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光纤模斑传感器应用于在线监控复合材料工艺过程

李辰砂 , 张博明 , 王殿富 , 杜善义 , 王淑芳 , 李玉华 , 李晓峰 , 刘志强 , 陈君

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2000.03.008

复合材料的固化有着复杂的内部过程,传统的工艺条件难以保障产品的质量,发展智能化的在线监控技术是个有效途径,在线监控系统需要有先进的传感器.研制了一种新型光纤传感器,提出通过测量光纤末端近场模斑谱反映光纤埋置周围树脂折射率的变化.给出了利用这种传感器进行复合材料固化监测的实验结果.发现这种光纤传感器的信号能反映固化凝胶点、固化结束点及树脂粘度的最低点,又由于光纤与复合材料的兼容性好以及装置简单、廉价、可靠性高,因此可以应用于复合材料固化过程的在线监控系统.

关键词: 复合材料 , 固化 , 监控系统 , 光纤传感器

热压罐成型工艺所用框架式模具的变形分析

岳广全 , 张博明 , 杜善义 , 戴福洪 , 张铖 , 梁宪珠 , 王永贵

复合材料学报

模具在使用过程中的变形会影响到复合材料制件的固化变形,为了控制复合材料制件的成型质量,就要了解框架式模具在热压罐固化成型工艺过程中的变形情况.建立了模具变形的数值模拟预报方法,将计算结果与实际模具测量结果进行对比,本文中所提供的有限元分析计算模型可对实际情况进行较为精确的模拟.考察了平板型框架式模具在整个固化工艺过程中的变形情况,数值计算结果表明;型面翘曲变形量与模具温度的分布有关,而与模具温度的大小无关;模具翘曲变形量的峰值出现在降温阶段的中间时刻,且该变形量能够保持一段时间;最大变形时刻整个模具型面与进入热压罐前相比中心位置的变形最大,周边位置的变形最小.

关键词: 复合材料 , 热压罐 , 框架式模具 , 变形

先进复合材料可制造性中的成本估算理论框架

张铖 , 梁宪珠 , 张博明 , 王天玉 , 王永贵

材料科学与工程学报

飞行器复合材料构件的可制造性评价是其结构制造工艺方案决策的重要依据,成本是评价体系中的一个重要指标.本文概述了先进复合材料可制造性中的成本概念及组成,应用过程估算方法建立了成本指标的估算理论框架及初步模型.通过对工时估算理论的分析,提出了适合于过程估算方法的工时概念关系式.应用本文所提出的先进复合材料可制造性成本估算理论,能够有效地建立较为实用的可制造性成本评价估算模型.

关键词: 复合材料 , 可制造性 , 成本估算 , 制造成本

电流变体智能材料在交变电场下的透光性能研究

刘彦菊 , 张博明 , 冷劲松 , 王殿富

功能材料

电流变体作为智能材料作动器的一种,在外加电场的作用下,其材料性能会发生显著的变化.本文主要研究了二氧化硅/淀粉复合颗粒电流变体在交变电场作用下的透光性能的变化.对不同浓度的流体、不同外加电场强度、不同外加电场频率以及不同电极间距几种情况下电流变体的透光性均进行了测试.

关键词: 电流变体 , 透光率 , 交变电场

复合材料加工工艺模糊推理方法

于佳 , 张博明 , 王殿富 , 武湛君

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2003.06.012

针对复合材料加工方法,在CAPP的基础上,总结出适于复合材料加工工艺的推理方法,即基于特征的模糊推理算法.先提取复合材料制品的特征,然后将影响复合材料加工工艺方法的因素模糊化,给出具体模糊值,得到适合的隶属函数.经过模糊推理之后得到最佳的加工方法.同时给出具体复合材料加工推理的例子对模糊化推理方法进行研究,推理结果与实际吻合较好.

关键词: CAPP , 复合材料 , 模糊化 , 工艺方法

聚合物基复合材料中孔隙率及层间剪切性能的实验表征

刘玲 , 张博明 , 王殿富 , 武湛君

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.04.026

在不同固化压力条件下制作孔隙含量不同的层合板.将层合板进行超声C扫描以识别孔隙率分布不同的区域,然后再将孔隙率分布相对均匀的区域进行超声波二次穿透反射法检测以精确测量孔隙的含量,并取试样测量孔隙的体积含量和测试层间剪切性能(ILSS).结果表明,在孔隙率低于4%时,孔隙率与层间剪切性能基本成线性关系,并且孔隙率每增加1%,层间剪切性能约下降8%.从而建立起层合板中孔隙率与层间剪切性能的定量表征关系.

关键词: 孔隙率 , 层间剪切性能 , 超声检测 , 复合材料

格栅结构受力分析与载荷重构研究

武玉芬 , 张博明

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2010.04.007

本文基于有限元软件自动生成系统(FEPG),编制了先进复合材料格栅结构(AGS)在低速冲击作用下的有限元分析程序,实现了AGS在低速冲击载荷作用下的响应分析,通过实验验证了FEPG生成程序的正确性.将有限元与遗传算法相结合进行了载荷重构的初步研究,采用遗传算法对载荷进行了时程重构,为复杂结构的载荷重构提供了依据.

关键词: 格栅结构 , 遗传算法 , 载荷重构 , FEPG

热压罐工艺环境对于先进复合材料框架式成型模具温度场的影响

张铖 , 梁宪珠 , 王永贵 , 张博明 , 岳广全

材料科学与工程学报

热压罐固化工艺过程中的模具温度分布对于先进复合材料成形质量影响很大。本文在之前相关文献研究的基础上,对模具温度场分布的工艺环境因素作了进一步的研究。结果表明,工艺环境因素中,风速、升降温速率对于模具型面温差影响显著,而模具在罐内的摆放位置则对模具型面温度场温差影响很小。

关键词: 复合材料 , 温度场 , 热压罐工艺 , 工艺参数 , 模拟

基于Python-Abaqus复合材料代表性体积元的数值模型

章继峰 , 王振清 , 周健生 , 张博明

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2009.03.006

代表性体积元法是研究复合材料这类具有多尺度、离散分布多相体的有效手段.本文考虑复合材料增强体几何离散分布特征,通过引入增强体的离散分布函数,应用Python语言实现了Abaqus的二次开发,建立了长纤维增强结构复合材料代表性体积元的参数化自动生成方法.结果表明:(1)应用Python-Abaqus建立复合材料RVE随机特征模型是可行的;(2)该方法生成的模型纤维体积分数达65%,满足一般工艺的要求;(3)应用移动窗法给出代表性体积元的尺寸,体积元内应力的分布特征与一般合理预计是相符的.该研究为多尺度复合材料微结构提供了一种分析方法,可应用于复合材料微结构增效设计.

关键词: 代表性体积元 , Python-Abaqus , 二次开发 , 复合材料