高性能熱塑性復(fù)合材料被認(rèn)為是一種在航空航天領(lǐng)域具有發(fā)展前途的結(jié)構(gòu)用材料,其中激光輔助加熱自動(dòng)鋪放技術(shù)是一種適用于熱塑性復(fù)合材料的集成化數(shù)控成型技術(shù),可以大幅度提高生產(chǎn)效率。復(fù)合材料的成型質(zhì)量依賴于成型過程中的溫度分布和溫度歷史。本文針對(duì)熱塑性復(fù)合材料激光輔助加熱自動(dòng)鋪放過程中的溫度場(chǎng),研究鋪放過程中的激光光學(xué)現(xiàn)象和層間接觸熱阻,建立考慮接觸熱阻和非均勻熱通量的二維溫度場(chǎng)模型,開展鋪放試驗(yàn)和數(shù)值分析,研究參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)的影響規(guī)律,為激光輔助加熱自動(dòng)鋪放技術(shù)在熱塑性復(fù)合材料成型中的實(shí)際應(yīng)用提供指導(dǎo)及參考。(1)研究碳纖維復(fù)合材料的光學(xué)特性,并建立鋪放過程中的光學(xué)模型。研究表明,反射率隨入射光波長(zhǎng)的增大而增大;小角度入射時(shí),反射率基本不變,入射角大于50°時(shí),反射率迅速變大。碳纖維復(fù)合材料對(duì)光線具有各向異性反射特性,且反射圖案與表面纖維取向相關(guān)。光學(xué)模型結(jié)果表明,越靠近夾點(diǎn)處,預(yù)浸帶表面的入射熱通量越小,層合板上的一次反射光線使熱通量增大,而靠近夾點(diǎn)的部分預(yù)浸帶由于壓輥遮擋作用而未被光線照射。層合板表面的入射熱通量隨距離夾點(diǎn)的長(zhǎng)度變小而增大,同樣由于壓輥遮擋有部分未被照射,未被照射的表面長(zhǎng)度比...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1空客A350材料分布

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論性復(fù)合材料自動(dòng)鋪放技術(shù)的應(yīng)用與前景性復(fù)合材料概述復(fù)合材料已成為大型客機(jī)的首選結(jié)構(gòu)材料，其重量百分比已成為衡量民標(biāo)[1-2]。目前，波音787的復(fù)合材料消耗量占該結(jié)構(gòu)總重量的50%，而空料消耗量則從37%增加到52%（如圖1.1....

圖1.2熱塑性復(fù)合材料自動(dòng)鋪放工藝制備直升機(jī)尾梁目前，國外對(duì)熱塑性復(fù)合材料自動(dòng)鋪放技術(shù)的研究主要分為：工藝控制、裝備制造和軟件控制技術(shù)

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文將復(fù)合材料的定位、剪裁、鋪層以及壓實(shí)等步驟集中于一體，并且具有溫度集成化數(shù)控成型技術(shù)[12]。這項(xiàng)技術(shù)包括自動(dòng)鋪帶技術(shù)（ATL）和纖維自動(dòng)。在航空工業(yè)上，自動(dòng)鋪帶適用于曲率較小、尺寸相對(duì)較大的制件，比如大自動(dòng)鋪放適用于形狀相對(duì)復(fù)雜的制件，比如進(jìn)氣道、機(jī)....

圖2.3AS4/PEEK預(yù)浸帶實(shí)物圖

圖2.3AS4/PEEK預(yù)浸帶實(shí)物圖帶橫斷面的顯微形貌，觀察復(fù)合MPD-1A金相磨拋機(jī)和LeicaDV.4碳纖維復(fù)合材料橫截面的金相二維形貌圖如圖2.5所示。材料

圖3.1相接觸固體間的熱流和溫度分布

前的數(shù)值模擬中，一般將碳纖維復(fù)合材料假設(shè)為具有各向異性合材料層間的接觸熱阻。究中，建立了激光輻照碳纖維復(fù)合材料的溫度場(chǎng)模型，在模lContactResistances，TCR）以及界面處的導(dǎo)熱系數(shù)（The），模擬從一層到另一層的非完美熱傳導(dǎo)過程。將現(xiàn)有的均度場(chǎng)模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)....

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