摘要：采用Design-expert软件设计预制体不同针刺成型参数组合试验,研究预制体针刺成型参数对针刺碳/碳(C/C)复合材料拉伸强度的影响,并构建了响应曲面数学模型,实现对针刺C/C复合材料拉伸强度的优化与预测,其模型显著性P=0.0206,各试验实测值与预测值相对误差≤10.82%,模型具有较高的拟合度。响应曲面回归分析表明:针刺深度对拉伸强度有极显著影响,针刺密度对拉伸强度有显著影响,在本研究的针刺成型参数取值范围内,拉伸强度的预测区间为42.31~91.87 MPa。通过模型优化出的针刺成型参数组合为:针刺密度11 pin/cm^2、针刺深度11 mm、网胎面密度50 g/m2,相应拉伸强度预测值为88.62 MPa,验证值为90.71 MPa,相对误差2.36%。

摘要：基于响应曲面法,采用Design-expert系统研究了预制体针刺成型参数与C/C复合材料多目标性能的相关性,构建了响应曲面数学模型。分析结果表明,针刺C/C复合材料的抗拉强度、剪切强度、压缩强度、增强预制体体密度、抗拉强度与剪切强度比值各响应模型的显著性水平P均小于0.05,且各复相关系数平方和均大于0.82,模拟值与实测值吻合程度较高,可应用于针刺C/C复合材料各项目标性能的设计与预测。当针刺密度为12.18针/cm^2、针刺深度11.68mm、网胎面密度90.55g/m^2时,增强预制体体密度可达0.42g/cm^3,针刺C/C复合材料的综合力学性能最佳,其抗拉强度为116.49 MPa、抗弯曲强度121.84 MPa、抗剪切强度19.41 MPa、抗压缩强度160.88 MPa。

摘要：针刺预制体具有生产周期短、成本低、层间强度高、可设计性强等优点，其在高温复合材料的应用日益成熟。本文综述了国内外在针刺炭纤维预制体的成型技术、性能、应用方面的研究现状，分析了国内外差距，并对国内针刺预制体发展方向提出建议。