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  • 简介:本文旨在找出损伤复合材料层合板振动特性的影响。复合材料在直升机桨叶上的应用,实现了桨叶优化设计,改善了旋翼气动性能,使桨叶的寿命增加到上万小时,甚至达到无限寿命。因此,使用复合材料已成为现代直升机桨叶的发展趋势。对G827/3234、G803/3234以及G814/3234等三种铺层材料的复合材料层合板进行了振动试验研究与理论分析,得到了振动特性与材料、铺层方式的关系。进一步对这些层合板在含有穿孔、分层损伤情况下的振动特性进行了研究。结果表明,理论分析结果与试验结果吻合,证明了所建模型的有效性。该研究结果对直升机复合材料桨叶结构损伤容限分析与设计具有一定的参考价值。

  • 标签: 复合材料层合板 损伤 振动特性 有限元
  • 简介:试验研究了5224/G803和5224/G827两种复合材料层合板低速冲击及冲击后压缩载荷作用下的损伤特征。结果表明,两种层合板低速冲击损伤特征基本相同,均存在分层、纤维断裂与基体裂纹。5224/G803层合板冲击正面和背面在压缩载荷作用下的损伤特征相同,均为纤维基体剪切断裂。而5224/G827层合板冲击正面在压缩载荷作用下为纤维基体剪切断裂失效,冲击背面则以分层损伤为主。

  • 标签: 复合材料层合板 低速冲击 压缩 损伤
  • 简介:材料的失效破坏是一个复杂的过程,迄今为止已有上百个理论模型来研究材料的强度问题,本文重点介绍了统一强度理论,它给出了一系列破坏准则,并建立了准则之间的关系。根据复合材料的特点以及基体、增强相、界面、工艺对复合材料强度的影响关系,阐述了复合材料的宏观强度理论中不同破坏准则之间的差异和特点,并指出采用宏观与细观相结合的方法研究复合材料损伤和强度理论的必要性。

  • 标签: 复合材料 强度 损伤 随机性
  • 简介:复合环形气瓶爆破压力58MPa,未满足60MPa设计指标。气瓶水压爆破试验前依次经强度试验、气密性检查和疲劳试验。气瓶外层缠绕芳纶纤维,内衬为TC4钛合金超塑成形后激光焊接。运用多种分析手段开展内衬裂纹及断口的宏微观形貌分析、特征微区化学成分测定、焊缝金相组织检查。结果发现:在内衬内焊缝收弧焊趾部位存在裂纹源,裂纹源由数个微氧化脆性准解理小平面组成,源区与瞬断过渡区有疲劳条带特征。分析表明,裂纹源形成于焊接过程,在疲劳试验中发生疲劳扩展,而后爆破试验因裂纹前端应力强度因子达到临界值而发生失稳爆裂,裂纹性质为氢脆裂纹,属焊接气体保护不充分引起的环境吸氢。

  • 标签: 复合环形气瓶 爆裂 激光焊接 氢脆 疲劳
  • 简介:复合材料桨叶设计重点考虑其疲劳性能和环境老化性能,变形失效问题则很少涉及。通过对处于不同变形损伤阶段的桨叶结构和复合材料损伤情况进行观察分析,对复合材料桨叶的变形失效问题进行了分析和讨论。结果表明:桨叶叶根材料在叶根套离心力压迫、离心应力及循环载荷下出现塑性变形损伤累积,使得玻璃纤维织物和泡沫塑料出现鼓包堆积,最终导致桨叶变形失效;在叶根部位增加刚性支撑结构,增强叶根填块的粘接强度可以共同抵抗离心力和棘轮效应引起的轴向应力和应变,可以有效预防桨叶的变形失效。复合材料构件在设计时除了要考虑常规的疲劳性能外,材料棘轮效应可能引起的复合材料变形失效问题也要加以重视。

  • 标签: 复合材料 旋翼桨叶 变形失效 棘轮效应 预防措施
  • 简介:某型飞机太阳齿轮在进行超功率试验过程中多次出现金属屑报警,未停止试验,试验完毕后对其进行分解,检查发现轮齿表面存在剥落凹坑。通过宏微观观察、能谱成分分析、金相组织检查、硬度检测等方法对齿轮表面损伤进行分析,以确定该损伤的性质和形成原因。结果表明:轮齿的损伤为表面接触疲劳剥落,偏载导致轮齿表面局部应力过大是剥落产生的主要原因。

  • 标签: 太阳齿轮 微裂纹 接触疲劳 剥落
  • 简介:为实现飞机碳纤维复合材料(CarbonFiberReinforcedPlastics,CFRP)层板在役检测,采用同侧空气耦合超声兰姆波特征成像检测的方法对其缺陷进行检测。将非接触空气耦合超声传感器置于CFRP层板同侧,激发A0模态兰姆波,对其冲击损伤进行D扫描检测。引入时间反转损伤指数表征复合材料层板的冲击损伤。结合概率损伤算法,以该指数作为损伤重构成像的特征值,将不同扫描路径上的特征值数据进行融合,得到CFRP层板冲击损伤缺陷的兰姆波图像。结果表明,基于时间反转的兰姆波图像不仅能够直观地呈现损伤缺陷的位置和形状,而且能够通过避免基准信号选取和减少扫描步进次数显著提高检测效率。

  • 标签: CFRP 空气耦合超声 时间反转 冲击损伤 兰姆波图像
  • 简介:为研究复合离子液体中电沉积制备Ir的工艺过程,探讨添加剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)对BMIC-BMIBF4复合离子液体黏度、电导率及电化学稳定性的影响,分析IrCl3在该复合体系中的电化学行为,并在不同电位下恒电位电沉积Ir层。采用扫描电镜及X射线衍射仪对沉积层形貌及组成进行表征。结果表明:DMAC的加入使复合体系的黏度降低、电导率升高、电化学稳定性提高;金电极上的循环伏安测试表明,Ir3+通过一步还原反应生成单质Ir的过程是受扩散速率控制的不可逆过程,其平均转移系数为0.170,扩散系数为1.096×10-6cm^2/s;SEM显示,在还原峰电位处可以获得较为致密、平整的Ir层,而XRD谱表明Ir层为多晶结构。

  • 标签: 复合离子液体 N N-二甲基乙酰胺 电沉积
  • 简介:复合材料层合板疲劳损伤机理和寿命预测是关系到现代航空结构损伤容限设计的关键问题。通过对复合材料层合板疲劳损伤特征研究,从应变等效性出发,结合经典刚度降法,建立层合板疲劳寿命预测两阶段宏观唯象模型,弥补了经典刚度降法和S-N曲线模型的不足。应用此模型对新型的缝合复合材料层合板进行了相关分析与研究,并将预测结果与试验结果进行了对比。结果表明,所建立的疲劳寿命预测模型结果与试验结果吻合良好,可为缝合复合材料的失效分析与工程应用奠定一定的理论基础。

  • 标签: 复合材料层合板 疲劳 损伤 刚度
  • 简介:碳/矿环氧复合材料管在弯曲疲劳试验时发生开裂,疲劳次数远低于设计要求。管子的成型工艺为碳布缠绕成型。对碳/环氧复合材料管裂纹部位进行了宏观、微观观察,对环氧树脂基体采用红外光谱分析。观察和分析结果表明:碳/环氧复合材料管的失效性质为低周疲劳;复合材料管发生早期疲劳失效的主要原因是由于安装孔附近存在分层缺陷,导致该区域层间结合强度及抗疲劳性能降低,分层缺陷产生的原因是由于该区域富集较多的环氧树脂用粉末状固化剂。

  • 标签: 碳/环氧复合材料 弯曲疲劳试验 分层缺陷
  • 简介:由于复合材料断裂特征的复杂性,尚未给出所受载荷与断裂特征之间的关系,通常认为失效模式与层板的基体、纤维类型及试验温度有关。本研究通过拉伸试验、断口观察等方法研究了碳纤维与玻璃纤维增强树脂基复合材料单向板在-55、23及70℃的0°拉伸失效行为,分析了单向板0°拉伸的断裂特征、失效模式及其影响因素。结果表明:复合材料单向板的0°拉伸主要有2种失效模式,纤维基体断裂和界面失效;由于2种失效模式所占的比例不同,形成多种断口形态;失效模式、断裂特征与复合材料的拉伸强度关系不大,主要与界面的结合强度有关;试验温度、纤维、基体等对其断裂特征与失效模式的影响也主要是界面强度变化所致。

  • 标签: 复合材料单向板 拉伸 断裂特征 失效模式
  • 简介:碳/环氧复合材料横管作为天线结构的一部分,在进行第60次展开试验的过程中发生了开裂。通过弯曲试验、宏观观察、微观观察及金相分析等手段,对横管的破坏模式、失效原因进行分析,并提出后续解决措施建议。结果表明:横管的破坏形式为弯曲破坏,其在收拢、展开过程中受反复加载的压缩-弯曲载荷的作用发生弯曲变形,在变形集中区缺陷发生扩展并逐步形成分层开裂损伤,使局部区域刚度下降,在后续使用中分层开裂损伤进一步加剧,导致横管的整体刚度逐渐下降,最终在第60次展开试验中发生弯曲失稳破坏。

  • 标签: 碳/环氧复合材料 横管 弯曲破坏 分层开裂
  • 简介:早在1960年,异形合成纤维进入了工业化生产阶段,但至20世纪80年代中期,用于增强聚合物复合材料的异形玻璃纤维才由日东纺和欧文思一康宁公司借鉴异形有机纤维的生产技术开发成功。此后,异形纤维增强复合材料取得了迅速的进步。经过五十年的发展,目前异形纤维已经成为差别化纤维的重要品种之一。

  • 标签: 异形纤维 高性能 开发成功 增强复合材料 玻璃纤维 有机纤维
  • 简介:针对某直升机复合材料旋翼桨叶,在没有对复杂结构进行简化的情况下,利用ANSYS有限元软件的参数化语言(APDL)建立完整的有限元模型。该模型不仅考虑了大梁、蒙皮和加强梁等主承力结构,还考虑了大梁内抗扭层、前缘包铁和前缘配重等次承力结构。利用该模型,计算桨叶在额定转速下的前5阶固有模态和频率。结果表明:前5阶模态不存在振动耦合,满足桨叶固有特性设计要求。在此基础上,计算不同转速下的各阶频率,绘出用于振动失效分析的坎贝尔图,经分析,在工作转速范围内,桨叶低阶固有频率没有与其旋转频率相交,满足固有频率设计要求。

  • 标签: 直升机 复合材料 桨叶 振动 模态 频率
  • 简介:对直升机旋翼前缘的镍-玻璃纤维复合层进行超声检测方法研究。分析镍-玻璃纤维复合层缺陷特征及缺陷识别方法;针对薄壁曲面构件的检测需求,采用便携式超声特征扫描成像方法和接触式聚焦方法,完成曲面旋翼前缘的扫描成像检测;利用超声特征扫描成像系统对检测信号进行全波列采集,并用幅值特征和频谱分析等方法对复合层脱粘缺陷进行分析和处理,实现高精度的缺陷显示和评价。

  • 标签: 镍-玻璃纤维复合层 脱粘缺陷 接触式聚焦 超声特征扫描成像
  • 简介:添加剂在铜电解中起着非常重要的作用,对铜电解添加剂来说,虽然种类较多,但基本上都以明胶、硫脲、盐酸为主要添加剂,配合使用其它添加剂如阿维同A、旁德林、高力格、干酪素等。尽管如此,铜电解添加剂的研究开发一直没有停顿过。对高电流密度下铜电解工艺的要求、

  • 标签: 复合添加剂 新型 高电流密度 干酪素 硫脲 工艺
  • 简介:轧辊是轧钢机上的重要零件,每年服役失效后的大修或维修大大影响生产效率、浪费资源乃至经济效益。通过对轧辊的服役损伤行为研究,探讨不同失效模式下的失效机制。结果表明:轧辊服役损伤失效行为主要有剥落、裂纹、断裂,各损伤失效机制均主要为制造、使用以及两者综合作用的结果。其中剥落是由于局部大应力和升温,微裂纹产生于次表面并扩展形成剥落坑;裂纹是热循环应力及塑性应变等因素作用的结果;断裂大多是承受较大外载荷作用,并在轴颈应力集中处或内部近表面缺陷处发生的失效。针对轧辊的不同失效机制分别进行工艺改进和制定合理的检修周期,采用科学有效的检测手段,为有效使用轧辊、提高轧辊使用寿命提供依据。

  • 标签: 轧辊 服役损伤行为 失效机制 预防措施 维修
  • 简介:采用粉末冶金方法制备高强高导铜合金基纳米复合材料(CuZr/AlN)。采用光学显微镜(OM)和高分辨率透射电镜(HRTEM)等方法研究不同烧结工艺对复合材料组织与性能的影响,研究固溶时效对CuZr/AlN力学性能的影响。结果表明:试样的组织致密,晶粒大小在0.2μm左右;试样的布氏硬度随着复压制压力和烧结温度的升高而升高;试样的布氏硬度开始随着锆含量的增加而升高,但当锆颗粒含量大于0.5%时,复合材料的布氏硬度开始降低。试样的抗弯强度随着复压制压力和烧结温度的升高而提高,抗弯强度在锆含量为在0.5%时最大。900°C固溶后的布氏硬度比固溶前的布氏硬度低,试样在500°C和600°C时效后,布氏硬度增加,在700°C发生过时效现象。

  • 标签: CuZr/AlN纳米复合材料 粉末冶金 力学性能
  • 简介:在催化剂P-TSA的作用下,运用原位溶液-凝胶法,将BGPPO、DDM和TEOS合成了具有纳米结构的含磷环氧/硅黏土复合材料,经傅立叶红外转移(FTIR)、核磁共振(NMR)和扫描电子显微镜(SEM)表征后发现,环氧树脂中的硅粘土达到了纳米级尺寸,并且,随着粘土含量的增加,

  • 标签: 有机-无机纳米复合材料 阻燃性能 环氧树脂 硅粘土
  • 简介:集成电路和芯片的封装技术的快速发展对封装材料提出了更高的要求。由于传统的金属封装材料不能满足现代封装技术的发展需要,向金属基体内添加低热膨胀系数的陶瓷或其它物质制成金属基电子封装复合材料已成为金属基复合材料今后重点发展的方向之一。本文阐述了金属基体、增强体及其体积分数、制备工艺对复合材料热性能的影响。

  • 标签: 电子封装 封装技术 金属封装 封装材料 集成电路 芯片