热塑性复合材料导热焊接接头的表征与分析——考虑制造工艺影响

摘要整理

热塑性复合材料焊接是一项关键技术，能够促进航空工业可持续发展，同时实现高产量生产和成本高效制造。本研究对热塑性复合材料导热焊接接头进行了表征、测试和分析，充分考虑了制造工艺的影响。试验试样采用半米长焊接工具的焊缝设计，该焊接工具用于焊接下一代热塑性复合材料机身的加筋结构。设计中特别关注了层板的可焊性，同时确保断裂仅发生在焊接界面处。在双悬臂梁（DCB）和端部缺口弯曲（ENF）表征测试中评估了两种试样构型。此外，单搭接剪切试样分别进行了拉伸和三点弯曲测试。最后，将表征的材料性能引入有限元分析，证明内聚区模型方法可用于保守预测这些焊接接头的强度。研究获得了制造工艺、焊缝质量与接头力学性能之间的新认识，这些性能与自动化釜固化复合材料明显不同。

相关论文