国家自然科学基金(51203144)
- 作品数：19 被引量：180H指数：9
- 相关作者：刘刚包建文李伟东肇研张金栋更多>>
- 相关机构：北京航空航天大学中航复合材料有限责任公司厦门大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国航空科学基金江苏省博士后科研资助计划项目更多>>
- 相关领域：一般工业技术自动化与计算机技术化学工程更多>>
- 尼龙无纺布结构化增韧层增韧碳纤维/环氧树脂复合材料的湿热力学性能被引量：15
- 2015年
- 采用尼龙无纺布(PNF)作为结构化增韧层,制备了PNF层间增韧改性的U3160碳纤维增强3266环氧树脂(U3160-PNF/3266)复合材料,研究了U3160-PNF/3266复合材料的面内力学性能及湿热老化后的力学性能变化,并分析了复合材料湿热老化前后的层间形貌。结果表明:PNF增韧层的引入并未导致复合材料面内力学性能的下降,与未增韧的U3160碳纤维增强3266环氧树脂(U3160/3266)复合材料相比,增韧复合材料U3160-PNF/3266的90°拉伸性能有所提高。而湿热老化处理对U3160-PNF/3266复合材料的基体和界面性能影响相对明显,尤其是尼龙纤维与树脂基体之间的界面结合性能,湿热老化处理后增韧复合材料的90°压缩和层间剪切性能保持率均明显低于未增韧复合材料的。
- 刘刚张朋杨喆包建文肇研益小苏
- 关键词：无纺布复合材料湿热老化
- 耐高温双马来酰亚胺树脂的固化反应动力学和TTT图被引量：5
- 2016年
- 采用动态DSC法对耐高温双马来酰亚胺树脂的固化反应动力学进行研究,根据Kissinger方程和Crane方程,拟合得到树脂的固化动力学参数,并建立树脂的唯象模型。此外,采用恒温DSC法,根据DiBenedetto方程,建立树脂的玻璃化转变温度与固化度之间的函数关系。采用凝胶盘法,获得树脂在不同温度下的凝胶时间,建立凝胶时间和凝胶温度之间的函数关系,最终得到树脂的TTT图。结果表明:根据TTT图确定合适的加压时机,可以有效排除夹杂于预浸料层内层间的气体,从而制备内部质量完好的复合材料。
- 李伟东张金栋李韶亮刘刚钟翔屿包建文
- 关键词：双马来酰亚胺树脂固化反应动力学TTT图
- 基于FBG应变监测的环氧树脂固化收缩及工艺参数优化被引量：7
- 2016年
- 采用布拉格光纤光栅(FBG)传感器,对一种典型液态成型环氧树脂在不同固化工艺以及后固化过程中的温度及应变进行了实时在线监测。通过将树脂内部应变变化转化为树脂线性体积变化,得到不同工艺过程中树脂的固化收缩规律,以此作为依据对树脂的经验固化及后固化工艺参数进行验证和优化。结果表明:所选液态成型树脂在80℃下固化,其固化度和玻璃化转变温度分别为90%和85℃,高于75℃固化树脂,但其总固化体积收缩只比75℃固化时略为增加了约5%;树脂在120℃下进行后固化处理时,恒温180min后FBG传感器监测到的树脂内部应变已不再变化,此时树脂已基本完全固化,无需再延长后固化时间。
- 李雪芹刘刚张子龙纪双英益小苏
- 关键词：环氧树脂布拉格光纤光栅固化度玻璃化转变温度
- 结构化增韧层增韧RTM复合材料预成型体的渗透特性被引量：9
- 2015年
- 选用尼龙无纺布(Polyamide Nonwoven Fabric,PNF)作为结构化增韧层,研究了增韧层的引入对纤维预成型体在树脂传递模塑成型(RTM)工艺过程中渗透特性的影响。结果表明:在径向非饱和流动模式下,层间增韧预成型体沿纤维方向的渗透率为5.2×10-12 m2,略低于非增韧预成型体的7.1×10-12 m2,而沿垂直于纤维方向的渗透率为2.3×10-12 m2,略高于非增韧预成型体的1.6×10-12 m2。此外,层间增韧预成型体的单向饱和流动渗透率为2.6×10-12 m2,较非增韧预成型体的1.9×10-11 m2下降了约1个数量级,z向饱和流动渗透率较非增韧预成型体的1.3×10-13 m2下降至2.5×10-14 m2,同样下降了约1个数量级。对复合材料层间微观形貌的分析结果表明:造成预成型体渗透率下降的主要原因首先是PNF引入至层间之后将阻碍层间树脂的快速流动,同时增韧层将使层内纤维含量明显升高,由55.3vol%上升到63.7vol%。
- 刘刚张朋李伟东胡晓兰包建文益小苏
- 关键词：RTM层间增韧渗透率
- 尼龙无纺布增韧RTM复合材料的湿热老化性能被引量：1
- 2015年
- 采用尼龙无纺布(PNF)作为结构化增韧层,利用树脂传递模塑(RTM)工艺制备了PNF层间增韧改性的碳纤维增强环氧树脂基复合材料(U3160-PNF/3266),研究了U3160-PNF/3266复合材料的吸湿特性及湿热老化对其耐热性能的影响。结果表明:增韧前后复合材料具有相似的吸湿动力学特性,但在吸湿初期,U3160-PNF/3266复合材料具有更大的吸湿速率,达到饱和吸湿后,U3160-PNF/3266复合材料的饱和吸湿率约为0.96%,略大于非增韧复合材料U3160/3266的0.87%。随着湿热老化时间的增加,两种复合材料的玻璃化转变温度均逐渐降低,并随着吸湿率的饱和而趋于平稳,达到饱和吸湿后,U3160-PNF/3266和U3160/3266复合材料的玻璃化转变温度分别下降了约15%和14%。
- 张朋刘刚张利李伟东包建文益小苏
- 关键词：复合材料树脂传递模塑增韧
- “离位”增韧预成型体压缩特性被引量：6
- 2015年
- 针对'离位'增韧预成型体的液态成型工艺性,研究了两种不同结构形式增韧层'离位'增韧预成型体的厚度压缩特性。分别采用多孔薄膜结构增韧层、高孔隙率无纺布结构增韧层与碳纤维织物交替铺层制备'离位'增韧预成型体,采用力学试验机测试其厚度压缩特性。实验结果表明,预成型体压缩过程中,在相同压力水平下,增韧层的引入会降低预成型体的纤维体积分数;不同压力水平下,预成型体的压缩行为与增韧层结构形式有关。此外,采用织物预成型体厚度压缩本构模型,对'离位'增韧预成型体的压缩厚度进行了预测,通过模型预测值与实验值的比较,确定了模型中的经验指数k=2时,两者吻合较好。
- 刘刚李伟东李龙肇研益小苏
- 关键词：预成型体本构模型织物
- 内埋光纤光栅碳纤维增强复合材料层压板力学性能及拉伸应变监测被引量：10
- 2014年
- 将不同数量的光纤光栅埋植于复合材料层压板层间部位,研究了光纤光栅的埋植数量对层压板拉伸和压缩性能的影响及光纤光栅埋入对层压板层间结构的影响。此外,利用埋植在层压板内部的光纤光栅监测了层压板在拉伸过程中的应变变化,并与应变片监测结果进行了对比。试验结果表明,当在复合材料层压板中沿纤维方向埋入光纤光栅时,复合材料0°拉伸强度和模量略有降低。而当光纤光栅垂直于纤维方向埋入复合材料内部时,复合材料的90°拉伸强度和模量略有提高。对于压缩性能而言,由于光纤光栅在压缩过程中发生脆断,在复合材料内部产生损伤源,导致复合材料压缩强度有所降低,但当光纤光栅埋植数量较小时,对压缩模量的影响较小。层间形貌的显微观察结果表明,光纤光栅沿纤维方向埋入复合材料内部,在光纤光栅周围未形成树脂富集区,反之则将出现明显的富树脂区。
- 刘刚张斌周玉敬李伟东包建文
- 关键词：光纤光栅复合材料层压板力学性能
- 基于ANSYS的复合材料螺旋桨叶片有限元建模与分析被引量：11
- 2017年
- 针对船用复合材料螺旋桨叶片,分别采用壳单元赋予不同截面参数和实体单元赋予不同等效材料参数两种建模方法进行了有限元分析,对比了壳单元和实体单元模型的模态、均布压力载荷下的响应以及均匀温度场中的热变形。结果表明:对于从桨根到桨尖各位置铺层不同的叶片来说,两种建模方法在建模时间和铺层调整便捷性方面各有利弊;模态分析中两种模型的固有频率和振型计算结果存在一定差异,它们均可在一定条件下用于复合材料螺旋桨叶片模态计算;两种模型中,模拟均布压力载荷下的响应时应采用壳单元模型,而分析叶片在均匀温度场中结构的热变形应采用实体单元模型。
- 李雪芹陈科刘刚
- 关键词：复合材料有限元建模壳单元
- 苯并噁嗪树脂及其玻璃纤维增强复合材料的阻燃改性被引量：4
- 2015年
- 应用聚磷酸铵(APP)对苯并噁嗪(BOZ)树脂及玻璃纤维(GF)/BOZ复合材料进行了阻燃改性,结合热分析和微观形貌分析等研究了材料的阻燃机制。结果表明:APP可以明显提高BOZ树脂的阻燃性能,随APP含量的提高,树脂体系的极限氧指数逐渐提高,添加量为3wt%时可使BOZ树脂的极限氧指数从基体的31.5%提高到34.5%,并达到UL 94V-0级。APP的加入使改性树脂体系的分解温度前移,玻璃化转变温度略有下降,改性树脂体系固化反应提前,反应过程变得缓和。APP的加入使GF/BOZ复合材料的阻燃性能进一步提高,10wt%GF/APP-BOZ复合材料的极限氧指数从GF/BOZ的51.0%提高到57.7%。微观形貌分析表明:APP的加入使APP-BOZ改性树脂及GF/APP-BOZ复合材料燃烧后生成更为致密的炭层,从而使材料的阻燃性能得到提高。
- 胡晓兰兰茜刘刚李伟东羊宏山
- 关键词：苯并噁嗪树脂聚磷酸铵复合材料热性能
- 苯并噁嗪改性液体成型环氧树脂的研究被引量：2
- 2016年
- 采用具有低固化收缩特性的苯并噁嗪树脂(benzoxazine,BOZ)对液体成型环氧树脂进行改性,以期在不改变液体成型树脂耐热性、工艺性及力学性能的前提下,大幅度降低树脂的固化收缩率.对比研究了不同BOZ含量改性树脂的固化收缩特性、固化反应特性、液体成型工艺性及力学性能.并采用真空辅助树脂浸渗(vacuum assisted resin infusion,VARI)工艺制备了单向碳纤维织物增强复合材料,研究了复合材料的力学性能.结果表明,加入BOZ对液体成型树脂的反应性、工艺性及耐热性影响不大,改性树脂的固化收缩随BOZ含量的提高逐渐减小,其中BOZ质量分数为15 wt%的改性树脂,较未改性树脂的固化收缩减小约80%,拉伸强度提高约19%,冲击强度提高约148%.以此改性树脂作为基体的复合材料相对于未改性树脂复合材料的拉伸强度提高约23%,层间剪切强度提高约9%,具有良好的力学性能和界面结合性能.
- 李伟东刘刚张金栋张连旺包建文肇研
- 关键词：环氧树脂苯并噁嗪树脂复合材料
