PEEK热塑性复合材料纤维铺放工艺研究

发布时间：2025-06-26 04:04

　　复合材料的应用已经从航空航天领域逐步扩展到现代社会生产生活中的诸多领域。为了更高效的制造性能更好的复合材料产品,自动铺放技术成为关于复合材料科学研究的重点之一,而对热塑性复合材料自动铺放技术的研究还未成熟。从自动铺放工艺和成型方式的研究入手对热塑性复合材料自动铺放技术进行研究,能够为提高其试件性能提供依据,使其尽快应用到生产实际中。本文对APC-2(AS4/PEEK)热塑性复合材料一次加压与成型和二次加压成型铺放的主要工艺参数进行了研究,并对两种成型方式进行了对比。本文首先针对两种铺放成型方式设计了一种具有二次加压和调温功能的热塑性复合材料纤维铺放头。该铺放头能够实现传统铺放头对丝束的加压、夹紧、重送、剪切功能,同时适应热塑性复合材料铺放加热温度高的特点,具备局部冷却功能,可以对试件进行一次加压或者二次加压以及使用热风或者冷风进行二次调温,整体结构优点在于重量较轻,结构紧凑。最后通过有限元静力学分析并优化了设计结构,保证零部件受力合理。分析了铺放过程中出现的热传递方式,并结合传热学有关知识确定了相关热传递参数,建立了一次加压铺放成型与二次加压铺放成型的理论模型,并确定了热传递的边界条件,...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的来源与意义
        1.1.1 课题的来源
        1.1.2 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外相关研究现状及分析
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 国内外文献综述的简析
    1.3 主要研究内容
第2章 PEEK热塑性复合材料纤维铺放头设计
    2.1 热塑性复合材料纤维铺放头功能分析
    2.2 热塑性复合材料纤维铺放头结构设计
        2.2.1 丝路导向机构结构设计
        2.2.2 夹紧机构结构设计
        2.2.3 重送机构结构设计
        2.2.4 剪切机构结构设计
        2.2.5 施压机构结构设计
    2.3 热塑性复合材料纤维铺放头力学分析与设计优化
    2.4 本章小结
第3章 自动铺放过程热传递分析与仿真
    3.1 材料参数的确定
    3.2 传热参数的确定
        3.2.1 受迫对流传热系数的确定
        3.2.2 自然对流传热系数的确定
        3.2.3 热辐射参数的确定
        3.2.4 热传导参数的确定
    3.3 铺放温度数学模型的建立
        3.3.1 合理简化条件
        3.3.2 一次加压铺放几何模型与边界条件
        3.3.3 二次加压铺放几何模型与边界条件
    3.4 有限元模型的建立
    3.5 仿真参数验证实验
    3.6 自动铺放过程仿真
        3.6.1 一次加压成型铺放过程仿真
        3.6.2 二次加压成型铺放过程仿真
    3.7 本章小结
第4章 铺放实验及试件性能检测实验
    4.1 实验方案设计
    4.2 实验试件的制作
    4.3 试件性能检测实验
        4.3.1 层间剪切强度测试
        4.3.2 试件孔隙率微观观测测试
        4.3.3 试件压缩强度测试
    4.4 本章小结
第5章 工艺参数影响规律探究与工艺优化
    5.1 工艺参数与性能指标间回归方程建立
        5.1.1 一次加压成型工艺参数与性能指标回归方程
        5.1.2 二次加压成型工艺参数与性能指标回归方程
    5.2 一次加压成型工艺参数影响分析
        5.2.1 一次加压成型工艺参数对层间剪切强度影响规律
        5.2.2 一次加压成型工艺参数对孔隙率影响规律
    5.3 二次加压成型工艺参数影响分析
        5.3.1 二次加压成型工艺参数对层间剪切强度影响规律
        5.3.2 二次加压成型工艺参数对孔隙率影响规律
    5.4 工艺参数优化与对比
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术成果
致谢



本文编号：4053129