热塑性复合材料制件热残余应力产生原因及测试方法分析
本文选题:热塑性复合材料 + 聚合物基体 ; 参考:《玻璃钢/复合材料》2017年02期
【摘要】:纤维增强热塑性复合材料以其优异的综合性能被广泛用于大型民用飞机结构,但在复合材料成型过程中基体材料需要经历较高的工艺温度和降温速率;增强纤维和聚合物基体之间因热膨胀系数不匹配、铺层间各向异性和温度的梯度分布等因素将导致在基体中形成热残余应力,这将对所得热塑性复合材料构件的力学性能产生影响,需要在复合材料结构的设计和分析中加以考虑。为有效控制和降低复合材料制件中热残余应力,需要对其产生来源及发展机理进行分析。对热塑性复合材料中热残余应力的形成原因从三个不同层次进行讨论,并分析热塑性复合材料在成型过程中残余应力水平的控制方法,最后对热残余应力的测试方法进行研究,评价了各测试方法的优缺点。
[Abstract]:Fiber reinforced thermoplastic composites are widely used in large civil aircraft structures due to their excellent comprehensive properties, but the matrix materials need to undergo high temperature and cooling rate in the molding process of composites. The thermal residual stress will be formed in the matrix due to the mismatch of thermal expansion coefficient between reinforcing fiber and polymer matrix, the anisotropy between layers and the gradient distribution of temperature, etc. This will have an effect on the mechanical properties of the thermoplastic composite members, which need to be considered in the design and analysis of composite structures. In order to effectively control and reduce the thermal residual stress in composite materials, it is necessary to analyze its origin and development mechanism. The causes of the formation of thermal residual stress in thermoplastic composites are discussed from three different levels, and the control method of residual stress level in the molding process of thermoplastic composites is analyzed. Finally, the test method of thermal residual stress is studied. The advantages and disadvantages of each test method are evaluated.
【作者单位】: 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心;
【基金】:北京市科技计划项目(Z151100002815021)
【分类号】:TB332
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