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高强中模碳纤维复合材料表面高速进给铣削材料去除机理研究
1
作者 陈亮子 唐珊珊 +4 位作者 王天立 程志强 宋万越 王一奇 高航 《表面技术》 北大核心 2025年第4期151-164,共14页
目的开展高强中模碳纤维复合材料表面高速进给铣削材料去除机理分析,提高高强中模碳纤维复合材料表面铣削质量。方法采用仿真模拟与实验相结合的方法,选用聚晶金刚石(PCD)双刃铣刀、硬质合金双刃/四刃/微刃铣刀开展高强中模碳纤维复合... 目的开展高强中模碳纤维复合材料表面高速进给铣削材料去除机理分析,提高高强中模碳纤维复合材料表面铣削质量。方法采用仿真模拟与实验相结合的方法,选用聚晶金刚石(PCD)双刃铣刀、硬质合金双刃/四刃/微刃铣刀开展高强中模碳纤维复合材料表面铣削仿真与实验,结合铣削过程切削刃加工轨迹分析结果,综合评价四种刀具铣削过程产生的切削力、切削热与材料表面铣削质量的关系。结果仿真发现铣削过程中纤维承受主要载荷,刀具切入处表面更容易出现损伤。进给速度提高,表面铣削质量会有所降低,刀具刃数增加,进给力与最高铣削温度显著提高,加工质量下降。采用PCD铣刀加工能获得更高的铣削表面质量。结论仿真分析与实验结果共同验证了不同刀具在高速进给条件下铣削高强中模碳纤维复合材料时材料的受力情况和表面质量。基于切削刃参与铣削过程开展材料去除机理分析,刀具刃数增加导致参与切削的切削刃数量增加,摩擦阻力增加,进给力增大。刀具刃数增加会压缩导屑槽空间,热量很难由切屑排出,导致铣削温度大幅上升,铣削质量下降。相较于硬质合金刀具,PCD刀具能以更小的进给力切入工件,并在加工过程中保持较低的进给力和铣削温度,获得更高的加工质量。 展开更多
关键词 高强中模碳纤维复合材料 高速进给 铣削质量 材料去除机理 表面粗糙度
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国产高强中模碳纤维及其增强高韧性树脂基复合材料研究进展 被引量：41
2
作者 包建文 钟翔屿 +6 位作者 张代军 彭公秋 李伟东 石峰晖 李晔 姚锋 常海峰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期33-48,共16页
高强中模碳纤维增强复合材料是当前及未来相当长时期内主要的航空结构复合材料。借鉴国外高强中模碳纤维及其高韧性复合材料发展经验,在国内高强型碳纤维复合材料成熟经验的基础上,实现了高强中模T800级碳纤维规模化生产,系统分析了与... 高强中模碳纤维增强复合材料是当前及未来相当长时期内主要的航空结构复合材料。借鉴国外高强中模碳纤维及其高韧性复合材料发展经验,在国内高强型碳纤维复合材料成熟经验的基础上,实现了高强中模T800级碳纤维规模化生产,系统分析了与国产高强中模碳纤维匹配的树脂基体、预浸料及其复合材料技术现状。国产T800H级碳纤维增强高韧性环氧树脂基和双马树脂基复合材料抗冲击性能达到国外同类复合材料的水平,高韧性环氧树脂基复合材料的耐湿热性能优于国外同等韧性的复合材料。国产T800H级碳纤维增强高韧性复合材料预浸料具有优异的工艺性能,可同时满足手工铺贴、自动铺带和自动铺丝3种铺放工艺要求。在T800级复合材料成熟应用的基础上,未来主要发展高压缩强度、高模量和基于BVID的高冲击韧性高强中模碳纤维复合材料。 展开更多
关键词 高强中模碳纤维 高韧性树脂基复合材料 冲击后压缩强度 自动铺带工艺 自动铺丝工艺
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不同直径的T800级高强中模碳纤维的结构对比 被引量：3
3
作者 钟俊俊 钱鑫 +3 位作者 张永刚 王雪飞 李德宏 宋书林 《合成纤维工业》 CAS 2018年第5期5-8,共4页
对自制的两种不同直径的T800级高强中模碳纤维(NBF1,NBF2)的结构与性能进行了研究,并与日本东丽公司T800碳纤维进行了比较。结果表明:NBF1,NBF2的直径分别为5. 64,6. 31μm,均高于日本东丽公司T800碳纤维(5. 45μm),截面比日本东丽公司T... 对自制的两种不同直径的T800级高强中模碳纤维(NBF1,NBF2)的结构与性能进行了研究,并与日本东丽公司T800碳纤维进行了比较。结果表明:NBF1,NBF2的直径分别为5. 64,6. 31μm,均高于日本东丽公司T800碳纤维(5. 45μm),截面比日本东丽公司T800碳纤维规整; NBF1,NBF2的拉伸强度分别为5. 58,5. 56 GPa,略高于日本东丽公司T800碳纤维(5. 52 GPa),拉伸模量分别为293,295 GPa,略高于日本东丽公司T800碳纤维(290 GPa),断裂伸长率分别为1. 97%,1. 89%,均高于日本东丽公司T800碳纤维(1. 80%); NBF2的石墨微晶层间距为0. 352 7 nm,显著低于日本东丽公司T800碳纤维(0. 355 5 nm),NBF2具有更高的石墨化程度;碳纤维表面无序化程度越低,其拉伸强度越高。 展开更多
关键词 碳纤维 聚丙烯腈纤维 高强中模 结构 性能
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适用自动铺丝工艺的中模高强碳纤维预浸料研究 被引量：1
4
作者 李国明 单瑞俊 +1 位作者 岳伟 罗盛宇 《民用飞机设计与研究》 2020年第1期91-95,共5页
目前,自动铺丝技术是航天航空大型结构件制备工艺的发展方向,而中模高强碳纤维预浸料适用于航天航空主承力结构件的制备,达到减重的需求,因此,自动铺丝工艺用中模高强碳纤维预浸料的研究至关重要。采用HF40A中模高强碳纤维匹配EH918树... 目前,自动铺丝技术是航天航空大型结构件制备工艺的发展方向,而中模高强碳纤维预浸料适用于航天航空主承力结构件的制备,达到减重的需求,因此,自动铺丝工艺用中模高强碳纤维预浸料的研究至关重要。采用HF40A中模高强碳纤维匹配EH918树脂体系,开展了预浸料的自动铺丝工艺适用性研究。通过与满足自动铺丝工艺的某预浸料对比分析,确定了满足自动铺丝工艺要求的EH918/HF40A;对比手工铺放与自动铺丝制备的板材的力学性能,数据表明,自动铺丝板材的力学性能与手工铺放板材性能相当,无明显差异;采用该材料和自动铺丝工艺制备了典型部件,并进行了无损测试,其质量满足指标要求。 展开更多
关键词 航天航空 自动铺丝工艺 中模高强预浸料 力学性能
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高性能碳纤维双马树脂复合材料在航空领域的应用 被引量：2
5
作者 李伟东 杨焕志 +3 位作者 段子琦 申鹏飞 钟翔屿 包建文 《合成纤维》 CAS 2024年第6期27-34,共8页
聚丙烯腈基碳纤维因其高强度、轻质、耐疲劳等优异性能,被用于制备高性能复合材料,成为先进复合材料的主要增强纤维材料之一,已广泛应用于航空、航天等尖端技术领域。高强中模碳纤维增强树脂基复合材料是当前及未来长期内主要的航空结... 聚丙烯腈基碳纤维因其高强度、轻质、耐疲劳等优异性能,被用于制备高性能复合材料,成为先进复合材料的主要增强纤维材料之一,已广泛应用于航空、航天等尖端技术领域。高强中模碳纤维增强树脂基复合材料是当前及未来长期内主要的航空结构复合材料。综述了国内外高强中模碳纤维的发展现状,介绍了基于高强中模碳纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料的性能特点及其在航空领域的应用,并展望了我国高强中模碳纤维产业的发展前景。 展开更多
关键词 聚丙烯腈基碳纤维 高强中模碳纤维 双马来酰亚胺树脂 复合材料 应用
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固化工艺参数对国产T800增强高韧性复合材料性能的影响 被引量：13
6
作者 李伟 张晨乾 +1 位作者 叶宏军 包建文 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2020年第6期98-104,共7页
针对AC531/CCF800H高韧性复合材料在0.2 MPa+真空(-0.07 MPa)条件下出现的固化缺陷问题,采用流变仪表征法分析了AC531树脂在不同温度条件下的黏度变化及其流动特性。AC531/CCF800H预成型体固化过程中,AC531树脂在纤维层间的流动可以用Da... 针对AC531/CCF800H高韧性复合材料在0.2 MPa+真空(-0.07 MPa)条件下出现的固化缺陷问题,采用流变仪表征法分析了AC531树脂在不同温度条件下的黏度变化及其流动特性。AC531/CCF800H预成型体固化过程中,AC531树脂在纤维层间的流动可以用Darcy定理来描述。利用Darcy定理可知AC531/CCF800H复合材料内部的孔隙率随着固化压力的增加而减小,浸渍实验结果表明两者近似呈线性关系。织物和单向带替代铺层的A扫检测结果表明AC531/CCF800H复合材料在固化过程中,以面内流动为主。根据不同固化压力条件下AC531/CCF800H复合材料的内部质量及力学性能测试结果可知,有效固化压力是影响AC531/CCF800H复合材料内部质量的关键影响因素。其有效固化压力应至少为0.3 MPa,继续提高压力对其常温力学性能影响不大,但可以降低制件内部的孔隙率,减小制件的单层厚度。 展开更多
关键词 高韧性复合材料 高强中模碳纤维 固化工艺 力学性能
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国产碳纤维增强树脂基复合材料的界面结合性能研究 被引量：12
7
作者 支建海 钱鑫 +4 位作者 张永刚 王雪飞 陈礼群 李德宏 宋书林 《合成纤维工业》 CAS 2018年第4期14-17,共4页
研究了国产高强中模碳纤维T800、高模碳纤维M50J及M55J的力学性能及其增强树脂基复合材料的界面结合强度(ILSS),并与日本东丽公司同级别碳纤维进行对比。结果表明:国产M55J碳纤维的拉伸模量为568 GPa,拉伸强度为4.50 GPa,日本东丽公司M... 研究了国产高强中模碳纤维T800、高模碳纤维M50J及M55J的力学性能及其增强树脂基复合材料的界面结合强度(ILSS),并与日本东丽公司同级别碳纤维进行对比。结果表明:国产M55J碳纤维的拉伸模量为568 GPa,拉伸强度为4.50 GPa,日本东丽公司M55J的拉伸模量为561 GPa,拉伸强度为4.10 GPa,国产高模碳纤维表面石墨化程度高于日本东丽碳纤维,表面呈现更高惰性,其增强树脂基复合材料的ILSS略低于日本东丽碳纤维复合材料;将高强中模碳纤维与高模碳纤维混合后对树脂基体进行增强,混合碳纤维中随着高强中模碳纤维含量提高,其复合材料的ILSS提高幅度也随之增加。 展开更多
关键词 碳纤维 高模量 高强中模 界面结合强度 复合材料
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厚度对RTM成型国产T800碳纤维增强复合材料力学性能的影响 被引量：9
8
作者 李晔 张连旺 +2 位作者 张尧州 钟翔屿 包建文 《高科技纤维与应用》 CAS 2020年第4期27-32,共6页
以国产T800单向帘子布U-8190为纤维增强体,AC520RTM液态成环氧树脂为树脂基体,采用RTM工艺制备了AC520RTM/U-8190复合材料。通过对AC520RTM/U-8190复合材料的内部质量、拉伸、压缩性能的研究,结果表明:采用RTM工艺成型的AC520RTM/U-819... 以国产T800单向帘子布U-8190为纤维增强体,AC520RTM液态成环氧树脂为树脂基体,采用RTM工艺制备了AC520RTM/U-8190复合材料。通过对AC520RTM/U-8190复合材料的内部质量、拉伸、压缩性能的研究,结果表明:采用RTM工艺成型的AC520RTM/U-8190复合材料纤维体积含量上限为68%,达到纤维体积分数上限后,内部会出现分层、密集孔隙或孔洞等缺陷。对于0°拉伸及开孔拉伸强度,随着纤维体积含量的上升,拉伸强度提高;对于0°压缩强度,将测试结果正则化处理,厚度对压缩强度基本没有影响;90°拉伸强度主要由树脂基体控制,受厚度影响较小,对于90°压缩及开孔压缩性能,厚度较大时,抗屈曲能力较好,承受压缩载荷能力较强。 展开更多
关键词 高强中模碳纤维 复合材料 RTM工艺 力学性能 厚度
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自动化铺放材料的工艺性评价1-定性评价 被引量：1
9
作者 陈思阳 贾艳荣 +2 位作者 刘佳 刘伟 罗盛宇 《纤维复合材料》 CAS 2021年第3期52-55,共4页
本文为了研究T800级中模高强碳纤维预浸料在自动化铺贴设备上的应用,对其可铺附性、铺放效率以及力学性能等方面建立了定性的评价标准,并逐步过渡到可量化的评价标准,针对该种类的材料,从只关注了造成铺放效率降低的主要因素,如材料的... 本文为了研究T800级中模高强碳纤维预浸料在自动化铺贴设备上的应用,对其可铺附性、铺放效率以及力学性能等方面建立了定性的评价标准,并逐步过渡到可量化的评价标准,针对该种类的材料,从只关注了造成铺放效率降低的主要因素,如材料的毛丝、刚性及粘性,后逐步的将关注重点放在了材料的温度敏感性,并更加明确了材料粘性的需求,将材料的粘性评价标准定义为在不同的温度条件呈现出不同的粘性表征。本试验还包含了针对自动化铺丝材料宽度在不同条件下的变化,及其使用分切后的预浸料铺贴的测试板固化后的厚度差异、内部质量情况和对力学性能的影响进行分析研究,并通过试验得出结论,T800级中模高强碳纤维预浸料在不同的试验条件下并未发生明显的宽度变化,使用分切后的预浸料铺贴的测试版固化后并未出现厚度超差、内部质量缺陷及力学性能下降的现象。为T800级中模高强碳纤维预浸料中自动化铺放材料后续的定量工艺性评价提供参考方向。 展开更多
关键词 复合材料 T800级中模高强碳纤维预浸料 自动铺丝 毛丝 粘性 悬垂性
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