本技术介绍了一种碳纤维复合材料层合板的残余应力控制方法,专门针对具有各向异性和薄壁特性的碳纤维复合材料制品。该技术涵盖了温度场变化下的应力调控过程。
背景技术
碳纤维复合材料被广泛应用到航空航天、电子和汽车等先进制造领域,但是在其固化成型过程中,由于纤维与基体之间、不同角度的铺层-层压、材料与模具等各部位的热膨胀系数不匹配,并受到“升温-保温-降温+高压”等多场参数耦合的复杂制造工艺的作用。复合材料内部组分为了保持自身平衡,材料内部会产生不均匀的残余应力场。它们的存在极大程度降低了复合材料的强度和精度,并可能诱发基体微裂纹、界面脱粘和整体变形翘曲等问题,影响复合材料与之产品的质量和服役寿命。
因此,针对确定好最优制备工艺和性能属性的碳纤维复合材料及其层合板,将常用各向同性材料的残余应力调控方法移植到各向异性碳纤维复合材料。采用深冷-热-振动等多场参数耦合的方式进行残余应力调控,均化纤维丝-基体和层-层之间的残余应力分布。更早和主动的控制它们的产生与繁衍,使材料和产品做到兼具良好力学性能和稳定性的优点。也为复合材料及其产品高质量、高精度、高效率应用到航空航天领域奠定了方法基础。
实现思路