预埋不同质量分数碳纳米纸对CFRP低温弯曲性能影响的研究
2023-02-13徐继文刘松良单春海周金磊
河南科技 2023年2期
徐继文 郑 伟 刘松良 单春海 周金磊
(1.沈阳飞机工业(集团)有限公司,辽宁 沈阳 110000;2.海装沈阳局驻沈阳地区第一军事代表室,辽宁 沈阳 110034)
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碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)因耐腐蚀、质量轻、可设计性强、便于大面积成型等优点,从而被广泛应用于航空航天领域[1]。飞行器在服役期间,会长时间在低温环境中飞行,飞机上的CFRP构件,如飞机机翼、翼尖、水平尾翼等会因承受弯曲等多种应力而出现断裂、损伤等问题,而复合材料层间的结合强度较弱。大量研究表明,预埋碳纳米管、石墨烯等纳米增强材料能有效增强复合材料层的力学性能[2]。因此,本研究对预埋碳纳米纸的CFRP层合板进行研究,以此来提升复合材料在低温环境中的弯曲性能。
飞机在服役过程中,其服役高度通常为8 000~20 000 m[2],飞机一般处在-70℃~-45℃环境中。现如今,已有国内外学者对低温环境对飞机上的CFRP构件性能的影响进行研究。张建宝等[3]对T800/607复合材料在低温中的弯曲性能进行研究,研究结果表明,单向铺层的T800/607复合材料在20 K的超低温环境中弯曲性能的变化最敏感,可使材料的弯曲强度提升71.7%。翁春晓等[4]在超低温环境中对增强复合材料进行研究,先将环氧树脂和碳纤维织物作为增强介质,将其预埋在复合材料中,观察复合材料在低温环境中的强度变化,发现在低温环境中,复合材料的弯曲强度会有所提升。对不同环境温度影响CFRP弯曲性能进行研究,结果表明,CFRP的弯曲性能在低温环境中有所增强,而在低温循环环境中有所减弱[5-8]。……
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