半豆荚杆adp工艺预处理技术研究

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1、中图分类号：TB332论文编号：102870615-S069学科分类号：080503硕士学位论文半豆荚杆ADP工艺预处理技术研究研究生姓名周黄鹤学科、专业材料加工工程研究方向先进复合材料成形技术指导教师肖军教授南京航空航天大学研究生院材料科学与技术学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMaterialsScienceandTechnologyResearchonPretreatmentTechnologyofADPProcessforHal

2、fLenticularTubeAThesisinMaterialsProcessingEngineeringbyZhouHuangheAdvisedbyProf.XiaoJunSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的

3、学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要复合材料豆荚杆在大型空间可展开结构中有着广泛的应用前景，是近期航天领域的一个研究热点。先进拉挤（AdvancedPultrusion，简称ADP）技术是一种高自动化、低成本的连续成型方法，非常适合超长复合材料豆荚杆的制备。本文以复合材料半豆荚杆为研究对象，针对现有ADP技术制备的半豆荚杆制件存在的表面纤维畸变、步进纹以及厚度不足等缺陷展开了相应的改

4、进研究，提出了预处理方法，确定了预处理工艺参数，并研究了预处理工艺对制件性能的影响，最后采用预处理技术完成了半豆荚杆的试制，减轻了上述缺陷、获得了质量优良的制件。本文主要工作如下：（1）应用树脂流动模型，分析了各项因素对制件缺陷的影响，并提出了预处理方案，即在预浸料进入热压模具之前对其进行预热处理，使预浸料中的树脂发生凝胶，减少树脂在压力作用下的流动，进而消除上述缺陷。根据半豆荚杆制件对厚度的要求，通过计算提出了预处理工艺指标，将所用超薄预浸料树脂流失质量分数控制在2.3%。（2）对所用树脂体系进行了DSC测试和粘度测试，结合预处理工艺对加工效率的要求，初步确

5、定了适合预处理工艺的温度：100℃、105℃、110℃。在上述温度条件下，利用烘箱预热、热压装置热压挤胶的方法，模拟了ADP工艺过程中的树脂流动，以试验前后预浸料树脂质量流失2.3%为目标，确定了适合ADP工艺的三组预处理参数：100℃下保温48min、105℃下保温42min、110℃下保温23min。（3）采用上述预处理工艺制备了与半豆荚杆铺层相同的复合材料层合板，对其树脂含量、厚度、轴向拉伸性能、层间拉伸性能进行了测试。结果表明，预处理工艺制得的试样树脂含量和厚度得到了有效的控制，试样的轴向拉伸性能和层间拉伸性能都没有发生明显降低，表明预处理工艺满足豆荚

6、杆的实际使用要求。（4）在实验室ADP装备的基础上，搭建了可连续成型的预处理装置，在100℃保温48min的预处理工艺参数下对半豆荚杆进行了试制。制备的半豆荚杆制件表面纤维畸变得到消除、步进纹缺陷明显减轻，制件厚度也达到设计要求。在半豆荚杆上取样，分别进行了轴向拉伸试验、层间拉伸试验，验证得到最终半豆荚杆质量符合要求。关键词：复合材料，半豆荚杆，先进拉挤，纤维畸变，步进纹，厚度，预处理IABSTRACTCompositeslenticulartube,whichcanbewidelyappliedinspatialdeployablestructures,is

7、ahotspotinthefieldofspaceflightrecently.Advancedpultrusion，alsocanbenamedasADP,whichworkshighlyautomatedandlow-costing,isasuitablemethodtoformcompositelenticulartubeandhasbeenemployedbyNanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics.Toimprovethequalityoflenticulartube,anddecreasedefec

8、tssuchasfiberdistor