1、a，1，報(bào)告者：秦美君，復(fù)合材料的連接，a，2，大綱，CONTENT，一復(fù)合材料的主要連接類型，二復(fù)合材料的連接應(yīng)用新進(jìn)展，a，3，“連接”的重要性，a，4，一復(fù)合材料的主要連接類型，a，5，(1)機(jī)械連接復(fù)合材料的機(jī)械連接是指復(fù)合通過緊固件一體連接，是a、6、機(jī)械連接、a、7、(2)粘合連接、a、8、a .粘合連接的概念，粘合連接是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中經(jīng)常采用的連接方法。 該連接方法通過粘接劑將粘接部件連接到不可拆卸的整體上，是比較實(shí)用有效的連接技術(shù)，有時(shí)能夠解決生產(chǎn)中重要的技術(shù)，a，9，b .粘接連接的優(yōu)點(diǎn)，a，10，粘接連接的缺點(diǎn)，a，11，c .粘接連接的工藝為了得到最佳表面狀態(tài)，如表面處理

2、，目的，方法，等，充分的粘合力，物理機(jī)械方法和化學(xué)方法，a， 13、物理機(jī)械方法：砂紙研磨和噴砂化學(xué)方法：溶劑清洗和脫脂、鉻硫酸蝕刻、陽極氧化處理和溶膠凝固方法等，陽極氧化處理好的方法，粘結(jié)表面處理方法，a， 14、固化方法如下所述：室溫固化、加熱固化、放射線固化、微波固化、高頻固化等部分固化的方法：加熱固化：中溫固化(120度左右)和高溫固化(150度以上)的優(yōu)點(diǎn)：固化速度快、強(qiáng)度高、抗老化的設(shè)備：熱壓罐、電爐、硫化機(jī)、干燥爐、 電氣吹氣等a， 15放射線固化：紫外線、電子射線、y射線照射固化的效果的優(yōu)點(diǎn)是非常快，高品質(zhì)、低能量、高效率，適合于微波固化的連續(xù)生產(chǎn)：修復(fù)速度快，性能高，修復(fù)后的

3、靜強(qiáng)度能恢復(fù)到原材料的102.9%的缺點(diǎn)是， 通過微波照射產(chǎn)生電磁激勵(lì)作用，從而使粘合劑中的磁性分子和被粘合物發(fā)生物理化學(xué)變化的設(shè)備：微波修復(fù)器(全軍裝備維修表面工程學(xué)研究中心的開發(fā))、a、16、目視法、試驗(yàn)法、敲擊法、測(cè)定法、溶劑法、超聲波法、x射線法、激光法、聲電阻法等夏普PPT論壇chinakui開頭： a、17、(3)兩者并用，a、18 a .橡膠螺絲連接、橡膠螺絲混合連接：一般從結(jié)構(gòu)破損安全的觀點(diǎn)出發(fā)，為了提高連接接頭的安全馀量，和結(jié)構(gòu)修復(fù)橡膠螺絲混合連接有利于提高接頭的承載力和疲勞壽命橡膠螺釘混合連接方法，兩種方法之一，在連接處先開個(gè)孔，粘接后安裝螺栓緊固，然后使粘接層硬化，形成連

4、接接頭2，在固化的連接接頭上通過螺栓緊固，形成連接接頭，a，20，b .鉚接連接、鉚接連接為了提高橡膠-鉚接頭的強(qiáng)度，優(yōu)選在粘接劑固化后進(jìn)行復(fù)合材料部件的鉚接，另一方面，在橡膠層未固化時(shí)進(jìn)行鉚接的情況下，必須對(duì)橡膠層階段性地施加必要的壓力，減少橡膠鉚接頭的連接強(qiáng)度的降低。 a、21、 一、在搭載大、可靠性要求高的情況下，優(yōu)選采用機(jī)械連接，二、在搭載小、部件薄、環(huán)境條件不太差的情況下，優(yōu)選采用粘合連接，三、特殊情況下，為了提高結(jié)構(gòu)的破損-安全特性，可以采用混合連接(1)縫合連接，應(yīng)用背景，技術(shù)原理，技術(shù)特征，縫合參數(shù)，a，b，c，d，a，24，a應(yīng)用背景背景，text1，text2，text3，

5、 進(jìn)行復(fù)合材料層壓板的輕量化設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮層壓板外層的彎曲破壞，破壞的外層和內(nèi)層增強(qiáng)材料之間會(huì)產(chǎn)生剝離負(fù)荷，影響層壓板材料的強(qiáng)度，層的存在會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性降低，無法充分發(fā)揮性能。因此，如何抑制復(fù)合材料層壓板的層損傷，提高其層間強(qiáng)度和耐層、耐沖擊性，是使用復(fù)合材料層壓板時(shí)必須解決的問題，a、25、b技術(shù)原理是通過縫合手段在與層平面垂直的方向上增強(qiáng)復(fù)合材料，提高材料層間損傷的容許范圍的原理text1、text2縫合技術(shù)具有多樣性，例如，鋪裝方向、鋪裝距離、纖維集合組織可以調(diào)整，可以用預(yù)浸料帶縫合-固化而成形，也可以用預(yù)浸料帶縫合-浸潤(rùn)-固化而成形，縫合不僅是加強(qiáng)技術(shù)，還可以使

6、用復(fù)合材料的其他連接技術(shù)，例如粘合由于縫合材料的整體性強(qiáng)，不易產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，為制造大型復(fù)合材料的產(chǎn)品提供了有效手段，a，27，text3，text4，縫合對(duì)原來的纖維分布沒有很大影響，通過調(diào)整縫合密度、縫合圖案和跨度等縫合參數(shù)，得到一定程度的整體結(jié)構(gòu)縫合可以用于局部強(qiáng)化，特別是自由邊的縫合大大降低了層間的垂直應(yīng)力，減少了自由邊的脫層。 a、28、線型、1、線徑、2、縫合密度、3、縫合方向、4、d縫合參數(shù)、a、29、1線型、線不僅要求高強(qiáng)度、一定的伸長(zhǎng)率和耐磨性，其性能不能受復(fù)合材料硬化的影響。 常用的絲有芳綸纖維、玻璃纖維(GF )、聚酯和碳纖維CF等，a、30、2絲徑、絲徑提高了縫合復(fù)合

7、材料的層間斷裂韌性和耐沖擊損傷能力。 但是，線的直徑變大時(shí)，復(fù)合材料的面內(nèi)纖維的損傷變多，伸長(zhǎng)，壓縮強(qiáng)度降低。 雖然a、31、3縫合密度、縫合可以提高復(fù)合材料層壓板的層間性能，但縫合的同時(shí)縫合會(huì)對(duì)層壓板的平面方向的纖維造成一定程度的損傷。 縫合密度有最佳值，超過該值不僅會(huì)降低層壓板的面內(nèi)力學(xué)性能，也不利于層壓板的層間性能。 研究表明，縫合密度為56針/cm2時(shí)，所得材料的性能良好。a、32、4縫合方向、縫合方向?qū)?fù)合材料的性能影響很大，常用的縫合角度為0、45和90。 縫合方向?qū)φ粚?duì)稱層壓板的拉伸強(qiáng)度有很大影響，0縫合引起的強(qiáng)度降低，45和90縫合引起的強(qiáng)度降低大致相同，a、33，縫合對(duì)復(fù)合

8、材料的力學(xué)性能的影響，縫合對(duì)復(fù)合材料的平面性能的影響，面內(nèi)拉伸強(qiáng)度，面內(nèi)彎曲性能，面內(nèi)壓縮強(qiáng)度縫合對(duì)復(fù)合材料的層間性能的影響a，34 (2) z-pinning連接，2 .種類，a，35，1 .概念，z-pinning技術(shù)主要用于增強(qiáng)鋪路預(yù)浸料和發(fā)泡三明治復(fù)合材料，它參考了縫合復(fù)合材料中不連續(xù)線的方法， 在硬化前的預(yù)浸料或發(fā)泡三明治的厚度方向上直接嵌入剛性較短的棒，該短棒通常可以使用被稱為z-pin z-pin材料的金屬(不銹鋼、鋁合金或鈦合金等)或非金屬(碳纖維、玻璃纖維或Kevlar等纖維)。 a、36、金屬z-pin經(jīng)常用于層間剪切性能要求高的復(fù)合材料。 非金屬z-pin現(xiàn)在多采用碳纖維

9、，主要用于材料的通常的強(qiáng)化z-pin的直徑通常在0.2mm1.0mm之間，最常用的是0.28mm和0.51mm兩種。 在增強(qiáng)的層疊板中，在相同的埋入密度下，z-pin的直徑越小對(duì)材料面內(nèi)性能的損傷越小，但成本比較高。 z-pin在層板上的體積分率一般為0.5% 4%，a、37、2 .種類、z-pinning技術(shù)大致分為(1)單入方式是將一個(gè)z-pin分別埋入未固化的層板中(2)整體地埋入，幾個(gè)z-pin 38、單入式a )手工將金屬短棒單獨(dú)埋入層板，不適用于生產(chǎn)大型復(fù)合材料。 b )后來出現(xiàn)了注射槍，將z-pin高速打入預(yù)浸料和干織物的鋪地中，但是這種單一的埋入方法的文獻(xiàn)并不多見報(bào)道。整體嵌入

10、是一些z-pin同時(shí)嵌入層板的方法很有效，應(yīng)用廣泛：一種是利用熱壓罐的方法，另一種是UAZ (超聲波輔助嵌入)技術(shù)。 這兩種技術(shù)引進(jìn)了發(fā)泡預(yù)成形件、a、39、發(fā)泡預(yù)成形件。 目的：為了防止z-pin在層板嵌入過程中壓曲，首先用原卷切斷儲(chǔ)藏的z-pin，以一定的密度在發(fā)泡中正交注入，制作了發(fā)泡預(yù)成形件。 發(fā)泡是兩種材料組合而成的，低密度的發(fā)泡放在上層，在嵌入z-pin之前，把起到支撐z-pin作用的中密度泡沫放在下層，防止z-pin受到力而彎曲，a，40，熱壓罐嵌入法，這個(gè)z-pin 該方法是將平面積層板方法：(1)在未硬化的層疊板上放置含有z-pin的塑料母材要加強(qiáng)的地方，復(fù)蓋真空袋，a、41

11、、(2)隨著溫度上升，預(yù)浸料軟化，塑料熔化，z-pin在來自熱壓罐的壓力下被層疊板上固化后，從熱壓罐中取出材料，用金剛刀切除多馀的泡沫和z-pin，得到了z-pin強(qiáng)化疊層復(fù)合材料，a、43、UAZ技術(shù)采用超聲波發(fā)生裝置，超聲波使槍口觸角高頻振動(dòng)，最大輸出功率，振幅達(dá)到20um，頻率達(dá)到20 kHz。 接觸角頭的高頻振動(dòng)可以降低埋入z-pin所需要的力，振動(dòng)產(chǎn)生的熱使樹脂軟化，使z-pin的轉(zhuǎn)印過程變得容易： (1)、a、44、(2)、a、45、(4)、a、46、層疊板的整體強(qiáng)化、a、結(jié)構(gòu)部件的連接、(b )、 (c，(3 .z-pinning技術(shù)的應(yīng)用，a 47，(a )層壓板的整體增強(qiáng)，背

12、景： a )層壓板的層間韌性差，使用中容易形成層的缺點(diǎn)，大大限制了層疊復(fù)合材料的應(yīng)用。(b )預(yù)成型料層壓板整體的增強(qiáng)是z-pinning的最基本的應(yīng)用能夠明顯改善沖擊后壓縮強(qiáng)度等性能，a、48、比較比較Compare、DIAGRAM z-pin強(qiáng)化層疊復(fù)合材料保持89% 98%的面內(nèi)拉伸強(qiáng)度，將層間破壞韌性提高18倍，使沖擊損傷區(qū)域減少50 %，a、49、(b )結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接、背景：復(fù)合材料的(a )粘合連接方式是弱粘合層被破壞，結(jié)構(gòu)容易崩潰。 (b )機(jī)械連接一方面提高結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量，另一方面在層壓板上開孔，會(huì)引起應(yīng)力集中和自由邊效應(yīng)引起材料的疲勞破壞。 z-pin連接可以改善并克服這些不

13、足，a、50、z-pin連接的優(yōu)點(diǎn)在于，z-pinning是連接部件抵抗層的有效方式，可以顯著提高重疊結(jié)構(gòu)部件的強(qiáng)度和疲勞壽命。 Freitas等人證明，z-pin加強(qiáng)肋的拉伸強(qiáng)度增加了2. 32. 6倍。 Paul Chang實(shí)驗(yàn)顯示，z-pin對(duì)單組件的拉伸強(qiáng)度為40%，增長(zhǎng)率為55%，疲勞強(qiáng)度為40%，a， 51、(c )在發(fā)泡三明治復(fù)合材料上的應(yīng)用，z-pin強(qiáng)化發(fā)泡三明治復(fù)合材料彌補(bǔ)了傳統(tǒng)發(fā)泡三明治材料的剪切、壓縮性能低、面板和芯材容易脫粘破壞、浸水引起的整體壓曲等缺點(diǎn)，a， 52 (3)螺栓-柱塞連接，1 .原理2 .應(yīng)用前景，a、53，原理，柱塞-柱塞連接是指在復(fù)合材料板的垂直方向上安裝連接柱塞，在軸線方向上安裝柱塞，在柱塞上安裝連接螺釘，柱塞和柱塞螺紋連接復(fù)合材料的利用柱塞增