低成本復(fù)合材料軸連接法蘭力學(xué)性能、制備工藝與應(yīng)用的研究.pdf

1、隨著復(fù)合材料在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用的不斷發(fā)展，復(fù)合材料正在逐漸替代傳統(tǒng)材料而成為主流。從20世紀(jì)40年代開始的現(xiàn)代復(fù)合材料研究和應(yīng)用開啟了人類生產(chǎn)力發(fā)展的新飛躍。
　　 但是，隨著復(fù)合材料研究的深入和應(yīng)用的廣泛，其高昂的成本和復(fù)雜的制備工藝限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。現(xiàn)今工業(yè)一直在尋找降低復(fù)合材料成本并且簡化生產(chǎn)工藝同時(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料部件的多功能化。而應(yīng)運(yùn)而生的高性能新型混雜纖維樹脂基復(fù)合材料正可以滿足這種需求。
　　 本文針對軍用

2、艦艇研究單位參照國外應(yīng)用于復(fù)合材料軸鏈接法蘭的指標(biāo)所提出的課題要求（額定轉(zhuǎn)矩TKN=2500Nm），進(jìn)行低成本復(fù)合材料軸連接法蘭的研究。進(jìn)行了低成本的材料選擇、工藝設(shè)計(jì)和理論力學(xué)計(jì)算：并對實(shí)際的復(fù)合試件的各項(xiàng)性能進(jìn)行了測試，并且對比測試了單向纖維層合板、混雜纖維層合板、三維編織混雜纖維板和復(fù)合材料法蘭的設(shè)計(jì)。測試結(jié)果表明與課題要求吻合。圓滿完成了課題任務(wù)。
　　 本文研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)從課題要求

3、、市場發(fā)展和性價(jià)比考慮，對復(fù)合材料的原材料進(jìn)行了選擇：選定增強(qiáng)纖維為碳纖維T700-12K、玻璃纖維和特種熱固性環(huán)氧樹脂體系；制備了T700/環(huán)氧復(fù)合材料和GF/環(huán)氧復(fù)合材料的單向板；(CF+GF)/環(huán)氧復(fù)合材料層合板；(CF+GF)/環(huán)氧三維編織復(fù)合材料；并根據(jù)國標(biāo)測定復(fù)合材料的方法，測定了這些復(fù)合材料試樣的基本性能。
　　 (2)借助Matlab強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，運(yùn)用Matlab編制了復(fù)合材料力學(xué)計(jì)算的程序，包括混雜纖維復(fù)

4、合材料的性能計(jì)算；三維編織混雜纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)參數(shù)、力學(xué)性能的計(jì)算；層合板各性能數(shù)據(jù)的計(jì)算，混雜纖維層合板極限強(qiáng)度的計(jì)算等。
　　 (3)分析了三維編織混雜復(fù)合材料失效原因，探討了三維編織復(fù)合材料的性能與主要結(jié)構(gòu)參數(shù)編織角和纖維體積比的關(guān)系，確定了高性能力學(xué)構(gòu)件三維編織復(fù)合材料選用的結(jié)構(gòu)參數(shù)。即以小編織角(20°)和大體積比(55％)作為增強(qiáng)纖維的結(jié)構(gòu)參數(shù)，這種結(jié)構(gòu)具有更好的力學(xué)性能；
　　 (4)提出了混雜纖維層合板以