復(fù)合材料技術(shù)正向著綜合化、功能化和智能化等方向發(fā)展,相關(guān)的研究和應(yīng)用往往涉及設(shè)計(jì)、材料、制造、測試、使用和維護(hù)等諸多方面。目前,熱塑性復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的應(yīng)用主要是飛機(jī)內(nèi)部裝飾件(包括支架、門和窗等),以提高安全性;部分產(chǎn)品已被波音、空客和福特等公司成功應(yīng)用到飛機(jī)蒙皮、整流罩、升降舵和平尾等制件上,但其使用范圍非常有限。隨著熱塑性復(fù)合材料的不斷發(fā)展,其使用范圍已從次承件至主承件,在飛機(jī)上的應(yīng)用也日益拓寬。各國正在研究大型熱塑性飛機(jī)主結(jié)構(gòu)的可行性。
纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料一般具有較強(qiáng)的各向異性,其力學(xué)性能除了決定于纖維和基體材料本身的擊、損傷、應(yīng)力集中、邊界效應(yīng)、環(huán)境響應(yīng)和力學(xué)測試等問題“。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)力學(xué)則主要研究結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變、變形、穩(wěn)定和振動(dòng)等問題。分析方法包括微觀力學(xué)、宏觀力學(xué)和細(xì)觀力學(xué)方法。
基體材料的特性區(qū)別導(dǎo)致了熱塑性與熱固性復(fù)合材料有不同的成型方法。手糊成型、模壓成型、熱壓罐成型、纏繞成型等是常見的熱固性復(fù)合材料成型工藝。這當(dāng)中,手糊成型是指采取手工作業(yè),交替添加樹脂及增強(qiáng)纖維于模具上,直到樣件整體成型且冷卻后脫模取得產(chǎn)品。不僅操作簡單、成本低,且設(shè)計(jì)性能好,能生產(chǎn)大型及復(fù)雜的制品,但產(chǎn)品質(zhì)量與工作人員的技術(shù)有關(guān)且周期較長。
CFRTP復(fù)合材料作為一種相對較新的復(fù)合材料,其研究和應(yīng)用也正在不斷的發(fā)展和完善。
(1)開發(fā)新的增強(qiáng)基料,以提高復(fù)合材料及其制品的強(qiáng)度、剛度、耐熱性、韌性等;
(2)研發(fā)預(yù)浸帶的加工設(shè)備和復(fù)合材料成型加工方法,特別是大型和復(fù)雜構(gòu)件成型方法的開發(fā)。
(3)研發(fā)新的助劑,提高表面浸漬效果,提高纖維和基體界面的結(jié)合強(qiáng)度;
(4)加快CFRT制品再生利用的研究,減少環(huán)境污染等。
(5)減少工藝周期,降低成本,擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)上述5個(gè)方面的發(fā)展將綜合考慮和統(tǒng)籌兼顧,CFRT將會(huì)獲得更為廣泛的應(yīng)用,市場前景將更加廣闊。
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