典型飛機(jī)復(fù)合材料防火特性及適航驗(yàn)證方法的研究
本文關(guān)鍵詞:典型飛機(jī)復(fù)合材料防火特性及適航驗(yàn)證方法的研究
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【摘要】:復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比模量大、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、抗疲勞性能好、耐腐蝕、性能優(yōu)越和便于大面積整體成型等顯著優(yōu)點(diǎn),顯示出比傳統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)材料更優(yōu)越的綜合性能。其中,碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,但自身具有可燃性,暴露于高溫或火災(zāi)條件下,將產(chǎn)生大量的熱和煙氣,其力學(xué)性能下降,這將給飛機(jī)帶來毀滅性的危險(xiǎn)。同時(shí),國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行適航標(biāo)準(zhǔn)對(duì)復(fù)合材料防火特性的要求較少,因此,研究飛機(jī)復(fù)合材料的防火性能顯得尤為重要。本文以輕型飛機(jī)典型復(fù)合材料—碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料為研究對(duì)象,著重研究碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料(碳纖維布、碳纖維預(yù)浸料、碳纖維夾層板)的防火特性,通過對(duì)材料的防火特性實(shí)驗(yàn)研究表明:點(diǎn)燃位置對(duì)材料的火焰?zhèn)鞑ニ俣扔绊戄^大,底部點(diǎn)燃時(shí)燃燒速度較快;泡沫芯材在受熱過程中易形成炭層,炭層可降低火焰?zhèn)鞑ニ俣取⒃龃髽O限氧濃度;但泡沫芯材在較低溫度下就會(huì)受熱分解,其點(diǎn)燃時(shí)間、達(dá)到HRR峰值時(shí)間、熱解和放熱時(shí)間均提前;當(dāng)采用相同環(huán)氧體系時(shí),織造方式對(duì)碳纖維復(fù)合材料燃燒性能影響不大;綜合熱重分析及熱解動(dòng)力學(xué)分析,在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi),碳纖維布的熱穩(wěn)定性要優(yōu)于碳纖維預(yù)浸料。此外,本文結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)材料的火災(zāi)安全性進(jìn)行了綜合分析,結(jié)果表明碳纖維布和碳纖維預(yù)浸料的火災(zāi)危險(xiǎn)性接近,碳纖維夾層板的火災(zāi)危險(xiǎn)性相對(duì)較大;最后,針對(duì)輕型飛機(jī)的與民航飛機(jī)的火災(zāi)危險(xiǎn)性特點(diǎn),對(duì)輕型飛機(jī)提出火勢(shì)蔓延測(cè)試、熱釋放速率測(cè)試、燃燒、熱解機(jī)理測(cè)試、煙氣、毒性測(cè)試以及氧指數(shù)測(cè)試等相關(guān)適航驗(yàn)證測(cè)試方案。
【關(guān)鍵詞】:飛機(jī)復(fù)合材料 碳纖維 防火特性 安全性分析 適航標(biāo)準(zhǔn)
【學(xué)位授予單位】:沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:V250.2
【目錄】:
- 摘要6-7
- Abstract7-11
- 第1章 緒論11-20
- 1.1 課題背景11
- 1.2 碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料概述11-12
- 1.3 環(huán)氧樹脂體系概述12
- 1.4 碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料防火特性12-14
- 1.5 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
- 1.5.1 國(guó)外研究進(jìn)展14-15
- 1.5.2 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展15-16
- 1.6 復(fù)合材料防火適航要求16-18
- 1.6.1 飛機(jī)復(fù)合材料適航標(biāo)準(zhǔn)16-17
- 1.6.2 復(fù)合材料防火適航驗(yàn)證試驗(yàn)17-18
- 1.7 本文的主要研究?jī)?nèi)容18-20
- 第2章 典型飛機(jī)復(fù)合材料防火特性試驗(yàn)系統(tǒng)20-32
- 2.1 前言20
- 2.2 實(shí)驗(yàn)樣品20-23
- 2.3 碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性研究23-26
- 2.4 碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料的燃燒特性研究26-31
- 2.5 小結(jié)31-32
- 第3章 典型飛機(jī)復(fù)合材料防火特性研究32-48
- 3.1 前言32
- 3.2 典型飛機(jī)復(fù)合材料熱穩(wěn)定性分析32-39
- 3.2.1 TG分析32-35
- 3.2.2 熱解動(dòng)力學(xué)分析35-39
- 3.3 典型碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料燃燒性能研究39-46
- 3.3.1 垂直水平燃燒39-40
- 3.3.2 極限氧指數(shù)40-41
- 3.3.3 錐形量熱法41-46
- 3.4 小結(jié)46-48
- 第4章 典型飛機(jī)復(fù)合材料火災(zāi)危險(xiǎn)性綜合評(píng)價(jià)及適航驗(yàn)證測(cè)試方法48-57
- 4.1 前言48
- 4.2 復(fù)合材料防火適航復(fù)合驗(yàn)證48-55
- 4.2.1 火災(zāi)危險(xiǎn)評(píng)估體系的構(gòu)建48-50
- 4.2.2 系統(tǒng)層次分析法計(jì)算50-55
- 4.3 輕型飛機(jī)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析55
- 4.4 輕型飛機(jī)適航驗(yàn)證測(cè)試方案55-56
- 4.5 小結(jié)56-57
- 結(jié)論與展望57-59
- 參考文獻(xiàn)59-61
- 致謝61-62
- 攻讀碩士期間發(fā)表(含錄用)的學(xué)術(shù)論文62
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):972567
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