检索结果-南通市图书馆

作者：丁镇源中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

为优化通航飞机复合材料层合板胶接修理工艺参数,提高胶接修理质量,本文以通航飞机复合材料层合板L285/7781为研究对象,通过实验研究和数值仿真方式探究了材料力学性能参数、固化动力学模型,并研究分析了固化制度、升温速率、降温速率... 详细信息

为优化通航飞机复合材料层合板胶接修理工艺参数,提高胶接修理质量,本文以通航飞机复合材料层合板L285/7781为研究对象,通过实验研究和数值仿真方式探究了材料力学性能参数、固化动力学模型,并研究分析了固化制度、升温速率、降温速率、固化压力等修理工艺对修补质量的影响。在实验研究方面,通过DSC实验,求得树脂表观活化能为68.6KJ/mol,反应热388.3J/mol;采用非线性拟合确定固化动力学模型指前因子A为19.261、反应级数m、n分别为0.055、2.048,拟合优度为99%,建立了描述树脂弹性模量变化的CHILE(Tg)模型;通过拉伸、压缩实验获取了力学参数。实验结果为数值仿真提供了材料参数依据。在数值仿真研究方面,开发了热传导、固化动力学、固化力学等模型,构建了式样级复合材料层合板胶接修理数值仿真模型。研究分析了不同固化制度、升温速率对胶层及修补片固化度场及温度场的影响:复合材料修理模型在恒温固化、阶梯固化制度条件下都能完成固化,前者缩短固化时间11%,温度峰值仅高出后者1%;但阶梯固化减少了非均匀固化现象;5K/min升温速率下,预固化阶段峰值温度为346.8K,高于1K/min升温速率2.1K。研究分析了工艺参数对胶接修理过程残余应力、层合板拉伸强度的影响:预固化阶段残余应力随着升温速率的增加而增加,修补片中心区域的残余应力最低,补片边缘的几何不连续区域残余应力最高;两种固化制度残余应力的初始增长趋势相同,恒温固化初始阶段残余应力峰值高出67%,5K/min升温速率下胶层残余应力比1K/min对应残余应力高21%;更快冷却速率会增加最终的残余应力,4K/min的冷却速率下,胶层残余应力梯度绝对值达到34.08 MPa/m;比2K/min高75%,慢速降温策略能减少残余应力、实现更均匀的应力分布;1K/min-4K/min降温速率下的最大支反力变化趋势基本一致,数值上均在390KN-394KN左右;固化压力从0.1MPa提高至1MPa,胶层残余应力从42.2MPa降至36.8MPa,降低了12.7%,残余应力梯度从1028MPa/m减少至673MPa/m,降低34.5%,拉伸强度恢复率提升了1.9%,压缩强度恢复率提升了3.1%;获取了修补模型在拉伸载荷下失效规律。

关键词：通航飞机复合材料胶接修理固化动力学残余应力拉压强度

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大厚度树脂基复合材料的热风箱加热固化研究

引用

热科学与技术 2022年第5期21卷 427-436页

作者：陈淑仙顾威蒋平清中国民用航空飞行学院航空工程学院四川广汉618307 中国民用航空飞行学院四川省通用航空器维修工程技术研究中心四川广汉618307 中国民用航空飞行学院洛阳分院河南洛阳471000

为研究某通航飞机典型树脂基复合材料热风箱加热固化过程中的热应力,建立了包括流固耦合、树脂固化放热的多物理场动量、热量输运模型和热应力模型,并通过实验验证了计算模型和方法的正确性。数值计算了不同厚度的层合板热风箱加热固化... 详细信息

为研究某通航飞机典型树脂基复合材料热风箱加热固化过程中的热应力,建立了包括流固耦合、树脂固化放热的多物理场动量、热量输运模型和热应力模型,并通过实验验证了计算模型和方法的正确性。数值计算了不同厚度的层合板热风箱加热固化过程中的热空气流场,温度场以及层合板热应力场,并与热补仪加热固化过程中的对应参数进行对比。数值计算结果表明:热风箱在层合板周围能形成较高且稳定的温度环境,随着厚度的增大,层合板内温度分布更加均匀,层合板内部的热应力降低,且在固化过程中的热应力波动幅度减小;热风箱加热固化的板内热应力值在整个固化过程中均明显低于热补仪加热固化的热应力值,在升温阶段低幅达6%,在降温阶段低幅达10%;对于所研究的大厚度树脂基复合材料,热风箱加热固化具有较明显的优势。

关键词：通航飞机复合材料热风箱流场温度场热应力

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