3. 热塑性与热固性预浸料 3.1 材料化学和反应性 热固性与热塑性是两种聚合物材料,通过将聚合物基质与纤维结合,可用于加工复合结构部件。高性能热固性基质由不同环氧树脂与硬化剂和催化剂的复杂配方组成,需要在低温下储存以防止聚合放热反应开始。在部件加工过程中,未固化材料在接近 180°C 的温度下加热以形成网状网络,从而获得所需的机械性能。这种聚合化学反应需要由部件制造商控制,但不可逆。关于热塑性塑料,配方的优势在于远离 REACH 法规,并且材料供应商已聚合供应。供应的聚合物由排列成无定形和结晶相的大分子线性链组成(半结晶聚合物)。这涉及到
该项目探索了全碳纤维增强聚合物无人机 (UAV) 的商用飞机的经典机翼结构。它是多个研究飞机不同部件的小组合作工作的一部分。本报告的目的是介绍更环保、更高效的 2:1 版 Skywalker X8 内翼结构的设计。为了使飞机尽可能高效,结构需要轻量化。首先使用 XFLR5 近似计算负载,并进行初步设计。然后使用 Ansys Static Structural 程序中的有限元分析 (FEA) 对该设计进行测试。测试的材料是碳纤维/环氧预浸料。机翼的最终设计重 3.815 公斤,由一根翼梁和 1 毫米厚的蒙皮组成。整机重量(包括其他研究小组研制的推进系统和翼尖鲨鳍小翼)为20.262千克,升阻比也经过计算,得出最有效的迎角在2-3°左右。
在开发用于 CFRP 主结构的高速生产系统时,需要耐冲击和疲劳载荷。在采用先进真空技术的颗粒增韧系统中,单层内部的强度预计与预浸料界面的强度不同。缺陷既可能产生在层间区域,也可能产生在单层内部。因此,开发一种厚度方向强度空间分布的测试方法并研究最小值至关重要。在本项目中,我们开发了一种评估方法来区分非增韧和增韧层压板的层内和层间分层的断裂力学性能。通过对受损区域的三维观察(见附图),研究了微观机械断裂机理。通过提出抑制裂纹扩展的方法,这种微观机械表征有助于利用先进的真空成型技术设计和制备高性能材料。我们还尝试表征疲劳抗分层性的空间分布,以便基于我们团队独特和先进的实验方法建立长期结构完整性。
摘要:近年来,由于事故和血管疾病的增多,残疾问题日益严重。截肢患者失去肢体功能往往导致步态异常。能量储存和返回 (ESAR) 足部假肢提供了一种替代方案,有助于改善步态并最大限度地减少截肢者行走阶段的代谢能量消耗。本研究采用了 3 种设计,模型来自 Catia V5 软件。有限元法分析使用 Ansys Workbench 18.1 软件评估这三种设计,在正常步行活动中,负载为使用者体重的 1.2 倍,最大重量为 70 公斤。模拟材料是碳纤维预浸料,其拉伸强度、杨氏模量、泊松比和密度分别为 513.72 MPa、77.71 GPa、0.14 和 1.37 g/cm3。决策矩阵法用于根据预定标准确定最佳足部假肢设计。决策矩阵中的最高值为设计 3 中的 76。所选设计(设计 3)经过步态周期分析后,最大 von Mises 应力值为 76.956 MPa,每个步态周期足跟着地载荷模型的安全系数值为 1.0762;平足 3.2509;足尖离地 6.6263。
自动纤维铺放 (AFP) 已成为航空航天工业中复合材料的流行加工技术,因为它能够在制造复杂部件时将预浸料或胶带精确地放置在准确的位置。本文介绍了用于复合材料飞机机身蒙皮制造的 AFP 心轴的设计、分析和制造。根据设计要求,开发了 AFP 心轴,并通过有限元法进行了数值研究。考虑了心轴结构自重和来自 AFP 机头的 2940 N 负载,进行了线性静态载荷分析。还进行了模态分析以确定心轴的固有频率。这些分析证实了所提出的心轴符合设计要求。然后制造了一个原型心轴并用于制造复合材料机身蒙皮。对 AFP 机身蒙皮曲面层压板、等效平面 AFP 和手工铺层层压板进行了材料载荷测试。平面 AFP 和手工铺层层压板在拉伸和压缩方面表现出几乎相同的强度结果。与手工铺层相比,平面 AFP 层压板的拉伸模量高 5.2%,压缩模量低 12.6%。AFP 曲面层压板的极限抗压强度比平面层压板高 1.6% 至 8.7%。FEM 模拟预测的强度比平面层压板测试结果的拉伸强度高 4%,压缩强度高 11%。
Airtech Advanced Materials Ltd. 是 Airtech Advanced Materials Group 的英国分部。Airtech Advanced Materials Group 是最大的私营真空袋和复合模具材料制造商,用于预浸料/高压釜、树脂灌注和湿法铺层工艺,最高温度可达 799°F (426°C)。Airtech 成立于 1973 年,是一家家族企业,50 多年来致力于维护其核心价值观并引领行业创新。Airtech 服务于航空航天、风能、太阳能、船舶、汽车和通用复合材料等多个领域。该公司在大型增材制造、先进的 Dahltram® 模具和多用途热塑性树脂方面的最新进展表明了 Airtech 对创新和可持续实践的承诺。 Airtech Advanced Materials Group 旗下包括美国 Airtech International Inc.(加利福尼亚州亨廷顿海滩、加利福尼亚州奇诺、田纳西州斯普林菲尔德)、Airtech Europe Sarl(卢森堡迪弗丹日)、Airtech Advanced Materials UK(英格兰查德顿)、Airtech Asia(中国天津)和 Airtech India(印度果阿)。Airtech 的全球业务覆盖范围使其能够接触全球资源和市场,同时该公司在其运营的每个地区都坚定地致力于以社区为中心的做法。
关于 Gurit 瑞士瓦特维尔 Gurit Holding AG(瑞士证券交易所股票代码:GURN)的子公司专门从事先进复合材料、复合材料模具设备和核心配套服务的开发和制造。产品范围包括结构芯材、结构型材、预浸料、配方产品(如粘合剂和树脂)以及结构复合材料工程。Gurit 为风力涡轮机行业、船舶、建筑等全球增长市场提供产品。Gurit 在澳大利亚、加拿大、中国、丹麦、厄瓜多尔、印度、意大利、墨西哥、新西兰、波兰、西班牙、瑞士、土耳其、英国和美国设有生产基地和办事处。www.gurit.com 关于 Genesis Products Genesis Products 成立于 2002 年,以“产品驱动 - 以人为本”为宗旨,是各行各业的层压板和木质部件的领先供应商,包括橱柜和仓储、商店固定装置、办公和教育、休闲车、家具和运输行业的领先制造商。我们的产品和服务包括:面板供应、层压板、面板加工、室内门、橱柜门和组件、包裹的模具、床部件、壁橱和架子、抽屉部件、桌子和底座、房车内饰部件、PET 模制部件、隔热和隔音衬垫、绝缘体和屏蔽层以及组装的商店固定装置。Genesis 在印第安纳州埃尔克哈特县、印第安纳州韦恩堡和弗吉尼亚州基斯维尔设有工厂,在中西部和东海岸拥有 14 家工厂。
关于索尔维复合材料 索尔维新成立的全球业务部门复合材料是技术先进的轻量化材料解决方案的全球供应商,帮助航空航天、汽车和其他高要求行业的客户设计、开发和高效制造高质量、高性能和复杂的复合结构。复合材料拥有最广泛的产品组合,包括预浸料、树脂系统、粘合剂和表面薄膜、碳纤维、纺织品、工具和真空袋耗材,这得益于其在先进材料科学、化学和应用工程领域的领导地位。索尔维复合材料整合了前氰特航空航天材料和工业材料业务。 关于索尔维 索尔维是一家科学公司,其技术为日常生活的诸多方面带来益处。索尔维在 64 个国家/地区拥有超过 24,100 名员工,将人才、创意和元素结合在一起,以重塑进步。该集团致力于为所有人创造可持续的共享价值,特别是通过其围绕三大支柱制定的“索尔维一个地球”计划:保护气候、节约资源和促进更美好的生活。集团的创新解决方案有助于打造更安全、更清洁、更可持续的产品,这些产品广泛用于家庭、食品和消费品、飞机、汽车、电池、智能设备、医疗保健应用、水和空气净化系统。索尔维成立于 1863 年,如今在其绝大多数业务领域中位居全球前三名,2019 年净销售额达 102 亿欧元。索尔维是
关于 AI Technology, Inc. 自 1985 年率先将柔性环氧树脂技术用于微电子封装以来,AI Technology 一直是开发用于电子互连和封装的先进材料和粘合剂解决方案的主导力量之一。除了率先使用“相变”材料 (PCM) 作为热界面材料 (TIM) 外,AI Technology 还为微电子封装行业提供了柔性环氧树脂热粘合剂。通过管理粘合粘合剂之间热膨胀系数差异引起的界面应力,这些热管理材料已在关键的军事和航空航天应用中得到广泛使用和成功。相同的无应力介电粘合剂现已适用于铜和铝包覆的绝缘金属基板。这些热管理材料的主要优势是无与伦比的长期可靠性,这归因于其能够承受反复的热循环和散热板与电路层之间的无应力粘合。AI Technology 还为更先进的多层绝缘金属基板电路和模块提供具有高导热性的相同柔性环氧预浸料。这种新型热管理材料为太阳能电池、LED 面板等电源模块的大面积热管理提供了平台和基础设施。AI Technology 拥有全系列芯片和基板粘接膜和糊剂、热界面材料、(EMI/RFI)缓解材料解决方案、导电填缝剂和粘合剂以及先进的柔性和绝缘金属电路基板。该公司在新泽西州普林斯顿交界处占地 16 英亩的园区内拥有经 ISO9001:2000 认证的制造和研发设施。销售支持包括公司在中国深圳和香港的直属办事处以及欧洲和亚洲的销售代表。