三維編織碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料是一種具有優(yōu)異性能的復(fù)合材料，常用于航空航天、汽車和船舶等領(lǐng)域。疲勞性能是該材料在長期使用過程中承受循環(huán)加載引起的損傷和失效的能力。探索三維編織碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的疲勞性能對于了解其耐久性能、優(yōu)化設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用具有重要意義。

(資料圖)

疲勞行為實(shí)驗(yàn)是探索材料疲勞性能的重要手段。通過在不同應(yīng)力水平下對材料進(jìn)行循環(huán)加載，并記錄其應(yīng)力-循環(huán)壽命曲線，可以得到材料的疲勞壽命和疲勞強(qiáng)度。疲勞試驗(yàn)還可以用來研究材料在不同加載模式、溫度和濕度等條件下的疲勞行為。在三維編織碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的疲勞性能探索中，可以使用標(biāo)準(zhǔn)疲勞試驗(yàn)，如旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)、拉伸-壓縮疲勞試驗(yàn)等。

此外，利用數(shù)值模擬方法也可以對三維編織碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的疲勞性能進(jìn)行探索。數(shù)值模擬方法可以通過建立材料的微觀結(jié)構(gòu)模型，使用有限元分析等方法，模擬材料在疲勞加載條件下的應(yīng)力分布、位移響應(yīng)和損傷演變等行為。通過數(shù)值模擬，可以預(yù)測材料的疲勞壽命、疲勞裂紋擴(kuò)展路徑等關(guān)鍵參數(shù)，為疲勞性能的改進(jìn)和材料設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

在三維編織碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的疲勞性能探索中，還需要考慮其他因素的影響，如材料制備工藝、纖維體積分?jǐn)?shù)、界面性能等。這些因素都對材料的疲勞行為產(chǎn)生影響，因此需要將其納入考慮范圍，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究。

需要指出的是，三維編織碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的疲勞性能探索還處于研究階段，目前仍然存在很多未解決的問題。因此，對于該材料的疲勞性能的深入研究和探索仍然具有重要的科學(xué)意義和工程價值。

南昌航空大學(xué) 余歡 教授將在“2023年第十九屆全國特種鑄造及有色合金學(xué)術(shù)年會暨第十三屆全國鑄造復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議”上作“ 三維編織碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的疲勞性能探索 ”的報(bào)告。

嘉賓簡介

/ 余歡 教授 /

南昌航空大學(xué)

余歡，南昌航空大學(xué)教授，現(xiàn)任中國機(jī)械工程學(xué)會鑄造分會常務(wù)理事、中國材料研究學(xué)會凝固科學(xué)與技術(shù)分會常務(wù)理事、《特種鑄造及有色合金》雜志編委會副主任。長期從事液態(tài)金屬精密成形技術(shù)的教學(xué)和科研工作, 在鋁合金薄壁鑄件真空差壓精密鑄造工藝及裝備、金屬基復(fù)合材料等方面積累了豐富的研究基礎(chǔ)。主持10余項(xiàng)國家級科研項(xiàng)目。圍繞上述研究領(lǐng)域，先后培養(yǎng)博士、碩士研究生50余人，發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇，授權(quán)專利多項(xiàng)并完成多項(xiàng)科研成果轉(zhuǎn)化，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

研究方向： 高性能輕合金材料開發(fā)與成形

擬報(bào)告摘要：

三維編織Cf/Al復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、一定的耐溫性，良好的抗沖擊性能等諸多優(yōu)點(diǎn)，在航空航天領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用前景。本報(bào)告介紹了所在課題組在三維編織Cf/Al復(fù)合材料的疲勞性能方面開展的研究工作，分別從材料級的光滑/缺口拉-拉疲勞性能、材料級振動疲勞性能、葉片模擬件和葉片的振動疲勞性能等方面介紹所開展研究的情況。

課題組或部門研究成果簡介

1）自主研發(fā)的真空差壓鑄造設(shè)備，已在多個企業(yè)中獲得應(yīng)用，在多種型號的航空航天武器裝備研制中發(fā)揮了重要支撐作用，解決了航空大型復(fù)雜薄壁鑄件成形的難題。

2）開展了三維編織碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料近凈成形技術(shù)研究，制備出的三維編織纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，其室溫拉伸性能超過800MPa，350℃拉伸性能超過600MPa；并試制備出鋁基復(fù)合材料的航空發(fā)動機(jī)風(fēng)扇葉片模擬件。獲得中國航空學(xué)會發(fā)明成果二等獎。

3）開展了復(fù)雜精密樹脂砂型砂芯3D打印技術(shù)研究，加快了航空航天復(fù)雜鑄件無?？焖僭囍坪凸に囼?yàn)證的節(jié)奏。

關(guān)于會議

2023年第十九屆全國特種鑄造及有色合金學(xué)術(shù)年會暨第十三屆全國鑄造復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議將于8月4-7日在鄭州華智酒店召開，本次年會擬邀請鑄造相關(guān)高校100余所，研究院所40余家，相關(guān)企業(yè)200余家，會議預(yù)計(jì)參會代表400-500人。會議預(yù)計(jì)安排大會報(bào)告30余個，論壇報(bào)告100余個。同期舉辦“先進(jìn)輕合金論壇”、“特種鑄造工藝成形論壇”、“高熵合金與高溫合金論壇”、“金屬基復(fù)合材料論壇”、“耐磨材料專題論壇”、“研究生論壇”。

會議詳情