Ti/Cf/PMR層板高溫力學(xué)性能與疲勞裂紋擴展速率的研究
發(fā)布時間:2021-06-17 13:49
纖維金屬層板(FMLs)是一種由金屬薄板與預(yù)浸料交替鋪層熱壓固化而成的一種層間混雜復(fù)合材料,因其高比強度與比剛度、優(yōu)良的抗沖擊性能、高損傷容限以及優(yōu)異的抗疲勞性能,已廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。隨著超音速飛機及空天飛行器的進一步發(fā)展,航空航天領(lǐng)域?qū)?fù)合材料的耐高溫性能提出更高的要求。傳統(tǒng)以環(huán)氧樹脂為基體的FMLs無法滿足其高溫服役的需求,耐熱性更好的新型FMLs亟待研究。本文以Ti/Cf/PMR層板為研究對象,首先對Cf/PMR預(yù)浸料和Ti/Cf/PMR層板的制備工藝進行了研究;隨后探究了三種鋪層層板的拉伸、彎曲和層間剪切性能隨溫度的變化規(guī)律;探討了過載對單向0°鋪層層板疲勞裂紋擴展速率的作用;分析了溫度對單向0°鋪層與±45°鋪層層板疲勞裂紋擴展速率的影響。首先,在滾筒排布機上制備了Cf/PMR預(yù)浸料,優(yōu)化得到最佳制備工藝參數(shù):紗寬為3.7mm、排布張力為4-7N、排布速度18m/min。隨后,用噴砂法對鈦板表面進行處理,并在噴砂鈦板表面涂覆PMR型聚酰亞胺樹脂,然后與Cf/PMR預(yù)浸料按鋪層順序交替堆疊,在平板硫化機上熱壓固化成型。最終制得界面結(jié)合良好、性能穩(wěn)定的Ti/Cf/PMR層板...
【文章來源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
纖維金屬層板典型3/2鋪層結(jié)構(gòu)示意圖
圖 1. 2 GLARE 層板在空客 A380 客機上的應(yīng)用隨后,人們采用剛度更高的碳纖維來代替玻璃纖維,開發(fā)出第三代 FMLs--碳纖維增強鋁合金層板(CARALL 層板)[13]。高強度與高剛度的碳纖維存在,使得該層板具有優(yōu)異的拉伸和疲勞性能。但隨后研究中也發(fā)現(xiàn)鋁合金板與碳纖維之間電偶序分隔較遠,易形成電位差,從而造成該層板層間的電化學(xué)刻蝕,從而使得該層板至今沒有商業(yè)化應(yīng)用。
圖 1. 3 復(fù)合材料在波音 787 客機上的應(yīng)用1.2.2 纖維金屬層板性能特點經(jīng)過三十多年的發(fā)展,目前纖維金屬層板仍是國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點之一。主要是因為其具有優(yōu)異的性能特點,包含如下幾個方面:
【參考文獻】:
期刊論文
[1]玻璃纖維-鋁合金正交層板的拉伸性能研究[J]. 王亞杰,王波,張龍,馬宏毅. 材料工程. 2015(09)
[2]飛行器結(jié)構(gòu)用復(fù)合材料四大核心技術(shù)及發(fā)展[J]. 王紹凱,馬緒強,李敏,顧軼卓,張佐光. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2014(09)
[3]Fatigue crack growth in fiber-metal laminates[J]. MA YuE,XIA ZhongChun,XIONG XiaoFeng. Science China(Physics,Mechanics & Astronomy). 2014(01)
[4]玻璃纖維增強鋁合金層板的裂紋擴展特性研究[J]. 夏仲純,馬玉娥,云雙,熊曉楓. 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2013(06)
[5]超聲波噴水穿透法在先進復(fù)合材料檢測中的應(yīng)用[J]. 趙建華,羅明,吳時紅,何雙起,趙偉棟. 宇航材料工藝. 2012(04)
[6]民用飛機設(shè)計參考機種之一 波音787-8雙發(fā)寬體中遠程客機[J]. 汪萍. 民用飛機設(shè)計與研究. 2010(02)
[7]溫度對TC4-DT損傷容限型鈦合金疲勞裂紋擴展行為的影響[J]. 于蘭蘭,毛小南,李輝. 稀有金屬快報. 2007(12)
[8]GLARE層板偏軸拉伸性能[J]. 廖建,曹增強,代瑛,馬鴻義. 塑性工程學(xué)報. 2007(05)
[9]KH-308聚酰亞胺及其復(fù)合材料的研究[J]. 陳建升,陶志強,胡愛軍,范琳,楊士勇. 宇航材料工藝. 2006(06)
[10]玻璃纖維-鋁合金層板的拉伸和疲勞性能研究[J]. 馬宏毅,李小剛,李宏運. 材料工程. 2006(07)
碩士論文
[1]優(yōu)化Ti/PEEK粘結(jié)性能的鈦板表面處理工藝研究[D]. 徐飛.南京航空航天大學(xué) 2014
[2]Ti/APC-2纖維金屬層板的制備與力學(xué)性能研究[D]. 楊棟棟.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]纖維金屬層板(FMLs)基本力學(xué)性能試驗研究[D]. 廖建.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[4]玻璃纖維—鋁合金層板的制備和性能研究[D]. 馬宏毅.北京航空材料研究院 2006
本文編號:3235316
【文章來源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
纖維金屬層板典型3/2鋪層結(jié)構(gòu)示意圖
圖 1. 2 GLARE 層板在空客 A380 客機上的應(yīng)用隨后,人們采用剛度更高的碳纖維來代替玻璃纖維,開發(fā)出第三代 FMLs--碳纖維增強鋁合金層板(CARALL 層板)[13]。高強度與高剛度的碳纖維存在,使得該層板具有優(yōu)異的拉伸和疲勞性能。但隨后研究中也發(fā)現(xiàn)鋁合金板與碳纖維之間電偶序分隔較遠,易形成電位差,從而造成該層板層間的電化學(xué)刻蝕,從而使得該層板至今沒有商業(yè)化應(yīng)用。
圖 1. 3 復(fù)合材料在波音 787 客機上的應(yīng)用1.2.2 纖維金屬層板性能特點經(jīng)過三十多年的發(fā)展,目前纖維金屬層板仍是國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點之一。主要是因為其具有優(yōu)異的性能特點,包含如下幾個方面:
【參考文獻】:
期刊論文
[1]玻璃纖維-鋁合金正交層板的拉伸性能研究[J]. 王亞杰,王波,張龍,馬宏毅. 材料工程. 2015(09)
[2]飛行器結(jié)構(gòu)用復(fù)合材料四大核心技術(shù)及發(fā)展[J]. 王紹凱,馬緒強,李敏,顧軼卓,張佐光. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2014(09)
[3]Fatigue crack growth in fiber-metal laminates[J]. MA YuE,XIA ZhongChun,XIONG XiaoFeng. Science China(Physics,Mechanics & Astronomy). 2014(01)
[4]玻璃纖維增強鋁合金層板的裂紋擴展特性研究[J]. 夏仲純,馬玉娥,云雙,熊曉楓. 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2013(06)
[5]超聲波噴水穿透法在先進復(fù)合材料檢測中的應(yīng)用[J]. 趙建華,羅明,吳時紅,何雙起,趙偉棟. 宇航材料工藝. 2012(04)
[6]民用飛機設(shè)計參考機種之一 波音787-8雙發(fā)寬體中遠程客機[J]. 汪萍. 民用飛機設(shè)計與研究. 2010(02)
[7]溫度對TC4-DT損傷容限型鈦合金疲勞裂紋擴展行為的影響[J]. 于蘭蘭,毛小南,李輝. 稀有金屬快報. 2007(12)
[8]GLARE層板偏軸拉伸性能[J]. 廖建,曹增強,代瑛,馬鴻義. 塑性工程學(xué)報. 2007(05)
[9]KH-308聚酰亞胺及其復(fù)合材料的研究[J]. 陳建升,陶志強,胡愛軍,范琳,楊士勇. 宇航材料工藝. 2006(06)
[10]玻璃纖維-鋁合金層板的拉伸和疲勞性能研究[J]. 馬宏毅,李小剛,李宏運. 材料工程. 2006(07)
碩士論文
[1]優(yōu)化Ti/PEEK粘結(jié)性能的鈦板表面處理工藝研究[D]. 徐飛.南京航空航天大學(xué) 2014
[2]Ti/APC-2纖維金屬層板的制備與力學(xué)性能研究[D]. 楊棟棟.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]纖維金屬層板(FMLs)基本力學(xué)性能試驗研究[D]. 廖建.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[4]玻璃纖維—鋁合金層板的制備和性能研究[D]. 馬宏毅.北京航空材料研究院 2006
本文編號:3235316
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