低成本復合材料軸連接法蘭力學性能、制備工藝與應用的研究.pdf

1、隨著復合材料在各個領域中的應用的不斷發(fā)展，復合材料正在逐漸替代傳統(tǒng)材料而成為主流。從20世紀40年代開始的現(xiàn)代復合材料研究和應用開啟了人類生產(chǎn)力發(fā)展的新飛躍。
　　 但是，隨著復合材料研究的深入和應用的廣泛，其高昂的成本和復雜的制備工藝限制了其進一步的應用。現(xiàn)今工業(yè)一直在尋找降低復合材料成本并且簡化生產(chǎn)工藝同時實現(xiàn)復合材料部件的多功能化。而應運而生的高性能新型混雜纖維樹脂基復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用于復合材料軸鏈接法蘭的指標所提出的課題要求（額定轉矩TKN=2500Nm），進行低成本復合材料軸連接法蘭的研究。進行了低成本的材料選擇、工藝設計和理論力學計算：并對實際的復合試件的各項性能進行了測試，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合材料法蘭的設計。測試結果表明與課題要求吻合。圓滿完成了課題任務。
　　 本文研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：
　　 (1)從課題要求

3、、市場發(fā)展和性價比考慮，對復合材料的原材料進行了選擇：選定增強纖維為碳纖維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)氧復合材料和GF/環(huán)氧復合材料的單向板；(CF+GF)/環(huán)氧復合材料層合板；(CF+GF)/環(huán)氧三維編織復合材料；并根據(jù)國標測定復合材料的方法，測定了這些復合材料試樣的基本性能。
　　 (2)借助Matlab強大的數(shù)據(jù)處理能力，運用Matlab編制了復合材料力學計算的程序，包括混雜纖維復

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