碳纤维三明治复合材料的机械和热性能,具有可变纤维方向,用于航空航天结构
M E Annadorai1, M Ramakrishna2
1Department of Mechanical Engineering, VFSTR (Deemed to be University), Vadlamudi, Guntur, AP, India. mead_mech@vignan.ac.in.
这项研究探讨了用于飞机的碳纤维三明治复合材料,优化纤维方向以提高机械和热性能. 准同位素设计为轻量级航空航天应用提供了平衡的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 航空航天工程 航空航天工程
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 三明治复合材料提供了优良的硬度与重量比率,这对于航空航天至关重要.
- 和碳纤维是轻量化高性能结构的关键材料.
- 优化纤维方向对于定制复合材料性能至关重要.
研究的目的:
- 研究碳纤维三明治复合材料的制造和性能.
- 评估不同纤维堆叠序列对机械和热性能的影响.
- 为了确定飞机应用的最佳设计.
主要方法:
- 使用线绕,手工铺设和压缩成型的制造.
- 机械测试 (拉力,曲,冲击) 和热分析 (TGA,DSC).
- 使用X射线衍射 (XRD) 和扫描电子显微镜与能量分散光谱 (SEM/EDS) 的微结构特征.
主要成果:
- 纤维的方向显著影响机械强度和抗冲击能力.
- [0°]8层材显示出最高的拉伸和屈曲强度;[45°/-45°]4吸收了最多的冲击能量.
- 准同otropic [0°/90°/45°/-45°]2 层层表现出平衡的多功能特性和更好的热稳定性.
结论:
- 碳纤维三明治复合材料显示基于纤维方向的调节性质.
- 准同位素设计为航空航天提供了一个有前途的多功能解决方案.
- 这项研究有助于为苛刻的应用设计先进的轻质复合材料.
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