一、热塑性复合材料及其焊接（论文文献综述）
宿欢欢,吴志生,贾托胜,邹琪[1]（2021）在《碳纤维复合材料/铝合金焊接方法现状与发展》文中认为碳纤维复合材料（CFRP）具有优良的比强度、比模量、比吸能,铝合金成形性和耐蚀性较好,二者通过焊接方法形成的异种材料焊接接头具有更优良的综合性能。同时,取长补短地采用不同材料制造性能优良的重大装备也代表着制造业的发展趋势。因此,碳纤维复合材料CFRP/铝合金异种材料焊接技术研究具有重要的科学与工程实际意义。文中分析了碳纤维复合材料CFRP/铝合金异种材料焊接性;阐述了国内外碳纤维复合材料CFRP/铝合金异种材料焊接方法,诸如激光焊、超声波焊、搅拌摩擦焊和电阻焊等的现状;探讨了碳纤维复合材料CFRP/铝合金异种材料焊接方法的发展趋势。
王洪恩,杨洋,钱盈,周剑锋,朱姝[2]（2021）在《CF/PPS热塑复材试片感应焊接工艺初步研究》文中研究表明通过热电偶在位监控,研究了CF/PPS热塑复材试片感应焊接过程中的温度变化过程及温度分布情况。在此基础上探索了试片感应焊接工艺,重点研究了风冷、加压两种工艺方法对感应焊接效果的影响。观察了焊接试片形貌,分析了焊接工艺参数、方法对焊接试片形貌的影响。测试了感应焊接试片的单搭接强度,并与模压制造的单搭接试片性能进行了对比,提出了对工艺方法进一步改进的设想。
司志夫[3]（2021）在《基于连续碳纤维增强复合材料的船体分段结构设计及3D打印工艺研究》文中研究表明随着国家“海洋强国”战略的实施,以及目前工业不断向着智能化发展,船舶制造领域也要实现一定的技术革命。为响应国家发展振兴制造业的号召,将3D打印技术应用于船舶制造领域,改变传统船舶建造方式,快速打印船舶已经成为当前的研究热点。3D打印在船舶领域应用最大限制之一就是打印材料的问题。连续碳纤维具有高比强度、高比模量、耐摩擦、耐腐蚀、耐疲劳等优点,将其与容易打印成型的热塑性树脂材料结合形成新型复合材料,在强度方面一定程度上可以替代钢材应用到船舶制造领域,解决了3D打印材料的问题,实现了3D打印技术在船舶制造领域更进一步的发展。首先采用熔融沉积式3D打印工艺,用改良后的连续碳纤维增强聚碳酸酯作为3D打印材料。根据3D打印的成型原理,结合复合材料单层板以及层合板概念,确定以某一确定的3D打印工艺参数打印出的板材,其结构在力学上属于正交各项异性层合板结构。进而推导出表征正交异性结构所需的四个工程弹性常数E1、E2、v12、G12,设计拉伸实验、三点弯曲实验,对材料工程弹性常数及弯曲强度进行测量;并用测量的参数进行三点弯曲实验ANSYS有限元仿真,模拟结果与实验结果误差为0.75%,验证了应用测量的工程弹性常数进行模拟仿真的可行性。其次分析了船舶板材的主要承力特点,在3D打印的基础上,针对主要承受弯曲应力及扭转应力的板材进行了内部填充结构的设计,并用三点弯曲实验与数值模拟的方法对设计的结构进行验证分析,选取最优的设计方案,并给出板材在3D打印中连续碳纤维的布丝角度及铺层规律。最后在连续碳纤维3D打印基础上,以“一体化成型”为基本准则,对船体分段结构进行设计,结合3D打印过程中的问题,不断优化3D打印工艺参数,改进设计的结构,完成了船体分段的打印组装。船体板材是船体结构中非常重要的组成部分,在3D打印的基础上,对船体分段板材结构进行设计,可以为后续3D打印在船舶制造中的应用提供一定的参考,并且该项技术的研发会实现船舶建造方式的技术革命,在国家发展战略上有着非常重要的意义。
付玉[4]（2020）在《金属/金属、塑料/塑料超声波复合固相焊接工艺和机理研究》文中指出超声波焊接是一种生产效率高、经济环保、自动化程度高的焊接方法,在加热或加压环境中利用高频周期性机械波作用于材料通过声软化机制等使材料发生塑性变形、物质扩散形成稳固连接。它的焊接过程是多种应力叠加、能量转换,材料不仅在超声波的高应变速率下会产生动态再结晶还会由于热力学条件周期性改变影响内部相结构变化。复杂的焊接机理使其能有效的应对一些熔焊中产生的问题,例如氧化膜有效的破除、连接性能相差悬殊的材料等。因此,本文采用了超声波焊接工艺连接铝基复合金属材料、高分子材料,通过改变实验参数观察现象分析数据更深入的研究超声波焊接过程。超声波固相焊接金属材料部分,本文选取了Cu、TC4、Al-50Si、1060Al和2024Al为研究对象,进行了无中间层的四组实验,先研究了不同焊接温度对焊缝组织形态的影响,确定能产生连接效果的最低温度。在此温度基础上研究超声波作用时间对其焊接强度的影响。还研究了以银箔为中间层1060Al/Ag/1060Al、2024Al/Ag/2024Al的两组实验,实验发现超声波对Al2O3膜有破除作用,促进了物质相互扩散,为其内部形成了密排六方结构的Ag2Al提供了相变能量。在超声波焊接高分子材料的实验中,本文中选取了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）和聚丙烯（PP）为研究对象,通过改变超声波方向来研究对其焊接效果的影响。此外还实验了塑料与金属箔之间的连接以及金属箔之间的互连。
高宇[5]（2020）在《CF/PPS复合材料的金属网电阻热连接技术研究》文中研究说明热塑性树脂基复合材料已广泛应用于民用航空器结构中,其结构的可靠性连接是其应用发展的关键性因素。本文针对CF/PPS层板结构进行电阻焊接研究,选用不锈钢金属网作为电阻热元件,揭示焊接参数（焊接温度、焊接压力、焊接时间）对CF/PPS层合板焊接接头质量及力学性能的影响,获得该焊接方法最佳的工艺参数。同时,通过对接头损伤破坏过程进行声发射信号检测、记录和分析,揭示接头在破坏过程的不同阶段和破坏形式。主要研究的内容和结果如下:（1）研究了主要焊接参数——焊接温度、焊接压力、焊接时间对CF/PPS层合板焊接接头力学性能的影响规律,结果表明:电阻焊接CF/PPS焊接接头的剪切强度随焊接温度、焊接压力的增加均呈现出先上升后下降的变化规律;随焊接时间的增加呈先上升后保持不变的变化规律。另外,其接头剪切强度随搭接长度增加呈上升趋势,当搭接长度达到一定值时,对其接头的剪切强度影响很小;（2）CF/PPS层合板电阻焊的最佳工艺参数为360℃、0.8MPa、450s。在该焊接参数下,树脂熔融范围广,流动性良好,与加热元件（金属网）、碳纤维织物有良好的浸润性,焊接界面彼此形成有效连接,接头剪切强度最佳。该结论为热塑性复合材料的电阻热熔连接提供了理论支持。（3）通过对CF/PPS层合板焊接接头损伤破坏过程实行动态声发射信号检测、记录和分析,揭示了接头在破坏过程中破坏的三个阶段:（Ⅰ）破坏准备阶段、（Ⅱ）初始演化阶段、（Ⅲ）破坏阶段;三种破坏形式:界面破坏（树脂层破坏和树脂脱粘）、加热元件撕裂、层合板的撕裂。界面破坏对应的声发射信号表现为:能量低、幅值低、持续时间短、高频等特点;加热元件撕裂对应的声发射信号表现为:计数率高、能量高、幅值高、持续时间长等特点;层合板破坏对应的声发射信号表现为:计数率高、能量低、幅值高、持续时间短等特点。该实验为复合材料破坏过程的损伤评价及检测技术提供了新思路。
陈栋[6]（2020）在《碳纤维增强聚苯硫醚复合材料感应焊接技术研究》文中研究表明热塑性复合材料基于其对民用航空飞行器的轻量化、高性能化和环保化发挥着极其重要的作用,被认为是一种很有发展前途的新型先进航空材料,其结构高效可靠的连接是其进一步广泛应用的重要保障。针对碳纤维增强聚苯硫醚复合材料层合板,探讨感应焊接工艺参数对焊接接头性能的影响规律,获取最佳焊接工艺参数,确定焊接质量控制窗口,对经不同湿热处理焊接试样的性能演化进行系统研究。首先,通过DOE实验设计对CF/PPS层合板感应焊接工艺参数进行优化计算分析,得出在焊接功率为2.0kW、焊接压力为1.5MPa、焊接时间为3.0min条件下,焊接接头剪切性能最佳,最佳焊接工艺参数焊接接头的单搭接剪切强度约为13.25MPa;此外焊接接头剪切强度随着焊接工艺参数的增加,均呈现先增大后减小的变化趋势,在最佳焊接工艺参数下,焊接接头结合紧密,呈现出高剪切强度,而在过低或过高焊接工艺参数下,焊接接头结合较差,剪切强度较低。然后,对CF/PPS层合板感应焊接接头的失效断口进行分析,结果表明:高剪切强度焊接接头断口处不锈钢网被撕裂,被焊接层合板焊接界面纤维出现拔出断裂,PPS树脂有显着的塑性形变,其主要失效形式为层间失效;低剪切强度焊接接头的失效形式主要为界面失效。同时结合方差分析结果（焊接功率/焊接时间的交互作用对焊接接头的剪切性能有显着影响）,设计并确定了焊接质量控制窗口,选取焊接处理窗口区域I内的工艺条件可以保证接头剪切强度达到层合板母材层间剪切强度的73%88%左右。最后,从化学结构、剪切性能、破坏机制等方面研究了湿热环境对CF/PPS层合板感应焊接接头性能的影响,结果表明:吸湿前后PPS树脂未发生化学变化;室温环境下,随着吸湿时间的增加,不锈钢网/树脂基体/碳纤维界面处的湿应力不断增大,削弱了焊接接头界面结合性能,焊接接头剪切强度逐渐下降,与干态焊接接头相比分别降低了15%、18%、23%、32%和38%;120℃环境下,各吸湿时间焊接接头剪切强度的下降率分别为12%、15%、22%、37%和44%,高温高湿条件下不锈钢网/树脂基体/碳纤维界面处热应力和湿应力较大,加剧了对界面结合性能的损伤,界面脱粘为焊接接头主要的破坏形式,导致接头剪切强度显着下降。
张国涛[7]（2020）在《30%Cf/PA6复合材料的超声波焊-铆复合连接工艺研究》文中提出碳纤维增强高分子复合材料（CFRP）由于低的密度、高的比强度和热稳定性等特点,广泛应用于汽车行业。传统超声波焊接接头的剪切强度高而剥离强度低,因此存在较大的安全隐患。因此,为了协同改善超声波焊接接头的剪切和剥离强度,本研究以30%Cf/PA6复合材料为研究对象,开发了一种新型凸缘铆钉,制备了30%Cf/PA6复合材料的超声波焊-铆复合连接接头,研究了焊-铆接头的宏观形貌、截面组织、失效形式、剪切强度、剥离强度以及偶对腐蚀抗力,并分析了焊-铆接头的焊接机制和力学性能的改善机制。取得如下研究结果:超声波焊-铆复合连接的过程由库伦摩擦、铆钉铆入上板和下板、焊合面材料熔化和凝固五个阶段组成。所制备凸缘铆钉的沟槽有效阻止了接头焊合面熔化材料的溢出,促进了铆钉与铆接板材间的机械互锁和铆钉周围焊核的形成,因此改善了焊-铆接头的剪切强度、剥离强度和吸能性能。相对于剪切强度,其对剥离强度的改善效果更显着。其最佳焊接参数为2.5s焊接时间和0.38MPa焊接压力。采用最佳焊铆参数下制备的焊-铆接头的剪切强度和剥离强度较超声波焊接头分别提高了29.9%和39.2%,同时接头的能量吸收能力在剪切载荷作用下提高了87.2%,在剥离载荷作用下提高了244.6%。焊-铆接头的强度的改善缘于焊合面上铆钉周围形成的焊核以及铆钉与铆接板材间的机械互锁的综合作用。铆钉形状对超声波焊-铆接头性能具有显着的影响,尾部凸缘厚度和缺口是铆钉形状影响接头性能的两个主要因素。尾部凸缘厚度越厚,焊-铆接头的剪切和剥离强度越高,尾部凸缘缺口增加了焊-铆接头的剪切强度但不利于剥离强度的改善。双凸缘尾部有缺口型铆钉既能够实现焊-铆接头的剪切强度和剥离强度的协同改善,是一种改善超声波焊接接头性能的新型铆钉。铝阳极保护铆钉可以改善铆接接头和焊-铆接头的偶对腐蚀抗力,改善机理是铝阳极的优先腐蚀。对铆接接头,铆钉表面最少缠绕3%铆钉重量的铝丝才可以达到理想的保护效果。对焊-铆接头,尽管铝丝阳极保护的焊-铆接头在盐水浸泡1-3周内表现出较普通焊-铆接头高的腐蚀抗力,但第四周严重的接头强度和吸能性能的下降说明该种方法存在有一定的局限性,因此有必要进一步改进。
方子正[8]（2020）在《动态共价聚合物网络在非传统成型加工中的应用探索》文中认为自然界中,许多生物体都具有复杂的功能性结构,以适应生存的需要。对于高分子材料,为了实现高附加值的器件应用,也通常需要构筑特定的复杂形状。传统的高分子材料加工借助模具辅助成型,受模具及脱模过程影响,成型物件的形状复杂度相对较低。新兴的3D打印技术可以通过精准的增材制造方式实现无模具复杂形状的三维成型。进一步引入时间这一第四维度,还能够实现4D打印,带来更为丰富的器件变形功能。从材料设计角度,在传统的化学交联聚合物（热固性聚合物）中引入动态共价键（以下简称动态键）,在外力作用下通过动态键交换可以引起网络拓扑结构的重排,利用其产生的塑性改变材料的永久形状,我们把这一过程称之为塑化成型。在该过程中,材料可以保持固态,因此能够摆脱模具限制,借助折纸或剪纸等技术实现成型。以上这些新型的成型方式（3D/4D打印以及塑化成型）尽管带来很多全新的机遇,但它们在材料性能、成型速度、形状复杂度等方面仍存在各自的一些问题。以解决这些问题为目标,本文研究了调控网络动态性能的分子设计策略,并探索了其对以上非传统成型方法的加工过程及材料性能所带来的独特机遇。首先,动态共价键的引入能够使网络拓扑结构发生重排,从而赋予材料塑化成型的能力。针对不同的应用需求,需要对网络拓扑交换的动力学进行调控。现有的材料体系通常只包含单一的动态键,动态性能的调控范围较窄,解决此问题需要探索新的网络结构的设计策略。本文提出在网络中引入两种动态性能差异较大的动态键,通过改变二者的比例实现网络拓扑交换动力学的大范围连续可调。该方法可以得到在不同温度下具有优良塑化性能的一系列交联聚合物。进一步将塑化成型与基于界面键交换的焊接方式相结合,实现了在复杂三维空间的多材料复合。与塑化成型过程需要持续地施加外力不同,4D打印材料可以随时间自发变形为预设三维形状。其中一个重要的分支是在二维平面中通过数字化方式引入内应力,进一步利用应力的释放实现2D到3D的变形。由此,仅通过打印单层平面即可实现三维成型,带来了成型速度上的显着优势,但同时也限制了成型的形状复杂度。受动态化学所带来的焊接性能启发,本文提出模块化4D打印的概念:在材料体系中引入动态共价键,使打印模块经过平面或立体空间上的组装焊接后,在成型面积及几何形状复杂度上得到丰富的拓展。该方法还可以实现材料性能迥异的不同模块间的组装,进一步结合形状记忆和塑化成型能够产生独特的变形行为。在塑化成型和模块化4D打印过程中,键交换反应的发生使得材料能够重塑永久形状或实现高效焊接,但网络分子结构没有发生本质变化,相应的材料性能也基本保持不变。如果我们有意识地设计并控制成型网络中的键交换,由此改变分子的连接方式,则有可能实现网络分子重构,并改变材料的宏观性能。这一思路有可能解决光固化3D打印中由于打印过程与材料性能的耦合所带来的限制,为最终实现高效打印高性能材料提供有效途径。以此为目标,本文设计了含有动态共价键的光固化打印前驱液,由此得到的材料在打印完成后能够在一定外界刺激下发生网络分子重构,实现材料力学性能独立于打印过程的有效调控。
赵普[9]（2020）在《热塑性航空复合材料电阻焊接界面增强设计及机理》文中进行了进一步梳理热塑性复合材料在航空航天领域的应用越来越广泛,其结构有效可靠的连接是其在飞机上应用的关键性因素。电阻焊接技术凭借可设计性和可靠性等诸多优势成为未来热塑性复合材料连接领域发展与应用的主要方向之一。本文选择玻璃纤维增强聚醚酰亚胺（GF/PEI）复合材料为焊接对象,研究了焊接参数对GF/PEI复合材料焊接质量的影响,并确定最佳焊接工艺。之后,分别从材料和工艺两个方面对焊接界面进行增强设计,并揭示界面增强机理。首先,搭建热塑性复合材料电阻焊接平台,利用热电偶和压力传感器实时监视与记录焊接参数,保证焊接工艺的准确性和可重复性。通过一系列对比试验确定了GF/PEI复合材料电阻焊接的最佳工艺:加热元件为孔隙率是25%的不锈钢网,焊接电压电流分别为20V和12A,焊接时间为120s,焊接压力为0.2MPa。从材料角度对焊接界面进行增强设计。首先,借助火焰法生长的碳纳米管（CNT）改性加热元件实现对GF/PEI复合材料焊接界面的强化设计。焊接接头强度随CNT生长时间（tg）先增加后减小,在tg=10min时达到最大剪切强度39.2MPa。其次,利用短切芳纶纤维（AF）、玻璃纤维（GF）和碳纤维（CF）分别与PEI树脂共同固化成复合薄膜对GF/PEI复合材料焊接界面进行强化设计。CF作为界面增强材料时,接头强度达到最佳,为35.97MPa。从工艺角度对焊接界面进行增强设计。主要通过对加热元件进行刻蚀处理实现GF/PEI复合材料焊接界面的强化。当刻蚀时间（te）为30min,接头强度取得最大值35.44MPa。因此,添加界面增强材料和对加热元件进行表面处理均为改善复合材料电阻焊接力学性能的有效方法。
李鸣申[10]（2020）在《辅助加热下铝合金与热塑性聚合物异材FSLW工艺研究》文中研究表明铝合金与热塑性聚合物的搅拌摩擦搭接焊（Friction Stir Lap Welding,FSLW）中,由于焊接材料之间较大的理化性能差异,接头中存在由于收缩变形不协调而出现的孔洞、界面应力过大而出现的材料拉脱等体积型缺陷,这些缺陷的存在严重影响了接头的力学性能。针对这些问题,本研究提出以辅助加热工艺实现FSLW中“等温峰降转速”、“降应力防拉脱”的思想,通过改善表面成形、消除内部缺陷、优化界面结构,提升接头的连接质量。研究工作以7075铝合金与PEEK聚合物材料为试验对象,从不同焊接参数下接头的表面成形、显微结构、力学性能与断裂行为等方面重点研究了辅助加热工艺对于FSLW接头的影响规律。焊接数值模拟与试验结果表明,辅助加热工艺有效实现了“等温峰降转速”,增强了上板铝合金对于聚合物材料上溢的密封作用,从而改善了接头表面成形。同时,焊缝两侧的辅助加热工艺通过在焊接过程中提供热拉伸的效果使得接头搭接界面的纵向残余拉应力峰值降低了15.8%,消除了常规FSLW接头的界面材料拉脱缺陷,达到了“降应力防拉脱”的效果。在FSLW过程中,辅助加热工艺拓宽了界面高温结合区的面积,缓解了升、降温趋势。同时,由于其增加了搅拌作用区的材料流动性,在焊接参数为500 rpm-40 mm/min的辅助加热FSLW工艺下获得了具有“铝锚”型界面宏观机械互锁的无缺陷接头,最大拉剪强度达到22.21 MPa,比常规FSLW工艺下接头的最大拉剪强度14.55 MPa提升了52.64%。由于薄弱位置的改变,接头断裂模式由常规FSLW的Ⅰ、Ⅱ型拉伸与Ⅲ型剪切断裂转变为辅助加热FSLW的Ⅲ、Ⅳ型剪切断裂。
二、热塑性复合材料及其焊接（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、热塑性复合材料及其焊接（论文提纲范文）
（1）碳纤维复合材料/铝合金焊接方法现状与发展（论文提纲范文）
| 0序言 |
| 1 碳纤维复合材料CFRP/铝合金异种材料焊接性分析 |
| 2 碳纤维复合材料CFRP/铝合金异种材料焊接方法国内外现状 |
| 2.1 激光焊 |
| 2.2 摩擦焊 |
| 2.3 超声波焊 |
| 2.4 电阻焊 |
| 3 碳纤维复合材料CFRP/铝合金异种材料焊接方法未来发展趋势 |
| 4 结论 |
（2）CF/PPS热塑复材试片感应焊接工艺初步研究（论文提纲范文）
| 1 试验材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 试验设备 |
| 1.3 温度试验 |
| 1.3.1 横向温度分布 |
| 1.3.2 纵向温度分布 |
| 1.4 试片焊接 |
| 1.4.1 单搭接试片焊接试验 |
| 1.4.2 试片形貌观察 |
| 1.4.3 对比试片制造 |
| 1.5 力学性能测试 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 温度分布结果讨论 |
| 2.1.1 横向温度分布 |
| 2.1.2 厚度方向温度分布 |
| 2.2 焊接试片常见形貌问题 |
| 2.3 焊接工艺改进 |
| 2.3.1 吹风对焊接效果的影响 |
| 2.3.2 加压对焊接效果的影响 |
| 2.4 模压对比试片的情况 |
| 2.5 力学性能测试结果 |
| 3 结论与展望 |
| 3.1 结 论 |
| 3.2 展 望 |
（3）基于连续碳纤维增强复合材料的船体分段结构设计及3D打印工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 3D打印在船舶制造中的应用 |
| 1.2.2 连续碳纤维3D打印机的研究现状 |
| 1.2.3 连续碳纤维增强复合材料的研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 新型复合材料工程弹性常数测量 |
| 2.1 复合材料单层板与层合板概念、应力应变与强度分析 |
| 2.1.1 单层板平面应力下的应力-应变关系 |
| 2.1.2 层合板概念、应力-应变与强度分析 |
| 2.2 工程弹性常数测量实验及数值模拟 |
| 2.2.1 工程弹性常数测量实验 |
| 2.2.2 三点弯曲实验数值仿真 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于3D打印的船舶板材内部填充结构设计 |
| 3.1 结构设计分析 |
| 3.2 结构设计方案 |
| 3.2.1 主要承受弯曲应力的板材结构设计 |
| 3.2.2 主要承受扭转应力的板材结构设计 |
| 3.3 结构设计实验验证 |
| 3.3.1 弯曲实验验证 |
| 3.3.2 ANSYS模拟验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于3D打印的船体分段结构设计及工艺优化 |
| 4.1 双层底结构的设计及工艺优化 |
| 4.1.1 船舶上下底内部填充结构设计及工艺优化 |
| 4.1.2 船底横纵桁材结构及工艺优化 |
| 4.2 舷侧结构的设计及工艺优化 |
| 4.3 舭部结构的设计 |
| 4.4 甲板结构的设计 |
| 4.5 船体分段模型的组装 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）金属/金属、塑料/塑料超声波复合固相焊接工艺和机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 固相焊接的发展及研究 |
| 1.3 超声波焊接的发展及研究 |
| 1.3.1 金属材料的超声波焊接 |
| 1.3.2 高分子材料的超声波焊接 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 金属材料的选择 |
| 2.1.2 高分子材料的选择 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 超声波实验焊接过程 |
| 2.3.2 超声波焊接工艺参数 |
| 2.4 分析方法 |
| 2.4.1 组织观察与物相分析 |
| 2.4.2 力学性能分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 铜、钛及铝基复合材料分别与铝合金的超声波固相焊接研究 |
| 3.1 1060Al与2024Al的超声波固相焊接 |
| 3.1.1 焊接温度对焊缝组织变化的观察及分析 |
| 3.1.2 焊接时间对焊缝组织变化的观察及分析 |
| 3.1.3 力学性能及其断面研究分析 |
| 3.2 Cu与2024Al的超声波固相焊接 |
| 3.2.1 焊接温度对焊缝组织变化的观察及分析 |
| 3.2.2 焊接时间对焊缝组织变化的观察及分析 |
| 3.2.3 力学性能及其断面研究分析 |
| 3.3 TC4与2024Al的超声波固相焊接 |
| 3.3.1 焊接温度对焊缝组织变化的观察及分析 |
| 3.3.2 焊接时间对焊缝组织变化的观察 |
| 3.3.3 力学性能及其断面研究分析 |
| 3.4 Al-50Si与2024Al的超声波固相焊接 |
| 3.4.1 焊接温度对焊缝组织变化的观察及分析 |
| 3.4.2 焊接时间对焊缝组织变化的观察及分析 |
| 3.4.3 力学性能及其断面研究分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 以Ag箔为中间层铝的超声波固相焊接研究 |
| 4.1 以Ag箔做中间层的1060Al超声波固相焊接 |
| 4.1.1 焊接时间对焊缝组织变化的观察及分析 |
| 4.1.2 力学性能及其断面研究分析 |
| 4.2 以Ag箔做中间层的2024Al超声波固相焊接 |
| 4.2.1 焊接时间对焊缝组织变化的观察及分析 |
| 4.2.2 力学性能及其断面研究分析 |
| 4.3 超声波固相焊机理初步分析研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 高分子、金属箔材料的超声波固相焊接研究 |
| 5.1 高分子材料超声波固相焊接 |
| 5.1.1 纵向超声波焊接高分子材料 |
| 5.1.2 横向超声波焊接高分子材料 |
| 5.2 金属箔的超声波固相连接 |
| 5.3 金属箔与塑料的连接 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况 |
| 致谢 |
（5）CF/PPS复合材料的金属网电阻热连接技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 碳纤维增强热塑性树脂基复合材料简介 |
| 1.2 碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的焊接方法 |
| 1.3 碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的电阻焊原理 |
| 1.3.1 热熔连接机理 |
| 1.3.2 电阻原件产热机理 |
| 1.3.3 碳纤维-树脂,金属网-树脂界面结合机理 |
| 1.3.4 焊接件破坏机理 |
| 1.4 声发射技术机理及特点 |
| 1.5 研究背景及意义 |
| 1.6 研究内容 |
| 第二章 实验材料及测试方法 |
| 2.1 实验材料及设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 焊接设备 |
| 2.2 焊接方法 |
| 2.3 测试与表征 |
| 2.3.1 测试与分析设备 |
| 2.3.2 力学性能测试 |
| 2.3.3 声发射测试 |
| 2.3.4 声发射信号处理与分析方法 |
| 2.3.5 激光共聚焦显微镜实验 |
| 第三章 CF/PPS层合板电阻焊接技术与接头性能表征 |
| 3.1 CF/PPS层合板电阻焊接技术 |
| 3.1.1 焊接原理 |
| 3.1.2 焊接工艺 |
| 3.2 焊接参数对CF/PPS层合板焊接接头性能的影响 |
| 3.2.1 焊接温度对焊接接头性能的影响 |
| 3.2.2 焊接压力对焊接接头性能的影响 |
| 3.2.3 焊接时间对焊接接头性能的影响 |
| 3.2.4 搭接长度对焊接接头性能的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 CF/PPS层合板焊接接头破坏模式识别 |
| 4.1 声发射技术在复合材料性能研究方面的应用 |
| 4.2 CF/PPS层合板焊接接头破坏模式识别 |
| 4.2.1 试样破坏阶段 |
| 4.2.2 试件破坏形式 |
| 4.2.3 试件裂纹类型 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（6）碳纤维增强聚苯硫醚复合材料感应焊接技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 热塑性复合材料在民用航空领域的应用 |
| 1.2 热塑性复合材料的连接方法 |
| 1.2.1 机械连接 |
| 1.2.2 粘接 |
| 1.2.3 焊接 |
| 1.3 热塑性复合材料感应焊接 |
| 1.3.1 感应焊接原理 |
| 1.3.2 感应焊接加热元件 |
| 1.3.3 影响感应焊接的因素 |
| 1.4 研究意义及目的 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第二章 实验及表征方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备与仪器 |
| 2.2.1 热塑性复合材料感应焊接装置 |
| 2.2.2 测试与分析设备 |
| 2.3 试样的制备 |
| 2.3.1 CF/PPS复合材料层合板的制备 |
| 2.3.2 CF/PPS复合材料焊接接头的制备 |
| 2.4 湿热试验 |
| 2.5 性能测试与表征 |
| 2.5.1 力学性能测试 |
| 2.5.2 差示扫描量热(DSC)测试 |
| 2.5.3 红外光谱测试 |
| 2.5.4 微观形貌分析 |
| 第三章 CF/PPS复合材料感应焊接工艺研究 |
| 3.1 CF/PPS层合板感应焊接实验设计 |
| 3.2 CF/PPS层合板焊接工艺参数优化分析 |
| 3.3 焊接工艺参数对焊接接头性能的影响 |
| 3.3.1 焊接功率对焊接接头性能的影响 |
| 3.3.2 焊接压力对焊接接头性能的影响 |
| 3.3.3 焊接时间对焊接接头性能的影响 |
| 3.3.4 焊接工艺参数间交互作用对焊接接头性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 CF/PPS复合材料焊接接头失效形式和焊接质量控制窗口 |
| 4.1 CF/PPS层合板感应焊接接头失效形式 |
| 4.1.1 不同焊接功率下焊接接头失效断口分析 |
| 4.1.2 不同焊接压力下焊接接头失效断口分析 |
| 4.1.3 不同焊接时间下焊接接头失效断口分析 |
| 4.2 CF/PPS层合板感应焊接质量控制窗口 |
| 4.2.1 焊接能量密度对焊接接头力学性能的影响 |
| 4.2.2 焊接质量控制窗口的确定 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 湿热环境对CF/PPS复合材料感应焊接接头性能的影响 |
| 5.1 湿热环境下CF/PPS层合板焊接接头的吸湿特性 |
| 5.2 湿热环境对CF/PPS层合板焊接接头化学结构的影响 |
| 5.3 湿热环境对CF/PPS层合板焊接接头剪切性能的影响 |
| 5.4 湿热环境对CF/PPS层合板焊接接头破坏机制的影响 |
| 5.4.1 室温下不同吸湿时间焊接接头剪切断口分析 |
| 5.4.2 高温下不同吸湿时间焊接接头剪切断口分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（7）30%Cf/PA6复合材料的超声波焊-铆复合连接工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 汽车轻量化材料简介 |
| 1.2.1 轻质合金材料 |
| 1.2.2 金属基复合材料 |
| 1.2.3 高分子复合材料 |
| 1.3 热塑性复合材料的连接方式 |
| 1.3.1 机械连接 |
| 1.3.2 焊接 |
| 1.3.3 粘接 |
| 1.3.4 复合连接 |
| 1.4 热塑性复合材料的超声波连接 |
| 1.4.1 超声波焊接原理及焊接机制 |
| 1.4.2 超声波焊接参数对焊接接头强度的影响 |
| 1.4.3 板材接触对超声波焊接接头强度的影响 |
| 1.4.4 接头质量的主要评价方式、存在的问题及潜在解决方案 |
| 1.5 课题的研究内容及技术路线 |
| 2 试验材料及试验方法 |
| 2.1 试验材料与试剂 |
| 2.2 超声波焊-铆复合连接接头制备 |
| 2.3 接头的强度试验 |
| 2.4 超声波焊-铆复合连接接头微观组织表征 |
| 2.5 超声波焊-铆复合连接接头的电偶腐蚀性能试验 |
| 3 Cf/PA6复合材料的超声波焊-铆复合连接的工艺探索 |
| 3.1 超声波焊接的工艺探索及参数优化 |
| 3.2 焊-铆复合连接的工艺探索及参数优化 |
| 3.3 焊-铆复合连接的焊接机制 |
| 3.4 焊-铆复合连接接头力学性能的综合评价 |
| 3.5 焊-铆复合连接接头的强化机制分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 铆钉形状对超声波焊-铆复合连接接头的影响 |
| 4.1 不同铆钉形状制备焊-铆接头的组织分析 |
| 4.2 铆钉尾部凸缘厚度对超声波焊-铆复合连接接头力学性能的影响 |
| 4.3 凸缘缺口对超声波焊-铆复合连接接头的力学性能影响 |
| 4.4 单凸缘铆钉与双凸缘铆钉制备接头的性能对比 |
| 4.5 不同形状铆钉制备的焊-铆接头的能量吸收能力评价 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 Cf/PA6复合材料焊-铆接头的腐蚀抗力研究 |
| 5.1 Al阳极保护Cf/PA6 复合材料焊-铆接头的制备及腐蚀试验方法 |
| 5.2 Cf/PA6复合材料铆接头的偶对腐蚀模拟试验 |
| 5.3 Cf/PA6复合材料的焊-铆接头的偶对腐蚀性能研究 |
| 5.3.1 腐蚀形貌分析 |
| 5.3.2 偶对腐蚀对Cf/PA6复合材料的焊-铆接头强度的影响 |
| 5.3.3 盐水浸泡对Cf/PA6复合材料的焊-铆接头能量吸收能力的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（8）动态共价聚合物网络在非传统成型加工中的应用探索（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 塑化成型 |
| 2.1.1 塑化成型机理 |
| 2.1.2 材料动态性能的对比 |
| 2.1.3 网络动态性能的调控 |
| 2.2 3D打印 |
| 2.2.1 3D打印的提出 |
| 2.2.2 3D打印的原理及分类 |
| 2.2.3 新型数字化光处理技术的发展 |
| 2.3 4D打印 |
| 2.3.1 4D打印的提出 |
| 2.3.2 直接3D打印受激形变材料 |
| 2.3.3 打印可变形为3D形状的数字化2D平面 |
| 2.4 课题提出 |
| 3 动态共价交联聚合物的塑化成型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 测试仪器 |
| 3.2.3 聚脲氨酯网络的合成 |
| 3.2.4 测试表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 分子设计对网络拓扑交换动力学的影响 |
| 3.3.2 温度对塑化性能的影响 |
| 3.3.3 塑化成型与形状记忆的隔离与统一 |
| 3.3.4 动态共价交联聚合物的界面焊接与重加工 |
| 3.3.5 基于单一材料的塑化成型 |
| 3.3.6 基于多材料的塑化成型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 动态共价交联聚合物的模块化4D打印 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 测试仪器 |
| 4.2.3 光固化预聚物的合成 |
| 4.2.4 光固化前驱液的制备 |
| 4.2.5 4D打印过程 |
| 4.2.6 测试表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 动态体系构建与筛选 |
| 4.3.2 模块化组装过程研究 |
| 4.3.3 4D打印参数探究及模块结构设计 |
| 4.3.4 结晶型材料的模块化4D打印及功能性研究 |
| 4.3.5 多材料的模块化组装 |
| 4.3.6 多材料的模块化4D打印及功能性研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 动态共价交联聚合物的3D打印 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 测试仪器 |
| 5.2.3 光固化前驱液的制备 |
| 5.2.4 3D打印过程 |
| 5.2.5 测试表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 小分子模型实验 |
| 5.3.2 巯基-烯光聚合动态网络的设计与表征 |
| 5.3.3 巯基-烯光聚合动态网络的3D打印 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（9）热塑性航空复合材料电阻焊接界面增强设计及机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 复合材料焊接的原理及应用 |
| 1.3 复合材料电阻焊接技术的应用和发展 |
| 1.3.1 热塑性复合材料电阻焊接技术 |
| 1.3.2 热塑性复合材料电阻焊接植入体设计 |
| 1.3.3 热塑性-热固性复合材料混合电阻焊 |
| 1.4 复合材料焊接接头力学性能分析 |
| 1.5 本课题的研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第2章 GF/PEI复合材料电阻焊接工艺及界面性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验原料与仪器 |
| 2.3 性能测试与表征 |
| 2.4 GF/PEI复合材料电阻焊接装置的搭建 |
| 2.5 GF/PEI复合材料的制备 |
| 2.6 焊接工艺流程 |
| 2.7 GF/PEI复合材料电阻焊接参数对接头力学性能的影响 |
| 2.7.1 焊接时间对接头的影响 |
| 2.7.2 焊接压力对接头的影响 |
| 2.7.3 加热元件类型对接头的影响 |
| 2.7.4 加热元件尺寸对接头的影响 |
| 2.7.5 焊接电流电压对接头的影响 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 CNTs对GF/PEI电阻焊接界面的强化作用及机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验原料与仪器 |
| 3.3 性能测试与表征 |
| 3.4 火焰法原位生长CNT工艺 |
| 3.5 CNT性能表征 |
| 3.6 CNT对GF/PEI复合材料焊接界面微观结构的影响 |
| 3.7 CNT对GF/PEI复合材料焊接接头力学性能和失效模式的影响 |
| 3.8 CNT对GF/PEI复合材料焊接界面的强化机理 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 短切纤维对GF/PEI电阻焊接界面的强化作用及机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验原料与仪器 |
| 4.3 性能测试与表征 |
| 4.4 短切纤维增强树脂薄膜的制备及焊接接头设计 |
| 4.5 短切纤维对GF/PEI复合材料电阻焊接界面的强化作用 |
| 4.6 短切碳纤维对GF/PEI复合材料焊接界面失效模式的影响及强化机理 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 刻蚀处理对GF/PEI电阻焊接界面的强化作用及机理 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验原料与仪器 |
| 5.3 性能测试与表征 |
| 5.4 不锈钢网表面刻蚀形貌和性能 |
| 5.5 不锈钢网表面刻蚀对GF/PEI复合材料焊接界面的强化作用及机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文 |
（10）辅助加热下铝合金与热塑性聚合物异材FSLW工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 铝合金的应用现状 |
| 1.3 热塑性聚合物的应用现状 |
| 1.4 金属与热塑性聚合物连接的研究现状 |
| 1.4.1 机械连接 |
| 1.4.2 胶接 |
| 1.4.3 焊接 |
| 1.5 搅拌摩擦焊接原理 |
| 1.6 铝合金与热塑性聚合物的搅拌摩擦焊接研究现状 |
| 1.7 本课题的研究目的及主要研究内容 |
| 第2章 试验材料及试验方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验方案 |
| 2.3 焊接试验设备 |
| 2.4 焊接工具优化 |
| 2.4.1 接头材料流动的有限元分析 |
| 2.4.2 试焊接头表面成形对比 |
| 2.5 辅助加热设备 |
| 2.6 温度及应力测量试验 |
| 2.7 接头测试方法 |
| 2.7.1 显微结构分析 |
| 2.7.2 力学性能测试 |
| 2.8 焊接有限元分析 |
| 2.8.1 网格划分 |
| 2.8.2 材料属性 |
| 2.8.3 热源模型 |
| 2.8.4 边界条件 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 辅助加热对Al/PEEK FSLW温度和应力的影响 |
| 3.1 焊接温度模拟及试验验证 |
| 3.1.1 焊接温度场 |
| 3.1.2 焊接温度试验验证 |
| 3.2 焊接应力模拟演变规律分析 |
| 3.2.1 焊接过程应力演变 |
| 3.2.2 残余应力分布 |
| 3.3 辅助加热对接头界面温度与应力的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 辅助加热对Al/PEEK FSLW接头成形及显微结构的影响 |
| 4.1 辅热对接头成形的影响 |
| 4.1.1 常规工艺 |
| 4.1.2 辅热工艺 |
| 4.2 辅热对接头显微结构的影响 |
| 4.2.1 常规工艺 |
| 4.2.2 辅热工艺 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 辅助加热对Al/PEEK FSLW接头力学性能及断裂的影响 |
| 5.1 辅助加热对接头力学性能的影响 |
| 5.1.1 常规工艺 |
| 5.1.2 辅热工艺 |
| 5.2 辅助加热对接头断裂行为的影响 |
| 5.2.1 断裂路径 |
| 5.2.2 断口形貌 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文 |
四、热塑性复合材料及其焊接（论文参考文献）
- [1]碳纤维复合材料/铝合金焊接方法现状与发展[J]. 宿欢欢,吴志生,贾托胜,邹琪. 焊接技术, 2021(S1)
- [2]CF/PPS热塑复材试片感应焊接工艺初步研究[J]. 王洪恩,杨洋,钱盈,周剑锋,朱姝. 复合材料科学与工程, 2021(12)
- [3]基于连续碳纤维增强复合材料的船体分段结构设计及3D打印工艺研究[D]. 司志夫. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]金属/金属、塑料/塑料超声波复合固相焊接工艺和机理研究[D]. 付玉. 天津理工大学, 2020(05)
- [5]CF/PPS复合材料的金属网电阻热连接技术研究[D]. 高宇. 中国民航大学, 2020(01)
- [6]碳纤维增强聚苯硫醚复合材料感应焊接技术研究[D]. 陈栋. 中国民航大学, 2020(01)
- [7]30%Cf/PA6复合材料的超声波焊-铆复合连接工艺研究[D]. 张国涛. 郑州大学, 2020(02)
- [8]动态共价聚合物网络在非传统成型加工中的应用探索[D]. 方子正. 浙江大学, 2020(03)
- [9]热塑性航空复合材料电阻焊接界面增强设计及机理[D]. 赵普. 沈阳航空航天大学, 2020(04)
- [10]辅助加热下铝合金与热塑性聚合物异材FSLW工艺研究[D]. 李鸣申. 沈阳航空航天大学, 2020(04)