摘要：鸟啄复合绝缘子为输电线路的安全运行带来了严重的隐患。为进一步理解材料特性与鸟啄损伤程度之间的关系,文中基于冲击动力学理论,对复合绝缘子的伞裙护套材料的耐冲击力学特性进行了研究。建立了包含材料弹性模量、密度、泊松比、鸟嘴形状系数等相关参数的复合绝缘子鸟啄冲击模型。模型根据鸟啄速度分为弹性变形、塑性变形与流体变形3个阶段,描述了复合绝缘子伞套材料的鸟啄深度与鸟啄速度之间的关系。设计了模拟鸟啄的人工冲击试验,以硅橡胶与脂环族环氧树脂两种伞套材料为例,对比了两种材料的耐冲击特性。结果发现,硅橡胶伞套材料随冲击高度的增加,经历了弹性变形至塑性变形阶段。鸟啄冲击模型可以很好的描述硅橡胶材料所受冲击速度与冲击深度之间的关系。脂环族环氧树脂材料的冲击过程同样存在弹性、塑性变形阶段,但最终以裂纹扩展断裂形式开裂,与鸟啄冲击模型中侵入深度逐渐增加最终贯穿的过程不符,因此不适合该模型。相较于硅橡胶材料,脂环族环氧树脂伞套材料具有更好的耐冲击力学特性,更能抵御鸟啄侵害。

摘要：基于流体体积函数方法建立了高压绝缘拉杆真空辅助树脂浸润纤维过程的树脂、空气两相流模型,论述了气泡缺陷成因并进行可控工艺参数分析;构建了接近真实的绝缘拉杆单胞细观和微观几何模型,采用有限体积法并通过Fluent软件完成了树脂、空气两相流模型的求解;对单胞细观和微观的树脂、空气两相流动及气泡缺陷进行数值模拟,研究了可控工艺参数与气泡缺陷的关系,并进行工艺参数优化。结果表明:当温度为50℃时,毛细数在0.007~0.008,浸润效果最好。基于数值模拟的工艺参数制备绝缘拉杆,其虹吸实验结果与数值模拟结果相符,验证了本文方法的有效性,可为实际浸润工艺的设计提供参考。

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。