摘要：芳纶纤维表面惰性会影响其与树脂间的浸润性能和界面结合强度,因此限制了芳纶纤维复合材料在航空、航天、输电等领域的应用。为了对比纤维表面改性和树脂基体改性技术对芳纶纤维复合材料层间剪切性能的影响,文中结合光学和力学测试方法对不同改性技术及处理过程对芳纶纤维表面刻蚀的影响机制开展了深入研究。结果表明,乙酸酐化学刻蚀会对芳纶纤维表面基团产生影响且增加表面粗糙度。热氧化刻蚀处理后表面粗糙度显著增加,具有明显“沟壑”状。然而,当乙酸酐化学刻蚀处理时间高于6 h、热氧化刻蚀处理时间高于4 min时,纤维内部结构就会受到损伤,导致复合材料层间剪切性能降低。超声浸渍改性处理后,纤维表面粗糙度有一定增加,纤维表面附着的气体将会排出,超过20 min后改性效果趋于稳定。使用偶联剂改性树脂基体可以增加纤维表面的键合作用,当添加量超过3%时,树脂分子间的过度交联导致复合材料层间剪切性能下降。研究结果为提高芳纶复合材料浸润性能和界面强度提供了理论依据,对航空航天、电力系统中芳纶复合材料设计及制造研究具有参考价值。

摘要：介绍了复合材料整体化结构的制造成本估算方法。将成本作为主要的优化设计参数,针对蒙皮加筋壁板结构采用共固化成型技术,考虑结构约束及与成型工艺相关的制造约束,提出了在压力和剪切力作用下复合材料蒙皮加筋壁板结构基于成本-质量平衡的优化设计方法。以蒙皮T形加筋为例,分别选取最小质量和最小成本为优化目标参量验证工时估算模型的有效性。讨论了7种常见形状加筋整体化壁板结构的制造成本和质量,估算值与实验值吻合较好。研究结果表明,蒙皮T形筋制造工时最短而质量仅高于最小质量J形结构的0.5%,是基于成本-质量平衡优化的最佳选择结构。研究结果为复合材料整体化蒙皮加筋结构设计提供指导。

摘要：成本估算是目前复合材料领域开发研究的关键问题之一,而工艺工时估算又是制造成本估算的核心。本文中建立复合材料制造工艺工时估算模型,以热压釜成型复合材料波纹梁为研究对象进行理论分析和实验研究,给出此估算模型中估算变量和方程参数的确定方法并应用最小二乘法将所得数据进行拟合,其结果与实验结果基本一致。介绍了估算模型中参数随制件曲度变化的修正方法,为实现不同结构设计的工时估算提供指导。

摘要：纤维增强树脂基复合材料机翼结构复杂,往往存在明显的固化变形现象,严重影响机翼的装配和气动特性。本研究目的在于建立大型复合材料复杂结构的热校形工艺方法,解决复合材料机翼制造的变形控制问题。针对复合材料机翼的固化变形特点,设计了新的热校形夹具工装。在评价复合材料应力松弛特性的基础上,建立了大型复合材料机翼结构热校形工艺的有限元模拟方法,实现了对热校形后机翼结构残余变形的有效预报,分析了校形载荷、校形温度等关键工艺参数对校形效果的影响规律,形成优化的热校形工艺方案。模拟及实验结果表明,复合材料热校形工艺可以适用于大型复杂结构,复合材料机翼89.5%的固化变形被热校形工艺的残余变形抵消,达到机翼的装配和气动外形要求。

摘要：研究了管内移动机器人的管外定位技术,采用甚低频电磁脉冲突破了金属管壁对电磁信号的屏蔽作用,实现了管道内外的信息传达。建立了地下管道环境中甚低频电磁场的分布模型,并分析了环境几何参数、电磁参数及发射频率对管外检测信号强度的影响。将甚低频电磁发射系统简化为磁偶极子模型,基于传感器阵的信号检测及磁场反演计算方法,实现了管道机器人的位置跟踪与准确定位。提出了发射线圈结构的优化设计方法,有效降低了采用磁偶极子磁场替代发射线圈磁场的相对误差。通过现场实验验证了甚低频电磁脉冲的穿透性能和定位技术的有效性。

摘要：在DFC概念模型的基础上,将面向成本的设计引入复合材料结构设计当中,建立复合材料结构的面向成本设计的理论框架;在对成本估算模型分类的基础上,针对复合材料面向成本设计过程中各个阶段的特点,选择其相应的成本估算方法。

摘要：本文从细观角度介绍了碳纤维增强树脂基复合材料孔隙微观特征对结构力学性能的影响,综述了国内外学者在该领域的研究进展,为复合材料制作工艺过程控制孔隙和结构可靠性设计一体化研究提供参考,对国内学者针对碳纤维增强树脂基复合材料研究和发展提供重要的理论依据。

摘要：以碳纤维增强环氧树脂基复合材料结构为研究对象,设计了含有预埋分层缺陷复合材料层合板的典型试件及压缩实验装置,采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了分层缺陷位置、大小对结构压缩强度的影响。研究结果表明,分层缺陷的位置会改变层合板的分层形式,且小尺寸分层缺陷对于层合板的压缩强度几乎无影响。此结论可为复合材料结构应用于飞机结构的设计和制造提供依据。