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        碳纖維/環(huán)氧復合材料典型鋪層的 熱膨脹系數(shù)及其復合計算

        放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2015-12-11  來源:復材應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)  瀏覽次數(shù):915
               本文采用當前我國飛機上使用的國產(chǎn)碳纖維復合材料制成七類典型鋪層層壓板,精確測定上述各類典型結(jié)構(gòu)的各不同方向或不同鋪層角的熱膨脹系數(shù),為材料研究和應(yīng)用設(shè)計提供一整套可靠的實測數(shù)據(jù).同時利用這些實測數(shù)據(jù),對膨脹系數(shù)復合公式進行驗算,得到很好的一致性.應(yīng)用這些復合公式,可對各種鋪層碳纖維復合材料各不同方向的熱膨脹系數(shù)進行計算,以及設(shè)計出各種熱膨脹系數(shù)(包括零膨脹系數(shù))的碳纖維復合材料.
               碳纖維/環(huán)氧復合材料由于性能優(yōu)越,在飛機上得到越來越多的應(yīng)用,預計將成為飛機的主要材料之一。
               材料的熱膨脹系數(shù)是材料應(yīng)用和產(chǎn)品設(shè)計的重要性能數(shù)據(jù),在確定模具大小,保證制件尺寸、防止翹曲、變形和減少內(nèi)應(yīng)力等方面,都是必不可少的。碳纖維復合材料是由兩種膨脹系數(shù)不同的材料復合而成,其熱膨脹系數(shù)是隨復合材料的鋪層結(jié)構(gòu)和使用方向而變的一系列數(shù)值。由于碳纖維和樹脂的熱膨脹系數(shù)相差甚大,致使單向復合材料具有高度的各向異性,加上碳纖維的負膨脹行為,再經(jīng)鋪層復合,則其熱膨脹行為相當復雜,可引起尺寸的復雜變化及翹曲變形,如果與金屬部件結(jié)合或在與總體工程裝配中,則問題就更加嚴重。
               碳纖維復合材料的特點之一,與其它復合材料一樣,即性能的可復合性,除力學性能可復合外,熱膨脹性能也可以按照制件的要求進行復合。在復合材料膨脹系數(shù)與鋪層結(jié)構(gòu)及有關(guān)力學陛能等相關(guān)性研究的基礎(chǔ)上,提出復合材料膨脹系數(shù)復合的數(shù)學公式,用它計算各種鋪層的碳纖維復合材料各方向的膨脹系數(shù),進而進行材料設(shè)計,并生產(chǎn)符合一定膨脹系數(shù)f包括零膨脹)的材料。零膨脹或近零膨脹碳纖維復合材料,在要求尺寸穩(wěn)定性高或要求熱應(yīng)力平衡的部件上已經(jīng)得到應(yīng)用,如飛機的活動翼面、光學儀器部件、人造衛(wèi)星本體,微波天線反射盤和太陽能電池基板等。
            碳纖維復合材料熱膨脹系數(shù)的測定和復合計算,常見于報道,但由于各研究目的不同和研究條件所限,材料品種和質(zhì)量并不一樣,鋪層結(jié)構(gòu)也只有二、三種,因此這些數(shù)據(jù)不能為我國當前碳纖維復合材料研究、生產(chǎn)及飛機設(shè)計直接應(yīng)用。為了更好地結(jié)合實際應(yīng)用,本課題采用當前我國飛機上使用的碳纖維復合材料所用的樹脂、纖維和工藝,制成各典型鋪層的層壓板,精確測定各溫度下的各種不同鋪層結(jié)構(gòu)的不同方向的熱膨脹系數(shù),為材料研究和飛機設(shè)計提供一整套可靠的實測數(shù)據(jù)。同時利用這套實測數(shù)據(jù),對熱膨脹復合公式進行驗算,評定其可應(yīng)用性的程度,以便使這些公式在材料研究、生產(chǎn)和飛機部件設(shè)計中得到應(yīng)用。

        資料下載:   碳纖維_環(huán)氧復合材料典型鋪層的熱膨脹系數(shù)及其復合計算.zip
         
         
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