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第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.1.1 可重复使用运载器需结构轻量化和制备低成本化 1

1.1.2 高超声速飞行器需结构轻量化和制备低成本化 2

1.1.3 导弹需结构轻量化与制备低成本化 4

1.2 国内外导弹结构轻量化研究现状 5

1.2.1 国外导弹结构轻量化研究现状 5

1.2.2 国内导弹结构轻量化研究现状 6

1.3 复合材料制备技术现状与趋势 7

1.3.1 常用复合材料低成本整体制备技术 7

1.3.2 FW制备技术 7

1.3.3 LCM制备技术 8

1.3.4 AFP工艺技术 10

1.4 本章小结 11

本章参考文献 11

第二章 软模辅助树脂传递模塑原理及软模设计 14

2.1 RTM工艺发展现状 14

2.1.1 RTM工艺简介 14

2.1.2 RTM工艺技术特点 15

2.1.3 RTM工艺在航空航天领域的应用 16

2.2 软模辅助RTM原理 17

2.2.1 RTM技术的发展趋势 17

2.2.2 真空辅助RTM原理 18

2.2.3 软模辅助RTM原理 18

2.3 软模辅助RTM中软模的设计 20

2.3.1 软模材料种类的选择 21

2.3.2 软模结构形式设计 21

2.3.3 软模的外径设计及其尺寸控制方程 22

2.3.4 软模的厚度设计及其尺寸控制方程 23

2.4 本章小结 25

本章参考文献 25

第三章 RTM复合材料构件预成型体结构与铺层优化设计 28

3.1 基本理论 28

3.1.1 基本坐标系 28

3.1.2 应力应变方程 28

3.1.3 强度校核准则 30

3.1.4 材料基本力学性能参数 32

3.2 RTM复合材料连接裙预成型体结构与铺层优化设计 32

3.2.1 复合材料连接裙的结构和受力特点分析 32

3.2.2 VARTM制备的复合材料连接裙的铺层结构设计 33

3.2.3 SMARTM制备的复合材料连接裙的铺层结构设计 47

3.3 RTM复合材料推力锥预成型体结构与铺层优化设计 53

3.3.1 复合材料推力锥结构形状设计优化 53

3.3.2 复合材料推力锥结构铺层优化分析 65

3.4 RTM复合材料舱段预成型体结构与铺层优化设计 69

3.4.1 舱段结构有限元模型 69

3.4.2 形变、应力和应变随铺层比的变化趋势 70

3.4.3 形变、应力和应变云图 77

3.4.4 结果分析 84

3.5 本章小结 85

本章参考文献 85

第四章 SMARTM制备工艺中树脂流动充模分析 87

4.1 树脂注射浸渍增强体充模过程规律研究 87

4.1.1 树脂浸渍增强纤维预成型体的控制方程 87

4.1.2 增强材料预成型体渗透率及其性质 89

4.2 增强材料预成型体平面渗透率研究 92

4.2.1 平面渗透率控制方程 92

4.2.2 单向流动渗透率测试 95

4.2.3 影响注射充模过程的因素分析 99

4.3 SMARTM纤维预成型体渗透率研究 110

4.3.1 模内树脂流动过程简化 110

4.3.2 纤维预成型体渗透率测试 111

4.4 SMARTM树脂充模时间研究 114

4.4.1 计算充模时间所需的几何参数 114

4.4.2 计算充模时间所需的渗透率K 114

4.4.3 计算充模时间所需的粘度η、压力P、孔隙率？ 115

4.4.4 充模时间计算 115

4.5 本章小结 118

本章参考文献 119

第五章 RTM成型复合材料整体构件用环氧树脂体系性能研究 120

5.1 RTM成型复合材料整体构件用树脂基体体系 120

5.1.1 RTM常用树脂基体 120

5.1.2 复合材料整体构件用树脂基体体系 121

5.2 RTM成型复合材料整体构件用环氧树脂体系固化性能研究 124

5.2.1 选定的环氧树脂体系固化过程分析 124

5.2.2 固化剂／促进剂用量对树脂体系玻璃化转变温度的影响 127

5.2.3 固化剂／促进剂用量对树脂浇铸体力学性能的影响 128

5.2.4 固化物断口形貌分析 130

5.3 CYD/IPDA和TDE/THPA环氧树脂体系固化反应动力学研究 131

5.3.1 环氧树脂体系固化反应动力学模型及处理方法 132

5.3.2 环氧树脂体系固化动力学分析 132

5.3.3 环氧树脂体系最佳固化温度 135

5.4 CYD/IPDA和TDE/THPA环氧树脂体系的化学流变特性 138

5.4.1 环氧树脂体系的粘度曲线 138

5.4.2 环氧树脂体系化学流变模型的建立 139

5.4.3 环氧树脂体系粘度的模拟 140

5.4.4 环氧树脂体系RTM工艺的温度窗口 143

5.4.5 环氧树脂体系的凝胶时间 144

5.4.6 不同环氧树脂体系的RTM注射压力 145

5.6 本章小结 147

本章参考文献 148

第六章 软模辅助树脂传递模塑模具设计与制备 151

6.1 全复合材料整体连接裙成型用模具设计与制备 151

6.1.1 复合材料连接裙工艺成型用模具设计 151

6.1.2 刚性阴模模具强度、刚度分析与模具壳体厚度设计 163

6.1.3 复合材料连接裙SMARTM成型模具设计 167

6.1.4 复合材料连接裙模具制备工艺过程 170

6.1.5 本节小结 173

6.2 复合材料推力锥模具设计与制备 175

6.2.1 推力锥成型模具结构设计 175

6.2.2 推力锥成型模具制备 181

6.3 复合材料舱段模具设计与制备 183

6.3.1 舱段结构及模具结构 185

6.3.2 硅橡胶软模尺寸 185

6.3.3 硅橡胶软模制备 188

6.3.4 舱段成型阴模的设计与制备 190

6.4 本章小结 194

本章参考文献 195

第七章 复合材料主承力构件SMARTM整体制备工艺 197

7.1 SMARTM工艺中纤维增强体的一般要求和制备方法 197

7.1.1 SMARTM工艺对纤维增强体的一般要求 197

7.1.2 纤维增强体制备的一般方法 198

7.2 全复合材料整体连接裙的制备工艺研究 200

7.2.1 用于纤维增强体制备的“依模铺覆-缠绕定型”方法 200

7.2.2 全复合材料连接裙的RTM制备工艺 206

7.2.3 SMARTM工艺中软模膨胀对复合材料连接裙制品的影响 214

7.2.4 本节小结 230

7.3 复合材料推力锥的制备 231

7.3.1 概述 231

7.3.2 推力锥各部位纤维铺层数估算 232

7.3.3 树脂注射浸渍与推力锥固化工艺条件确定 233

7.3.4 推力锥的制备 234

7.3.5 推力锥结构尺寸和表观质量 235

7.4 复合材料舱段的制备 240

7.4.1 概述 240

7.4.2 注射工艺条件 240

7.4.3 固化工艺条件 241

7.4.4 用SMARTM工艺制备复合材料舱段 242

7.5 本章小结 245

本章参考文献 246

第八章 SMARTM整体制备复合材料主承力构件性能 249

8.1 全复合材料整体连接裙轴压性能试验研究 249

8.1.1 全复合材料整体连接裙轴压性能试验 249

8.1.2 全复合材料整体连接裙轴压性能试验结果与分析 251

8.1.3 全复合材料整体连接裙轴压应变预测值与试验值的比较分析 260

8.2 全复合材料整体推力锥结构轴向承载能力测试与分析 261

8.2.1 全复合材料整体推力锥结构轴向性能测试 262

8.2.2 全复合材料整体推力锥试验测试结果分析 268

8.3 全复合材料整体后设备舱段承载能力测试与分析 273

8.3.1 全复合材料整体后设备舱段制品材料性能考核方法及考核结果 273

8.3.2 全复合材料整体后设备舱段制品结构性能考核方法及考核结果 274

8.4 本章小结 276

后记 277