復(fù)合材料鋪層設(shè)計

復(fù)合材料鋪層設(shè)計RevisedbyPetrelat2023復(fù) 合 材 料 鋪 層 設(shè) 計層合板。復(fù)合材料層壓構(gòu)造件的根本單元正是這種按各種不同鋪層設(shè)計要素組成的層合板。計的根本原理和方法，也介紹復(fù)合材料構(gòu)造在構(gòu)造中的應(yīng)用。一、層合板及其表示方法(1)鋪層及其方向的表示鋪層是層合板的根本構(gòu)造單元，其厚度很薄，通常約為0.1～0.3mm。鋪層中增加纖維的方向或織物徑向纖維方向為材料的主方向〔1向：即縱向〕；垂直于增加纖維方向或織物的緯向纖維方向為材料的另一個主方向〔2向：即橫向〕。1—2坐標(biāo)系為材料的主坐標(biāo)系，又稱正軸坐標(biāo)系，鋪層是有方向性的。鋪層的方向用纖維的鋪向角〔鋪層角〕θ表示。所謂鋪向角〔鋪層角〕〔2〕層合板的表示方法二、單層復(fù)合材料的力學(xué)性能單層的力學(xué)性能是復(fù)合材料的根本力學(xué)性能，即材料工程常數(shù)。由于單層很薄，一般僅考慮單層的面內(nèi)力學(xué)性能，故假設(shè)為平面應(yīng)力狀態(tài)。單層在材料主軸坐標(biāo)系中通常是正交各向異性材料，在其主方向上某一點處的正應(yīng)變ε1、ε2只與該點處的正應(yīng)力σ1、σ2有關(guān)，而與剪應(yīng)力τ12無關(guān)；同時，該點處剪應(yīng)變γ也僅與剪應(yīng)力τ12

有關(guān)，而與正應(yīng)力無關(guān)。21 9個：縱向和橫向彈性模量Ε1和Ε2主泊松比縱橫剪切彈性模量G12，共四個彈性常數(shù)；還有縱向拉伸和壓縮強度X1、X，橫向拉伸Y、Y，S9個工程常數(shù)21 1 過單向?qū)雍习宓膯屋S試驗確定的。通常狀況下，單層力學(xué)性能有明顯的方向性，與增加纖維的方向親熱相關(guān)，即?Ε>>Ε，X>>Y1 X1≠X2，Y1≠Y2；縱橫剪切性能與拉伸、壓縮性能無關(guān)，即S與X、Y無關(guān)。單層的性能不能替代實際使用的層合復(fù)合材料的性能。一般還應(yīng)給定材料所含的纖維量，通常用纖維所占的體積百分比V來表示。V稱為60%左右。三、復(fù)合材料構(gòu)造的制造與成形工藝制造與成形工藝的分類、特點與適用范圍RTMRTM(VRTM)RTM〔DP–RTM〕、熱膨脹RTM〔TERTM〕RTM〔ARTM〕RTM〔CRTM〕等。常用的成形工藝方法?熱壓罐成形真空袋成形法軟模成形法纏繞法成形5)樹脂轉(zhuǎn)移模塑成形法〔RTM〕這是一種可不承受預(yù)浸料，并在很大程度上不承受熱壓罐的成形方法。RTM的過樹脂注射法、樹脂反響性注射法、彌撒樹脂粉末法6〕樹脂膜熔浸成形〔RFI〕工藝復(fù)合材料構(gòu)造件的機械加工成形脫模的復(fù)合材料構(gòu)造件,由于工藝與裝配的緣由需要在零件上開口或進展邊緣切割與修磨,因此對其進展切割加工是不行避開的。成形復(fù)合材料構(gòu)造切割加為防止總體變形，必要時應(yīng)將零件固定在型架上進展切割。切割與修磨過程等方法，每種方法均有其優(yōu)缺點，應(yīng)依據(jù)設(shè)計要求、現(xiàn)有條件限制和本錢要求，選擇適宜的加工方法。四、復(fù)合材料構(gòu)造的質(zhì)量把握?工序的質(zhì)量治理和成品的質(zhì)量治理，前者是復(fù)合材料構(gòu)造制造質(zhì)量凹凸的關(guān)鍵。?工序的質(zhì)量治理包括廠房等環(huán)境治理、人員及作業(yè)治理和成形過程治理等環(huán)質(zhì)量流程卡〔工序質(zhì)量把握〕構(gòu)成了質(zhì)量科學(xué)治理方法的主要內(nèi)容。?是成形工藝質(zhì)量保證的根底。對于常規(guī)零件和構(gòu)件其作業(yè)流程大致為：TRM成形工藝、電子束固化技術(shù)、自動下料技術(shù)、自動鋪絲束帶技術(shù)等。五、復(fù)合材料構(gòu)造設(shè)計的一般要求與設(shè)計步驟復(fù)合材料構(gòu)造設(shè)計的一般要求點，進展復(fù)合材料構(gòu)造設(shè)計時，還應(yīng)考慮以下幾項要求。①復(fù)合材料構(gòu)造按許用應(yīng)變設(shè)計構(gòu)造時，承受使用載荷設(shè)計、設(shè)計載荷校核的有足夠的強度和剛度，在設(shè)計載荷下，1。②在確定復(fù)合材料構(gòu)造設(shè)計許用值時，必需考慮環(huán)境對材料性能的影響。環(huán)境溫度、濕度以及在生產(chǎn)和使用中可能消滅的最大不行見沖擊損傷。③復(fù)合材料構(gòu)造的安全水平，不能低于同類金屬構(gòu)造。④復(fù)合材料構(gòu)造中，應(yīng)特別留意防止與金屬零件接觸時的電偶腐蝕。⑤由于復(fù)合材料的導(dǎo)電性能遠不如金屬材料高，對復(fù)合材料飛行器構(gòu)造必需進設(shè)備艙必需進展防靜電起火和防電磁屏蔽的防護設(shè)計和驗證試驗。⑥應(yīng)盡量將復(fù)合材料構(gòu)造設(shè)計成整體件，并承受共固化或二次固化、二次膠接問題。工藝性等方面還有一些不同于金屬構(gòu)造的特別要求，設(shè)計時均應(yīng)考慮。復(fù)合材料構(gòu)造設(shè)計的步驟材料的機械性能、使〔如樹脂體系的固化溫度、固化時間和工藝方法〕等因素。由于進展考慮與評估。材料試樣、元件、組合件和部件四個層次積木式方法的驗證試驗，在保證復(fù)合材料構(gòu)造滿足構(gòu)造設(shè)計要求方面占有重要地位。設(shè)計條件包括對構(gòu)造的性能要求、載荷狀況、環(huán)境條件和工藝條件等四個方為沖擊載荷和交變載荷。沖擊是碰撞引起的載荷，它對復(fù)合材料極易造成損