复合材料修复铝合金裂纹板的疲劳性能进展

采用真空袋压技术将t300/cyd128复合材料补片胶接修复于含中心裂纹的铝合金1.76mm薄板。研究了实验室模拟湿热环境对复合材料修复铝合金薄板的力学性能影响,修复用复合材料的吸湿特性,以及修复用复合材料拉伸试样及其基体树脂浇铸体的湿热性能。结果显示,浇铸体饱和吸水率为0.9%,复合材料吸湿动力学曲线则出现台阶;随湿热老化时间延长,浇铸体与复合材料拉伸性能先升后降,其性能峰值出现时间分别为500h(73.9mpa)和300h(1531mpa);随湿热老化时间延长,铝合金裂纹板拉伸性能基本呈线性下降,断裂载荷下降速率δn=0.12kn/100h,修复板性能出现波动。

采用单向碳/环氧复合材料补片真空袋压工艺单面修复含中心裂纹铝合金板,进行0-1700h盐雾梯度腐蚀试验,测试并对比分析了各腐蚀时间结点上试件修复前后的疲劳性能,从疲劳寿命、疲劳临界裂纹长度和paris公式材料常数(c和m)的变化三个方面考察不同盐雾腐蚀深度对铝合金裂纹板修复前后的疲劳性能差异。结果表明:碳/环氧补片胶接修复铝合金板能大幅度提高疲劳寿命,且未经修复的裂纹板在腐蚀1700小时后疲劳寿命下降53.8%,而修复板仅为38.6%。修复板疲劳裂纹临界长度acr大于未修复裂纹板,且随盐雾腐蚀时间延长,裂纹板和修复板acr变化不大,可作准判据使用。由试验数据得到的不同腐蚀时间上试样的材料常数c和m随腐蚀时间延长而减小。利用paris公式可较好拟合铝合金板疲劳寿命及paris区内的疲劳裂纹扩展行为,但疲劳寿命预测值与实际值的差异由未经腐蚀时的5%左右增大到腐蚀1500h时的10%左右。

利用ansys有限元分析软件,建立了复合材料单面胶接修复铝合金裂纹板的裂纹长度参数化的有限元模型,分析了修复结构的裂纹尖端应力强度因子及其变化幅值的规律;与试验测试结果相结合,得到了描述修复结构疲劳特性的paris公式材料常数;碳纤维、玻璃纤维复合材料胶接修复铝合金裂纹板的材料常数c、m分别为6.76×10-10、2.27和7.89×10-10、2.33。

采用碳纤维复合材料对中心裂纹铝合金板进行了单面胶接修复,测试了修复结构的疲劳性能,包括铝合金板的裂纹扩展速率、补片与铝合金板之间的界面脱粘和修复结构的疲劳剩余强度。结果表明:复合材料胶接修复能有效地降低铝合金板的裂纹扩展速率,提高其疲劳寿命;胶接的补片使铝合金板的疲劳裂纹扩展纹线线型发生变化,且线型变化集中在裂纹扩展初始阶段;疲劳导致修复结构出现界面脱粘,脱粘区域近似椭圆形,且界面脱粘面积随疲劳周次的增加而增加。

对t700/9368光滑板及两种孔径的含孔层合板进行了拉-拉疲劳试验,测量试件刚度随加载周期的衰减规律,并利用超声波c扫描和破坏断口分析方法,对t700复合材料的疲劳损伤机理进行分析。根据弹性模量法建立了层合板疲劳累积损伤模型,并从平均应力准则概念出发,建立了含孔层合板的疲劳累积损伤模型。将试验数据运用最小二乘法拟合后代入疲劳损伤模型,得到t700/9368光滑板及含孔板疲劳寿命的具体计算公式,应用公式预测了在不同应力水平下的层合板疲劳寿命,与试验结果的吻合良好。

欧洲专利ep1554409本专利提供了一种以铝合金为基体，以碳化硼为分散相的金属基复合材料的制备工艺。首先，将铝合金熔化，然后，通过充分搅拌使碳化硼粒子更好地润湿铝液，并均匀分布在铝液中，之后，便可进行浇注。为了保证该金属混合液具有较好的流动性，可采取如下方法之一：将基体中的镁含量控制在0．2％以下，或首先将铝合金中镁的含量控制在0．2％以下，浇注时再加镁，或是加入〉0．12％钛。

欧洲专利ep1554409本专利提供了一种以铝合金为基体,以碳化硼为分散相的金属基复合材料的制备工艺。首先,将铝合金熔化,然后,通过充分搅拌使碳化硼粒子更好地润湿铝液,并均匀分布在铝液中,之后,便可进行浇注。为了保证该金属混合液具有较

利用袋压工艺、采用单向碳纤维/环氧复合材料补片对含中心裂纹的铝合金板进行了修补,测试了胶接修补前后板的静态力学性能和疲劳性能。结果表明:经过修补后,铝合金板抵抗静态拉伸破坏和疲劳破坏的能力均有显著的提高,其静态抗拉强度从258.35mpa增加到349.69mpa,提高了35.35%;其疲劳寿命从25446周次增加到63868周次,提高了1.51倍,裂纹起始扩展速率从0.34μm/周次降低到0.16/μm/周次,临界裂纹长度从20.20mm增加到28.05mm。

采用加压铸造法来制备硅酸铝短纤维增强铝合金复合材料,并通过与zl109合金的对比试验,研究高温下材料的冲击疲劳特性。结果表明:在本试验条件下硅酸铝短纤维增强铝合金复合材料的高温冲击疲劳性能不如zl109合金,但是随试验温度的提高,zl109合金的抗冲击疲劳能力下降的速率比硅酸铝短纤维增强铝合金复合材料的快

自修复复合材料是智能材料研究的重要方面。聚合物基体用于结构材料时,不论是宏观还是微观上都是容易破坏的,典型的就是冲击破坏,微观上却是出现微裂纹。微裂纹影响材料的各种力学性能,如强度、刚度、尺寸稳定性等,同时影响材料的热性能、电性能、声性能。自修复材料是一种智能材料,同时具有感知和激励双重功能。材料一旦产生微裂纹、缺陷,在无外界作用的情况下材料本身具有自我恢复的能力,如此可延长产品的使用寿命,并提升产品的安全性。从自修复材料的提出、修复机理、修复类型等方面进行总结和评述。

研究了碳纤维复合材料胶接修复损伤舰船钢结构的修复效果,利用ctm系列微机控制电子万能试验机及配套的引伸计自动绘制试件的拉力-应变和拉力-位移曲线图,通过力-变形曲线得到试样的名义屈服载荷、胶层脱胶开裂时的极限载荷和试样断裂时的断裂载荷。结果显示:利用复合材料补片胶接修补受损钢板能有效恢复结构的静强度和承载能力;修补后结构的屈服载荷和极限载荷有明显提高,且随着补片厚度的增加而增加,但修补结构的断裂载荷没有改变。

利用真空袋压工艺,采用单向炭纤维复合材料补片对中心裂纹铝合金板进行了单面胶接修补。测试了复合材料修补板的静态拉伸强度及修补板在拉拉疲劳过程中的裂纹扩展、界面脱粘和剩余拉伸强度等疲劳性能。结果表明,复合材料补片胶接修补能有效地提高裂纹板的破坏强度和刚度,降低裂纹板的疲劳裂纹扩展速率,提高其疲劳寿命。裂纹板经单向炭纤维/环氧复合材料补片修补后,其破坏强度从311.48mpa提高到364.74mpa,疲劳寿命从32217次提高到77546次。疲劳导致修补结构的粘接界面脱粘,脱粘区域近似椭圆形;脱粘面积随疲劳周次的增加而增加,且增加的幅度与疲劳周次相关。

用复合材料补强修理金属结构裂纹损伤时,修补设计非常关键,不同的修补设计会产生不同的修补效果。通常应在有限元计算或解析计算的基础上,合理选择补强材料、胶粘剂、铺层尺寸和铺层数量等参数。飞机铝合金蒙皮裂纹是飞机在使用过程中最常见的损伤形式。传统的修理方法是在裂纹部位铆接一块与蒙皮材料相同的加强片,以恢复蒙皮裂纹部位的损失强度。由于现代飞机的

美国专利us201414898422本发明涉及一种在高温下具有了改善力学性能的铝合金,以及采用这种铝合金为基体的b4c颗粒增强型复合材料和其它类型的复合材料。此铝合金成分包括（质量分数,%）：0.50~1.30si、0.20~0.60fe、cu≤0.15、0.5~0.90mn、0.6~1.0mg、cr≤0.20,其余为铝和不可避免的杂质。该合金可包括过量的mg,即超过0.6~1.0,主要以mg-si析出物存在。

石墨烯和碳纳米管被发现后,碳材料的总类也随之扩大并因其独特的性能而被广泛应用,用以提升材料的性能。总结了各种通过碳材料和铝材料复合来制备具备特殊性能的复合材料的研究进展,并对未来的发展予以展望。

目前,复合材料在航空工业和武器工业中的材料应用比例逐年上升,复合材料的应用程度已经成为现代先进飞机结构设计的重要标志之一.复合材料与金属件之间的连接工艺尤其受到人们的关注.本篇主要描述了通过收集铝合金与碳纤维复合材料胶接老化后剪切性能数据,以期能从中找出规律,为复合材料结构的连接设计提供依据.

铝合金与碳纤维复合材料胶接结构耐老化性能研究

以粉末冶金铝合金及复合材料的制备流程为主线,围绕粉体制备、成形固结和后续处理这三个环节,阐述了粉末冶金铝合金及复合材料的研究现状.同时对其发展趋势进行了探讨,指出以高速压制为代表的新成形技术的出现,有望为铝粉末冶金的成形及烧结环节带来新的突破.

冷轧复合对铝合金复合箔组织与性能的影响 某某某1，某某1，某某1 ，2 （1.吉林大学材料与冶金学院，吉林长春130022；2.燕山大学材料与冶金学院，河北秦皇岛066004；） 摘要：研究了采用冷轧复合法生产汽车散热器用铝合金复合箔的工艺，主要研究 了冷轧首道次压下率、包覆层厚度及成品前退火制度对复合箔组织与性能的影响。 结果表明：皮材a4045和芯材a3003在30%~50%的首道次压下率下可以实现良好的 初结合，冷轧工艺生产的复合箔上、下包覆层的厚度基本一致。最后一道次的精轧 压下率在25%~35%左右时，复合箔成品的抗下垂性能最佳。复合箔成品前的退火温 度应控制在320~400℃，退火温度为400℃时，退火时间以不超过80min为宜。 关键词：冷轧复合；复合箔；压下率；抗下垂性；退火 中图分类号：tg335.58文献标识码

为了使竹木复合层合板能够更好地应用于公交车底板,对该产品进行了50万次动态弯曲、45万次动态扭转和3000km可靠性路面疲劳试验测试,观测板材的力学损耗及受破坏情况,并且对经疲劳试验后的产品进行了弯曲力学性能测试。结果表明:经过50万次弯曲试验后,板材的各项弯曲力学性能保留率均在90%以上;45万次扭转试验后各项弯曲力学性能保留率在85%以上;模拟装载进行3000km可靠性路面试验后各项弯曲力学性能保留率在80%以上。

采用粉末冶金的方法分别在ar气氛保护下及真空炉中制备铝及其复合材料,探讨了坯块的压制压力、烧结温度与时间对粉末冶金铝及其复合材料的影响,并研究了其显微组织与性能。结果表明,只有在足够高的压力和温度条件下(压应力700n/mm2,温度640℃~700℃),才能获得外形完好、组织致密的铝及其复合材料;铝基复合材料比基体具有更高的致密度,真空炉中烧结的铝基复合材料的致密度达97.20%,其弹性模量、抗拉强度和屈服强度分别为67600n/mm23、45.7n/mm2和206.2n/mm2。

铝基复合材料.-关于铝基复合材料的论文