复合材料热压罐/真空辅助（VARI）组合工艺设计与结构性能研究

发布时间：2022-02-17 20:24

　　随着先进树脂基复合材料在航空领域用量的不断增加,目前广泛采用的预浸料/热压罐工艺自身存在的问题也不断暴露出来,一是较难实现一步化的整体成型;二是预浸料制备、贮存和运输成本高,三是热压罐成型手动铺层效率低,自动铺层难以覆盖形状较为复杂结构。真空辅助成型（vacuum assisted resin infusion,简称VARI）工艺是一种典型的低成本液体成型工艺,具有一些其他工艺无法比拟的优点,既可一步浸润成型带有夹芯、加筋、预埋件等的大型复杂构件,又可按结构要求定向铺放纤维,设备和工艺成本不高。但是,真空辅助成型（VARI）由于成型压力低,不足以使得纤维织物达到理想的密实状态,导致制品孔隙和缺陷含量高、厚度和纤维体积含量的不均匀、纤维体积含量低,最终其力学性能不能满足航空复合材料的要求,严重制约着VARI工艺技术在航空结构上的应用。本文针对VARI工艺成型过程中遇到的纤维体积含量低,力学性能差的问题,设计出新型的热压罐/VARI组合工艺方案。本课题的主要研究内容与结果包括以下几个方面:（1）参照国内外研究现状,综合分析热压罐工艺和VARI成型工艺的优缺点,设计出了新的热压罐/VARI组... 

【文章来源】：东华大学上海市211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 热压罐成型工艺
    1.3 真空辅助（VARI）成型工艺
        1.3.1 VARI成型工艺原理及其特点
        1.3.2 VARI成型工艺技术要求
    1.4 热压罐/VARI组合工艺
        1.4.1 热压罐/VARI组合工艺简介
        1.4.2 热压罐/VARI组合工艺研究现状
    1.5 课题的研究背景及主要内容
        1.5.1 课题研究背景及意义
        1.5.2 课题主要研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验材料及仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验内容及方法
    2.3 测试方法
        2.3.1 厚度测试
        2.3.2 纤维体积含量测试
        2.3.3 力学性能测试
        2.3.4 微观结构分析
第三章 热压罐/VARI组合工艺的设计与验证
    3.1 引言
    3.2 热压罐/VARI组合工艺的设计
        3.2.1 组合工艺设计的一般路线
        3.2.2 组合工艺的设计方案及其实现方式
    3.3 热压罐/VARI组合工艺的实施
    3.4 热压罐/VARI组合工艺验证
        3.4.1 组合工艺与VARI样板厚度/纤维体积含量对比
        3.4.2 组合工艺与VARI试样力学性能对比
        3.4.3 组合工艺与VARI试样微观结构分析
    3.5 本章小结
第四章 保压压力对组合工艺制件性能影响研究
    4.1 引言
    4.2 保压压力对厚度/纤维体积含量的影响
    4.3 保压压力对力学性能的影响
        4.3.1 保压压力对模量的影响
        4.3.2 保压压力对强度的影响
    4.4 微观结构及分析
        4.4.1 金相显微图像分析
        4.4.2 扫面电镜图像分析
    4.5 本章小结
第五章 保压时间对组合工艺制件性能影响研究
    5.1 引言
    5.2 保压时间对厚度/纤维体积含量的影响
    5.3 保压时间对力学性能的影响
        5.3.1 保压时间对模量的影响
        5.3.2 保压时间对强度的影响
    5.4 微观结构及分析
        5.4.1 金相显微图像分析
        5.4.2 扫面电镜图像分析
    5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[3]含孔隙CFRP层合板的湿热老化与力学性能退化[D]. 刘娟.哈尔滨工业大学 2014
[4]湿热环境下弯曲载荷对CFRP性能的影响[D]. 南田田.哈尔滨工业大学 2013
[5]湿热下含孔隙CFRP层合板抗低能量冲击性能研究[D]. 夏明星.哈尔滨工业大学 2011
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本文编号：3630052