层合板在不同脉冲波形雷电流作用下的冲击响应,进行复合材料层合板雷击... 为解决复合材料层合板的雷击烧蚀问题,通过复合材料层合板雷电流烧蚀的热-电-结构耦合分析,建立复合材料层合板烧蚀的三维有限元模型。利用删除单元法模拟复合材料层合板在不同脉冲波形雷电流作用下的冲击响应,进行复合材料层合板雷击损伤机理和损伤模式分析,得出了复合材料层合板在不同脉冲波形和峰值雷电流作用下的瞬态热传递和热烧蚀规律。分析了不同雷电流参数对烧蚀结果的影响。结果表明峰值电流、放电量和比能对复合材料层合板的烧蚀尺寸和内部损伤产生很大的影响。 展开更多
关键词 删除单元法 雷击 复合材料 损伤 烧蚀
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湿热老化对高性能复合材料性能的影响 被引量：59
9
作者 王晓洁 梁国正 +2 位作者 张炜 谢群炜 张家宜 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期301-304,共4页
通过湿热老化试验(温度为85℃,湿度为95%),研究了T700纤维/环氧和F-12纤维/环氧两种复合材料力学性能、玻璃化转变温度、热失重随老化时间的变化。结果表明,经湿热老化后,两种复合材料的拉伸强度、拉伸模量和剪切强度具有不同的变化规律... 通过湿热老化试验(温度为85℃,湿度为95%),研究了T700纤维/环氧和F-12纤维/环氧两种复合材料力学性能、玻璃化转变温度、热失重随老化时间的变化。结果表明,经湿热老化后,两种复合材料的拉伸强度、拉伸模量和剪切强度具有不同的变化规律,复合材料的玻璃化转变温度有较明显地下降。两种复合材料湿热老化机理有明显的区别,T700纤维/环氧复合材料老化后的性能稳定性优于F-12纤维/环氧复合材料。 展开更多
关键词 湿热老化 环氧 高性能复合材料 脱湿
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复合材料自动铺丝装备及软件技术的发展现状及挑战 被引量：1
10
作者 王华侨 郝齐国 +1 位作者 王宣鉴 王显峰 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第8期60-68,共9页
复合材料因其具有高比强度、高比模量和耐腐蚀性等优点,在航空航天等关键领域得到广泛应用。为解决自动铺丝(automated fiber placement,AFP)技术在装备和软件方面存在的挑战,深入分析了AFP技术在国内外的发展现状及趋势,国外AFP技术相... 复合材料因其具有高比强度、高比模量和耐腐蚀性等优点,在航空航天等关键领域得到广泛应用。为解决自动铺丝(automated fiber placement,AFP)技术在装备和软件方面存在的挑战,深入分析了AFP技术在国内外的发展现状及趋势,国外AFP技术相对成熟,拥有先进的装备和成熟的软件系统,可实现复杂构件的精准铺放和实时监控。相比之下,国内AFP装备仍处于发展阶段,在铺放精度、生产效率和稳定性方面有待提升。同时,国内AFP软件在复杂构件轨迹规划算法上尚未形成统一标准,导致软件功能和效率与国外存在差距。这些因素制约了我国复合材料构件制造水平的提升。因此,AFP装备及软件技术的发展与应用成为复合材料复杂构件自动化成型的研究热点。文章分析了龙门式、卧式和机器人式铺丝机,并对国内外自动铺丝机的研究进展进行了分析与总结。综述了自动铺丝路径规划与运动仿真的相关研究,以及我国AFP技术与国际先进水平的差距与现存挑战。最后,文章对AFP装备与软件的发展趋势进行了总结与展望,为铺丝机的设计与优化提供了参考方向,旨在推动复合材料在我国航空航天等领域的应用,助力新一代铺放装备的升级。 展开更多
关键词 复合材料 碳纤维 机器人铺丝机 路径规划 软件
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一种提高碳纤维复合材料框架结构应用性能的结构技术 被引量：20
11
作者 丁亚林 田海英 +1 位作者 刘立国 丁延卫 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2003年第3期287-290,共4页
分析了碳纤维复合材料的基本性能 ,探讨提高碳纤维复合材料结构性能的预埋技术措施 ,给出了预埋件的选取原则和几种典型结构形式。设计制备了框架式碳纤维复合材料构件 ,其最大外形尺寸为 12 0 0mm× 790mm× 6 95mm、质量为 4 ... 分析了碳纤维复合材料的基本性能 ,探讨提高碳纤维复合材料结构性能的预埋技术措施 ,给出了预埋件的选取原则和几种典型结构形式。设计制备了框架式碳纤维复合材料构件 ,其最大外形尺寸为 12 0 0mm× 790mm× 6 95mm、质量为 4 1kg ,其上安装质量为 12 5kg的仪器 ,经正弦扫描振动和随机扫描振动试验 ,该构件可承受 2 0 .4g加速度载荷 。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 框架结构 预埋件 振动试验 空间遥感仪器
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缝合复合材料可用性——简单层合板的基本性能 被引量：30
12
作者 程小全 赵龙 张怡宁 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1001-1005,共5页
为了解决缝合复合材料在飞机结构中的应用问题 ,通过试验方法研究了缝合以及缝合方向对T30 0帘子布 QY95 1 2单向层合板与正交对称层合板拉伸和压缩性能的影响 ,得到了T30 0帘子布 QY95 1 2材料的部分基本性能常数 .研究表明 ,缝合与... 为了解决缝合复合材料在飞机结构中的应用问题 ,通过试验方法研究了缝合以及缝合方向对T30 0帘子布 QY95 1 2单向层合板与正交对称层合板拉伸和压缩性能的影响 ,得到了T30 0帘子布 QY95 1 2材料的部分基本性能常数 .研究表明 ,缝合与缝合方向对这两种层合板的模量影响不大 ,但对单向层合板的泊松比影响较大 ,而且偏轴后缝合单向层合板的泊松比不满足偏轴转换关系 .缝合及其方向对单向层合板的拉伸强度影响很大 ,而对压缩强度影响却不明显 .缝合正交对称层合板中铺层的拉伸破坏机制与缝合单向层合板的破坏机制不同 。 展开更多
关键词 缝合 单向板 正交铺层复合材料 拉伸 压缩
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考虑不确定性的复合材料加筋壁板后屈曲分析模型验证方法 被引量：11
13
作者 王彬文 艾森 +2 位作者 张国凡 聂小华 吴存利 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期274-281,共8页
复合材料加筋壁板在结构轻量化设计中,由于材料组分、几何尺寸具有不确定性,导致了壁板结构在服役条件下承载特性的不确定性。针对上述问题,提出了一种考虑参数不确定性的复合材料加筋壁板后屈曲模型验证方法。首先基于正交试验设计方... 复合材料加筋壁板在结构轻量化设计中,由于材料组分、几何尺寸具有不确定性,导致了壁板结构在服役条件下承载特性的不确定性。针对上述问题,提出了一种考虑参数不确定性的复合材料加筋壁板后屈曲模型验证方法。首先基于正交试验设计方法进行了不确定性参数的显著性分析,然后采用Kriging模型构建了能够表征后屈曲特性的代理模型,利用蒙特卡洛随机模拟获得加筋壁板后屈曲载荷概率分布,最后通过壁板结构在典型承载条件下的力学实验数据验证了分析模型的准确性。该分析方法对于壁板件在实际工程中的应用具有一定指导意义。 展开更多
关键词 复合材料 加筋壁板 后屈曲 不确定性 模型验证
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PBO纤维复合材料探索研究 被引量：22
14
作者 王百亚 任鹏刚 杨建奎 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期66-68,71,共4页
简要概述了 PBO纤维及其复合材料的应用 ,分别进行了 PBO纤维 /环氧复合材料干法、湿法缠绕成型的 NOL环性能试验分析 ,并采用电晕表面处理方法对 NOL环进行了试验研究 ;选用干法缠绕成型工艺进行了Φ1 5 0 mm压力容器试验 ,初步结果表... 简要概述了 PBO纤维及其复合材料的应用 ,分别进行了 PBO纤维 /环氧复合材料干法、湿法缠绕成型的 NOL环性能试验分析 ,并采用电晕表面处理方法对 NOL环进行了试验研究 ;选用干法缠绕成型工艺进行了Φ1 5 0 mm压力容器试验 ,初步结果表明 ,电晕处理效果不明显 ;Φ1 5 0 mm压力容器的 p V/WC可达 4 7.5 5 km。 展开更多
关键词 聚合物基复合材料 有机增加纤维 缠绕工艺 性能 试验 压力容器实验 电晕表面处理
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两种针刺纤维性能与成型性分析 被引量：9
15
作者 嵇阿琳 崔红 +2 位作者 李贺军 程文 张晓虎 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期222-224,228,共4页
研究了2种适合针刺炭预制体纤维——预氧丝纤维和炭纤维的性能,并对比了2种纤维成网性能和针刺性能的差异。预氧丝纤维炭化后拉伸强度为2 000 MPa,低于炭纤维(≥3 000 MPa)。预氧丝纤维单丝断裂延伸率是炭纤维的4倍,针刺Z向纤维平均长度... 研究了2种适合针刺炭预制体纤维——预氧丝纤维和炭纤维的性能,并对比了2种纤维成网性能和针刺性能的差异。预氧丝纤维炭化后拉伸强度为2 000 MPa,低于炭纤维(≥3 000 MPa)。预氧丝纤维单丝断裂延伸率是炭纤维的4倍,针刺Z向纤维平均长度8～15 mm,是炭纤维的3～4倍;3K炭布/预氧丝网胎针刺预制体Z向剥离强度达到0.594MPa,而3K炭布/炭纤维网胎针刺预制体剥离强度为0.128 MPa。炭纤维网胎针刺预制体热处理过程尺寸稳定,可满足高强度薄壁C/C复合材料构件的使用要求。预氧丝网胎针刺预制体层间连接紧密,适合制备厚壁C/C复合材料部件,整体性能优越。 展开更多
关键词 预氧丝纤维 炭纤维 网胎 针刺 预制体
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炭纤维/环氧树脂复合材料层板连续激光烧蚀数值计算 被引量：11
16
作者 李雅娣 张钢锤 +2 位作者 吴平 马喜梅 平丽 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期262-265,274,共5页
应用工程软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)编制程序,建立了复合材料瞬态温度场和烧蚀的物理数学模型,利用"杀死"单元的方法实现动边界退移的烧蚀与热传导耦合计算,从而完成了对烧蚀尺寸变化的定量描述;采用AN-SYS中处理相变... 应用工程软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)编制程序,建立了复合材料瞬态温度场和烧蚀的物理数学模型,利用"杀死"单元的方法实现动边界退移的烧蚀与热传导耦合计算,从而完成了对烧蚀尺寸变化的定量描述;采用AN-SYS中处理相变的方法,通过定义材料随温度变化的焓来考虑潜热。考虑了纤维的烧蚀、树脂分解以及辐射和对流热损失,对炭纤维/环氧叠层复合材料在不同辐射时间下激光烧蚀的温度场和烧蚀率进行数值计算,并分析了烧蚀特性和烧蚀机理,计算结果与实验结果吻合较好,可为复合材料热载荷下的失效分析和抗激光加固技术设计提供理论基础。 展开更多
关键词 炭纤维/环氧树脂复合材料 激光 烧蚀 数值计算
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复合材料红外无损检测的建模分析和热像处理 被引量：15
17
作者 郭兴旺 Vavilov V +2 位作者 郭广平 邵威 刘颖韬 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期363-369,共7页
红外热成像无损检测由于检测面积大、速度快和非接触从而在复合材料缺陷检测中的应用越来越广泛 .对碳纤维增强塑料的红外热成像无损检测从数学建模和热像数据处理 2个方面作了研究 .针对含有teflon夹片的碳纤维增强塑料试件的红外无损... 红外热成像无损检测由于检测面积大、速度快和非接触从而在复合材料缺陷检测中的应用越来越广泛 .对碳纤维增强塑料的红外热成像无损检测从数学建模和热像数据处理 2个方面作了研究 .针对含有teflon夹片的碳纤维增强塑料试件的红外无损检测实验中出现的缺陷表面温差信号为负的“非传统”现象提出了新的数学模型 ,作了仿真计算 ,解决了常规模型预测结果与实验结果之间的矛盾 .应用5种国际上流行的热像数据处理方法对实验数据进行了处理 ,并对各种处理方法用统计方法作了比较 。 展开更多
关键词 复合材料 数学模型 图像处理 红外热成像检测
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碳纤维复合材料在雷电流作用下的损伤仿真与试验 被引量：21
18
作者 姚学玲 郭灿阳 +1 位作者 孙晋茹 陈景亮 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1400-1408,共9页
广泛应用于飞机制造业的碳纤维复合材料(CFRP)导电性较差,其遭受雷击时很难迅速将雷电流泄放出去,雷电流在材料内产生的电阻热会对材料产生严重的热烧蚀损伤,因此通过仿真和试验手段对碳纤维复合材料雷击损伤机理进行了研究。通过建立... 广泛应用于飞机制造业的碳纤维复合材料(CFRP)导电性较差,其遭受雷击时很难迅速将雷电流泄放出去,雷电流在材料内产生的电阻热会对材料产生严重的热烧蚀损伤,因此通过仿真和试验手段对碳纤维复合材料雷击损伤机理进行了研究。通过建立航空用碳纤维复合材料雷击损伤的3维有限元模型,采用温度场分布来表征材料的损伤面积和损伤深度,并通过有限元软件ABAQUS对型号为IM600/133的碳纤维复合材料开展了雷击损伤数值模拟研究。仿真结果表明:雷击过程中,复合材料表面的温度和沿雷击位置法向的损伤深度在雷击初始阶段迅速增加;当雷电流幅值达到最大后,温升和损伤深度增加速率逐渐变缓,复合材料表层的温升变化规律和所施加的雷电流变化规律基本一致。铺层结构表面的雷电流主要沿着复合材料板表层电导率最大的方向传导,雷电流在材料中产生的热流也主要沿着表层传导,使得复合材料板的电热损伤主要分布在表层;编织结构的雷击损伤区域近似呈圆形分布,圆心为雷电流附着点。通过对比仿真和试验,两者有较好的一致性,证实了所建有限元模型的合理性。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 电热耦合 雷电流直接效应 热解动力学 有限元模型 雷击损伤机理
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热处理对PBO纤维分子链结构和性能的影响 被引量：10
19
作者 承建军 张敏 +4 位作者 刘子涛 陈晓军 庄启昕 李欣欣 韩哲文 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期353-357,共5页
利用红外光谱分析(FTIR)、示差扫描量热法(DSC)和磷含量分析方法研究了热处理对PBO纤维结构和性能的影响。结果表明,热处理使PBO纤维分子链中聚合后期少量的未关环反应趋向完全,使得PBO分子的共轭链长增加,弱键消失,提高了PBO纤维的力... 利用红外光谱分析(FTIR)、示差扫描量热法(DSC)和磷含量分析方法研究了热处理对PBO纤维结构和性能的影响。结果表明,热处理使PBO纤维分子链中聚合后期少量的未关环反应趋向完全,使得PBO分子的共轭链长增加,弱键消失,提高了PBO纤维的力学性能;提高了分子链与链之间排列的有序性,使链与链之间堆砌更加紧密,使得热处理后的纤维较难溶于MSA中;热处理使PBO纤维表面化学组成发生变化,并使其表面粗糙化,能改善其表面润湿性能;热处理对纤维强度影响甚微,提高热处理温度、延长热处理时间和增大热处理张力,能提高PBO纤维的模量。 展开更多
关键词 聚亚苯基苯并二噁唑 纤维热处理 未关环结构 力学性能
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针刺整体毡C/C复合材料整体喉衬烧蚀分析 被引量：11
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作者 尹健 张红波 +1 位作者 熊翔 黄伯云 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1539-1544,共6页
采用针刺整体毡炭／炭（C／C）复合材料整体喉衬进行小型固体火箭发动机地面点火实验，结合扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS），分别对烧蚀后整体喉衬收敛部位、喉径部位和扩张部位的烧蚀形貌进行分析。结果表明：在较高压强（12～14MP... 采用针刺整体毡炭／炭（C／C）复合材料整体喉衬进行小型固体火箭发动机地面点火实验，结合扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS），分别对烧蚀后整体喉衬收敛部位、喉径部位和扩张部位的烧蚀形貌进行分析。结果表明：在较高压强（12～14MPa）条件下，针刺整体毡C／C复合材料整体喉衬烧蚀均匀，烧蚀型面光滑、烧蚀率低，但因轴向纤维少及轴向强度较低，接近喉径部位的收敛部位和喉径部位易产生分层；不同部位的烧蚀形貌不同，是由于整体喷管中的燃气温度、组分浓度和速度所致。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 C/C复合材料 整体喉衬 地面点火实验 烧蚀
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