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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K114

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