摘要：复合材料在航空、航天、电子等领域的广泛应用对其耐高温性能提出了更高的要求。树脂基复合材料的耐温性主要取决于树脂基体的耐温性。文中综述了几种高性能树脂基体的性能特点及其在耐高温复合材料中的应用现状,总结了已有改性方法和改性效果,分析了高性能树脂基体改性的未来发展方向,并探讨了采用分子设计方法指导高性能树脂基体改性及研发新型高性能树脂基体的可行性。

摘要：采用玻璃纤维增强环氧树脂复合材料层合板作为内、外面板,以PVC泡沫作为芯材,构造了双层夹芯复合材料结构。采用落锤冲击实验,得到了冲击过程的撞击力历史;研究了在不同的冲击能量下,双层夹芯结构的冲击响应及内面板位置对双层夹芯结构冲击响应的影响。实验结果表明,内面板的引入及内面板的位置显著影响双层夹芯结构的撞击力历史,根据该撞击力历史可以优化设计出抗冲击性能优异的新型双层夹芯复合材料结构。

摘要：轻质复合材料及其结构以其优异的力学性能在航天航空飞行器上得到了广泛应用。考察玻璃纤维/环氧复合材料方形截面桁架在典型弯曲载荷工况条件下的非线性结构承载性能。采用Isight集成平台对桁架结构进行多参数优化设计,获得满足结构刚度和承载性能要求的最轻质桁架结构的几何参数,并分析最优化结构在载荷作用下的结构非线性响应行为。结果表明采用Isight平台对桁架结构进行多参数优化设计具有较高的效率和可信度。

摘要：采用手工引导纤维束缠绕加高强纱绑束的成型工艺制备了截面形状为三角形的玻璃纤维/环氧全复合材料桁架。研究了芯模的设计与制造、缠绕与绑束操作、固化与脱模工艺,测试了由该工艺制得的复合材料桁架肋条的直径、纤维体积含量和拉伸强度、模量。以三点弯曲的加载方式测试了所制得的超轻质复合材料桁架的弯曲性能。结果表明,用手工引导纤维束缠绕加高强纱绑束的成型工艺制得的全复合材料桁架肋条的直径平均偏差为5.8%,纤维体积含量为64%,其拉伸强度和模量分别为747.5 MPa和48.56 GPa,与模压工艺制得的单向复合材料相比分别提高了9%和15%。该超轻质(线密度≤1.0 kg/m)复合材料桁架整体抗弯载能力突出(失稳载荷达到2000 N),具有良好的结构刚度。

摘要：单向带/平纹布混杂铺层方式常用于复杂复合材料结构的制备,对其极限强度进行研究具有重要的工程应用价值.把三维有限元方法和优化设计思想结合起来,建立了一种复合材料极限强度分析方法,该方法可基于通用有限元分析软件ANSYS实现.为验证该方法的有效性,实验制备了单向带/平纹布混杂铺层层合板进行了拉伸和压缩实验.结果表明该方法用于混杂铺层层合板极限强度预测,最大偏差在15%以内,满足工程应用要求.

摘要：整体成型的固体火箭发动机复合材料连接裙有助于连接裙的减重及其使用性能的提高。本文采用RTM工艺制备出了全复合材料整体连接裙并对其进行了轴压承载性能考核。试验结果表明,RTM工艺整体成型的复合材料连接裙质量均匀,在设计载荷作用下,连接裙的轴向应变远小于0.5%的复合材料许用应变指标,连接裙的轴向表观结构刚度为40.9GPa。

摘要：依据已制备的碳环氧/泡沫/碳酚醛一体化复合材料结构,通过合理简化,建立了一体化复合材料结构热传导有限元模型。计算了指定热载荷条件下一体化复合材料结构内部温度分布,讨论了防热层厚度、隔热层厚度、隔热层热导率对一体化复合材料温度分布的影响。选用气凝胶复合材料为夹芯材料,计算得到了满足指定热载荷条件的隔热层的最小厚度,为以气凝胶复合材料为夹芯材料一体化复合材料热设计提供了依据。

摘要：建立了缠绕管件三维有限元模型,通过应力分析发现轴压条件下缠绕管件受压端面存在明显应力集中现象,由此预测管件受压端面边缘效应会导致管件轴压强度下降,通过三维有限元模型对端头加强和未加强管件的轴压强度分别进行了定量计算,得出端头加强管件的轴压强度明显高于未加强管件的轴压强度。在理论分析的基础上,设计了缠绕管件轴压性能实验,实验结果对理论分析结果进行了验证。研究结果表明,对缠绕管件进行端头加强后,可有效减轻端面效应对轴压强度的负面影响,轴压强度可提高30%以上。

摘要：通过有限元法研究了炭纤维无纬带与平纹布铺层的体积比λ对整体复合裙抗轴压性能的影响。分析表明,λ为7∶3时,复合裙的抗轴压性能较好。对用树脂传递模塑(RTM)工艺制备的具有优化铺层方式的复合裙进行了轴压性能试验,试验所得复合裙的轴压刚度与计算值的偏差为9.5%,试验的轴向应变-载荷曲线与计算的轴向应变-载荷曲线趋势基本一致。

摘要：汽车结构的轻量化是降低汽车能耗和增加续航里程的重要方式。虽然纤维增强环氧树脂等热固性基体复合材料具有极高的力学性能和轻量化潜力,但是较高的制造能耗、修复成本及较低的设计和制造效率,阻碍了其在汽车结构中的广泛应用。本文采用一种新型“Double-Double”铺层(DD)热塑性层合板([±Ф/±Ψ]n),试图解决以上问题。文中分析了DD层合板相较于π/4铺层(Quad)层合板在轻量化设计方面的优势,并且对比了不同铺层方式(DD、Woven、Quad铺层)及不同基体材料(热固性基体环氧树脂、热塑性基体尼龙6)层合板的力学性能和设计分析流程。结果表明:高轴向刚度DD层合板在主要载荷方向的刚度及强度远高于相同纤维、基体的Woven层合板;DD层合板的刚度性能与相同纤维、基体的Quad层合板相近,但是DD层合板的设计效率高于Quad层合板。同时,对碳纤维增强尼龙6复合材料(carbon/PA6)的DD热塑性层合板的研究发现,虽然单向carbon/PA6的拉伸模量和拉伸强度低于单向carbon/epoxy,但是DD carbon/PA6层合板仍可通过铺层设计,使主要载荷方向上的刚度和强度超过Woven carbon/epoxy层合板。并且热塑性Carbon/PA6具有优异的可修复性和回收再利用性,显示出应用于汽车结构设计的优势。