連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料（cfrtp）纏繞工藝過(guò)程中，纏繞壓力的作用是為了擠壓出纏繞階段制品中的孔隙，保證復(fù)合材料層與層之間更好的粘合。因此，為復(fù)合材料纏繞系統(tǒng)提供穩(wěn)定的壓力是制備高質(zhì)量制品的關(guān)鍵因素。目前，復(fù)合材料纏繞機(jī)系統(tǒng)提供纏繞壓力主要以氣動(dòng)控制為主，主要原因在于氣壓控制方式簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境清潔且無(wú)污染，同時(shí)，復(fù)合材料纏繞成型過(guò)程中纏繞壓力量級(jí)相對(duì)較小，采用氣壓比液壓系統(tǒng)更方便。
cfrtp材料的成型方法
復(fù)合材料預(yù)浸帶纏繞成型技術(shù)是簡(jiǎn)形類(lèi)結(jié)構(gòu)件主要的成型方法，其纏繞制品已被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域的關(guān)鍵部件。提高纏繞制品質(zhì)量，減少制品缺陷，降低廢品率，獲得穩(wěn)定可靠制品的性能，對(duì)于成本較高的航空與航天大型纏繞結(jié)構(gòu)具有重要工程實(shí)用價(jià)值。作為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的基礎(chǔ)，復(fù)合材料預(yù)浸帶纏繞工藝技術(shù)亟待完善。本論文圍繞纏繞制品殘余應(yīng)力及拉伸強(qiáng)度雙目標(biāo)開(kāi)展研究，分別對(duì)預(yù)浸帶輸送過(guò)程中的摩擦系統(tǒng)、預(yù)浸帶纏繞簡(jiǎn)形件殘余應(yīng)力模型、環(huán)向拉伸強(qiáng)度模型、工藝參數(shù)對(duì)制品性能的影響規(guī)律及纏繞工藝參數(shù)設(shè)計(jì)與控制進(jìn)行了研究。
cfrtp材料纏繞工藝參數(shù)對(duì)制品性能的影響
基于復(fù)合材料簡(jiǎn)形件殘余應(yīng)力及環(huán)向拉伸強(qiáng)度模型，開(kāi)展成型工藝參數(shù)對(duì)制品性能的單因素以及多因素耦合理論研究，其研究表明：增大纏繞張力、溫度及速度任一參數(shù)對(duì)殘余應(yīng)力均起到減小作用，而對(duì)拉伸強(qiáng)度則起到提高作用；同時(shí)，增大熱輥壓力也可提高拉伸強(qiáng)度，但對(duì)論文中的碳纖維環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)浸帶強(qiáng)度增大能力有限。同時(shí)，進(jìn)一步對(duì)多工藝參數(shù)耦合情況進(jìn)行了分析，結(jié)果表明工藝參數(shù)間存在耦合情況，相互約束，共同改變殘余應(yīng)力與拉伸強(qiáng)度，且影響規(guī)律變得更為復(fù)雜。最后，對(duì)工藝參數(shù)重要度進(jìn)行分析，獲得參數(shù)影響殘余應(yīng)力的重要度為：纏繞溫度>纏繞張力>纏繞速度；而對(duì)拉伸強(qiáng)度影響的重要度為：纏繞張力>纏繞溫度>纏繞速度>纏繞壓力。
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