预埋碳纳米纸CFRP/Ti叠层制孔技术研究
发布时间：2022-01-27 22:10
碳纤维复合材料（CFRP）的性能是制约航空器整体性能的瓶颈因素之一,因此提高复合材料的强度和结构完整性也成为航空航天事业发展的一项关键技术。组成叠层构件的两类不同材料之间存在一定程度的优势互补,因此叠层构件能够表现出更好的结构性能。但如果叠层材料连接孔存在破坏缺陷,整体结构的疲劳性能则存在很大隐患。从现有研究成果中发现,碳纳米纸可以作为复合材料层合板良好的增强体。为得到CFRP/Ti叠层材料高质量连接孔,本文着眼于研究提高复合材料层间强度的方法,利用预埋碳纳米纸对复合材料层间性能的增强作用,减少叠层切削加工缺陷（如分层、毛刺）,从而有效提升CFRP/Ti叠层材料制孔质量。首先,分析碳纳米纸结构和特性,说明制备方法。细致阐述CFRP/Ti叠层材料钻孔和螺旋铣制孔两种工艺的切削机理,并分析各自存在的问题和常见缺陷。其次,通过I型层间断裂韧性对比试验,证明预埋碳纳米纸能够改进复合材料I型层间断裂韧性,从而有效提高复合材料层间力学性能,为制孔实验奠定基础。再次,设计叠层材料钻削制孔对比实验并对试验结果进行分析,结果表明,在层合板中预埋碳纳米纸叠层试件能够得到更高质量的连接孔。最后,对叠层结构设...
【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳纳米纸及其微观组织图
(a) 无碳纳米纸 (b) 预埋碳纳米纸图 2.2 有无预埋碳纳米纸的复合材料纤维表面照片埋碳纳米纸对树脂基体抗破坏性的影响管与碳纳米纸结构分离后，在树脂基体中出现明显的渗透。碳纳径比较大的棒型结构，因此在树脂在施加载荷下产生断裂破坏时定程度的桥联作用，在碳纳米管轴线方向能够对裂纹的萌生和发而改善了树脂基体在承受载荷时的抗破坏性能。图 2.3 表示树脂到桥联作用的原理图及微观图像。
(a) 无碳纳米纸 (b) 预埋碳纳米纸图 2.2 有无预埋碳纳米纸的复合材料纤维表面照片埋碳纳米纸对树脂基体抗破坏性的影响管与碳纳米纸结构分离后，在树脂基体中出现明显的渗透。碳纳径比较大的棒型结构，因此在树脂在施加载荷下产生断裂破坏时定程度的桥联作用，在碳纳米管轴线方向能够对裂纹的萌生和发而改善了树脂基体在承受载荷时的抗破坏性能。图 2.3 表示树脂到桥联作用的原理图及微观图像。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CFRP/钛合金叠层构件钻孔刀具制孔质量对比研究[J]. 于书宇,秦旭达,李士鹏,吴强,刘振旺,张笑宇. 机械科学与技术. 2017(11)
[2]TiSiC涂层钻头钻削CFRP/TC4钛合金叠层材料的研究[J]. 杨旭,卢文壮,杨斌,杨凯,张吴晖. 工具技术. 2017(07)
[3]碳纤维复合材料不同制孔工艺技术研究[J]. 王共冬,彭天,李映池,周丽,熊需海. 玻璃钢/复合材料. 2017(06)
[4]CFRP复合材料/钛合金叠层螺旋铣孔工艺[J]. 董辉跃,陈光林,周兰,何凤涛,刘顺涛. 复合材料学报. 2017(03)
[5]多壁碳纳米管纸作正极集流体的锂硫电池性能[J]. 刘珍红,孙晓刚,邱治文,陈珑,蔡满园. 复合材料学报. 2017(04)
[6]碳纤维复合材料/钛合金叠层钻孔质量研究[J]. 南成根,吴丹,马信国,陈恳. 机械工程学报. 2016(11)
[7]钻削工艺参数对碳/环氧复合材料孔质量的影响[J]. 王共冬,李南,种强,周丽. 科学技术与工程. 2016(02)
[8]叠层复合材料超声振动辅助螺旋铣削制孔工艺的试验研究[J]. 高航,孙超,冉冲,张欣,李丽丽. 兵工学报. 2015(12)
[9]CFRP/Al制孔分层临界轴向力研究[J]. 樊芊,张谦. 航空精密制造技术. 2015(03)
[10]不同官能化碳纳米管对MWCNTs-碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响[J]. 郑国栋,张清杰,邓火英,蒋文革,杨小平,隋刚. 复合材料学报. 2015(03)
博士论文
[1]航空叠层构件材料螺旋铣孔工艺基础研究[D]. 单以才.南京航空航天大学 2014
[2]C/E复合材料制孔缺陷成因与高效制孔技术[D]. 鲍永杰.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]碳纤维复合材料切削制孔机理与实验研究[D]. 凌杰.中北大学 2015
[2]超声纵扭复合振动铣孔装置的研究[D]. 王佩闯.哈尔滨工业大学 2014
[3]螺旋铣制孔终端执行器的研究及其应用[D]. 胡佳.浙江大学 2013
[4]CFRP/Ti-6Al-4V叠层结构螺旋铣孔过程工艺优化研究[D]. 陆翠.天津大学 2012
[5]难加工材料的螺旋铣孔技术研究[D]. 王红嵩.大连理工大学 2012
[6]碳纤维复合材料/钛合金叠层装配制孔技术研究[D]. 张选龙.大连理工大学 2010
[7]难切削加工材料螺旋铣孔切削动力学及其试验研究[D]. 陈仕茂.天津大学 2009
[8]螺旋铣孔动力学研究[D]. 袁智星.天津大学 2008
本文编号：3613171
【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳纳米纸及其微观组织图
(a) 无碳纳米纸 (b) 预埋碳纳米纸图 2.2 有无预埋碳纳米纸的复合材料纤维表面照片埋碳纳米纸对树脂基体抗破坏性的影响管与碳纳米纸结构分离后，在树脂基体中出现明显的渗透。碳纳径比较大的棒型结构，因此在树脂在施加载荷下产生断裂破坏时定程度的桥联作用，在碳纳米管轴线方向能够对裂纹的萌生和发而改善了树脂基体在承受载荷时的抗破坏性能。图 2.3 表示树脂到桥联作用的原理图及微观图像。
(a) 无碳纳米纸 (b) 预埋碳纳米纸图 2.2 有无预埋碳纳米纸的复合材料纤维表面照片埋碳纳米纸对树脂基体抗破坏性的影响管与碳纳米纸结构分离后，在树脂基体中出现明显的渗透。碳纳径比较大的棒型结构，因此在树脂在施加载荷下产生断裂破坏时定程度的桥联作用，在碳纳米管轴线方向能够对裂纹的萌生和发而改善了树脂基体在承受载荷时的抗破坏性能。图 2.3 表示树脂到桥联作用的原理图及微观图像。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CFRP/钛合金叠层构件钻孔刀具制孔质量对比研究[J]. 于书宇,秦旭达,李士鹏,吴强,刘振旺,张笑宇. 机械科学与技术. 2017(11)
[2]TiSiC涂层钻头钻削CFRP/TC4钛合金叠层材料的研究[J]. 杨旭,卢文壮,杨斌,杨凯,张吴晖. 工具技术. 2017(07)
[3]碳纤维复合材料不同制孔工艺技术研究[J]. 王共冬,彭天,李映池,周丽,熊需海. 玻璃钢/复合材料. 2017(06)
[4]CFRP复合材料/钛合金叠层螺旋铣孔工艺[J]. 董辉跃,陈光林,周兰,何凤涛,刘顺涛. 复合材料学报. 2017(03)
[5]多壁碳纳米管纸作正极集流体的锂硫电池性能[J]. 刘珍红,孙晓刚,邱治文,陈珑,蔡满园. 复合材料学报. 2017(04)
[6]碳纤维复合材料/钛合金叠层钻孔质量研究[J]. 南成根,吴丹,马信国,陈恳. 机械工程学报. 2016(11)
[7]钻削工艺参数对碳/环氧复合材料孔质量的影响[J]. 王共冬,李南,种强,周丽. 科学技术与工程. 2016(02)
[8]叠层复合材料超声振动辅助螺旋铣削制孔工艺的试验研究[J]. 高航,孙超,冉冲,张欣,李丽丽. 兵工学报. 2015(12)
[9]CFRP/Al制孔分层临界轴向力研究[J]. 樊芊,张谦. 航空精密制造技术. 2015(03)
[10]不同官能化碳纳米管对MWCNTs-碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响[J]. 郑国栋,张清杰,邓火英,蒋文革,杨小平,隋刚. 复合材料学报. 2015(03)
博士论文
[1]航空叠层构件材料螺旋铣孔工艺基础研究[D]. 单以才.南京航空航天大学 2014
[2]C/E复合材料制孔缺陷成因与高效制孔技术[D]. 鲍永杰.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]碳纤维复合材料切削制孔机理与实验研究[D]. 凌杰.中北大学 2015
[2]超声纵扭复合振动铣孔装置的研究[D]. 王佩闯.哈尔滨工业大学 2014
[3]螺旋铣制孔终端执行器的研究及其应用[D]. 胡佳.浙江大学 2013
[4]CFRP/Ti-6Al-4V叠层结构螺旋铣孔过程工艺优化研究[D]. 陆翠.天津大学 2012
[5]难加工材料的螺旋铣孔技术研究[D]. 王红嵩.大连理工大学 2012
[6]碳纤维复合材料/钛合金叠层装配制孔技术研究[D]. 张选龙.大连理工大学 2010
[7]难切削加工材料螺旋铣孔切削动力学及其试验研究[D]. 陈仕茂.天津大学 2009
[8]螺旋铣孔动力学研究[D]. 袁智星.天津大学 2008
本文编号：3613171
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