復合材料板材的案例
江蘇君華特塑CF/PEEK熱塑性復合材料榮獲材料類SAMPE中國創新入圍獎
基于君華特塑多年來在聚醚醚酮（PEEK）、聚酰亞胺（PI）樹脂、型材及制品的應用開發經驗，未來在高性能熱塑性CF/PEEK復合材料板材產品的結構、外觀、工藝及選材設計方面會加速發展，并且通過向市場及潛在客戶宣傳CF/PEEK熱塑性復合材料相比于傳統熱固性復合材料以及合金的特性優點來拓寬應用市場，占據更多的市場份額，同時需要調研鋪絲鋪帶、連續纖維纏繞成型及預浸料連續成型等工藝設備，建立更加完善的復合材料品質檢測控制手段。以創新為內在驅動CF/PEEK高性能熱塑性復合材料產業及應用進程！
展開 基于LS-DYNA的方形破片侵徹纖維復合材料數值模擬
關鍵詞：LS-DYNA，纖維復合材料，沖擊動力學，失效模型，破片侵徹
復合材料能夠使各種材料在性能上互相取長補短，使其綜合性能遠遠優于單一材料，從而滿足生產生活中多樣化的需求。現今材料技術也不斷朝著多種材料復合的方向發展，復合材料采用不同的基體與增強體能夠實現不同的力學性能，常見的基體有合成樹脂、橡膠陶瓷及一些金屬金屬材料等。增強體從形態上分，常見的有纖維體與粒狀體，從材料上分，有碳材料、硼材料、碳化硅及一些高聚物材料。現有的復合材料中的增強體以纖維體為主，以纖維體為增強體的復合材料有著比重小、比強度和比模量大等優點，纖維復合材料被廣泛應用于汽車、飛機等民用領域以及戰斗機、導彈等軍用領域。
LS-DYNA為一款著名的動力學有限元分析軟件，因為能夠很好地對幾何非線性問題、材料非線性問題與接觸非線性問題進行求解，被廣泛應用在沖擊動力學與爆炸力學領域。
在此案例中，模型包含為方形破片與纖維復合材料板材，為了能夠表示不同鋪層方向的材料力學性能，對不同鋪層方向分別建模，為了節省計算量與計算時間，模型簡化為1/2模型，同時在板材與破片接觸的區域進行網格加密處理，建立好的有限元模型如圖1所示。 在纖維復合材料板材法線方向上添加破片速度為500m/s。
圖 1 有限元模型
侵徹后的板材如圖2所示，破片接觸板材瞬間應力云圖如圖3所示，
圖 2 侵徹后的纖維復合材料板材
圖 3 破片接觸板材瞬間應力云圖
破片的速度曲線如圖4所示。
圖 4 破片速度曲線
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
展開 SD Mines的復合材料在復合材料比賽中展示
SD Mines的復合材料在復合材料比賽中展示。礦業和技術學院（美國南達科他州拉皮德市）于8月14日宣布，學生在材料和工藝工程促進協會 （SAMPE，Diamond Bar，CA，US）2018年學生橋比賽中獲得第二名通過設計一個重量僅為12.5盎司的橋梁，可承載2,000磅的載荷。
礦業學生使用由Mines復合材料和納米復合材料先進制造中心（CNAM）以及復合材料和聚合物工程（CAPE）實驗室的研究人員團隊發明的專有復合材料板材設計橋梁設計。 通過將稱為不連續纖維熱塑性薄板（DiFTS）的獨特CNAM材料以適當的厚度比粘合到輕質蜂窩芯的頂部和底部，學生們能夠設計層壓夾層結構的性能以滿足負載要求競爭對手，同時保持較低的整體密度。 DiFTS材料采用嵌入熱塑性基體中的短碳纖維，可實現均勻的纖維分布，顯著的纖維排列，有效的纖維長度保持和徹底的纖維封裝，從而使用低成本工藝實現高性能。
“CNAM并沒有開發出超級材料; 我們開發了一種低成本，高性能，環保的復合材料，可以經過精心設計，滿足苛刻的承重要求，并且與傳統的高成本碳纖維復合材料競爭非常有利，“團隊顧問David教授說。 Salem，博士，CNAM中心和CAPE實驗室主任。
橋梁團隊包括Matthew Phillips，數學和機械工程高級; 施密德，博士 納米科學與工程專業的學生; 和Krishnan Veluswamy，博士 材料工程和科學計劃的學生，也獲得了2018年SAMPE國際大學領導經驗獎。 “令人興奮的是，這座橋是由礦山開發的內部材料制成的，”Veluswamy說。 “這種材料具有全面的工業應用，從體育用品到汽車再到飛機，因為它制造堅固，重量輕，價格低廉。”
展開 SD Mines的復合材料在復合材料比賽中展示
SD Mines的復合材料在復合材料比賽中展示。礦業和技術學院（美國南達科他州拉皮德市）于8月14日宣布，學生在材料和工藝工程促進協會 （SAMPE，Diamond Bar，CA，US）2018年學生橋比賽中獲得第二名通過設計一個重量僅為12.5盎司的橋梁，可承載2,000磅的載荷。
礦業學生使用由Mines復合材料和納米復合材料先進制造中心（CNAM）以及復合材料和聚合物工程（CAPE）實驗室的研究人員團隊發明的專有復合材料板材設計橋梁設計。 通過將稱為不連續纖維熱塑性薄板（DiFTS）的獨特CNAM材料以適當的厚度比粘合到輕質蜂窩芯的頂部和底部，學生們能夠設計層壓夾層結構的性能以滿足負載要求競爭對手，同時保持較低的整體密度。 DiFTS材料采用嵌入熱塑性基體中的短碳纖維，可實現均勻的纖維分布，顯著的纖維排列，有效的纖維長度保持和徹底的纖維封裝，從而使用低成本工藝實現高性能。
“CNAM并沒有開發出超級材料; 我們開發了一種低成本，高性能，環保的復合材料，可以經過精心設計，滿足苛刻的承重要求，并且與傳統的高成本碳纖維復合材料競爭非常有利，“團隊顧問David教授說。 Salem，博士，CNAM中心和CAPE實驗室主任。
橋梁團隊包括Matthew Phillips，數學和機械工程高級; 施密德，博士 納米科學與工程專業的學生; 和Krishnan Veluswamy，博士 材料工程和科學計劃的學生，也獲得了2018年SAMPE國際大學領導經驗獎。 “令人興奮的是，這座橋是由礦山開發的內部材料制成的，”Veluswamy說。 “這種材料具有全面的工業應用，從體育用品到汽車再到飛機，因為它制造堅固，重量輕，價格低廉。”
展開 
由連續纖維增強熱塑性復合材料制成的SUV前端支架
來自特種化學品公司朗盛的Tepex dynalite連續纖維增強熱塑性復合材料板材，能夠被用于制造采用汽車輕量化設計的高度集成的更大型的結構部件，比如，梅賽德斯-奔馳GLE SUV 的前端支架，它包括兩個焊接的由聚丙烯基Tepex dynalite 104-RG600(3)/47%材料制成的復合材料半殼，截面尺寸大約是1.2 m長、0.35 m寬，兩個半殼在一副擁有兩個型腔的注塑模具中采用一種混合模塑工藝被制成，這涉及正在形成的訂制復合材料預切割，以及同時通過注塑成型而提供附加的功能。“這種高度集成的一次注射的生產工藝擁有非常高的成本效益，且成型周期短。由這兩個半殼制成的前端支架，重量比采用鋼板制成的同類設計輕約30%，同時提供了出色的碰撞性能和扭轉剛度。”朗盛高性能材料業務單元Tepex Automotive負責人 Henrik Plaggenborg解釋道。鳳凰改性環氧樹脂廠家https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/48359.html
梅賽德斯-奔馳GLE SUV的前端支架包括由Tepex dynalite 104-RG600(3)/47%材料制成的兩個焊接的復合材料半殼，增強的玻璃纖維粗紗賦予了部件碳纖維一樣的運動外觀（圖片來自梅賽德斯-奔馳）
無需在引擎罩鎖扣周圍進行加強
該前端支架是由梅賽德斯-奔馳技術中心、朗盛和其他行業合作伙伴協同開發的產品，其空心的截面，連同復合材料的強度和剛性，為這一至關重要的安全部件提供了優良的碰撞性能。其良好的機械彈性，也通過“無需用鋼板來加強引擎罩鎖扣周圍區域”而得到了證明，而這種加強在純粹注塑成型的前端支架上是常見的。
高水平的功能集成
該前端支架擁有許多為發動機提供新鮮空氣的開口和管道，這些開口和管道是在混合成型工藝的注射成型階段被創建的，之后再對兩個半殼進行焊接。
展開 【iSolver案例分享69】V型芯復合材料板受力分析
【iSolver案例分享69】V型芯復合材料板受力分析
1. 引言
iSolver為一個完全自主的面向工程應用的通用結構有限元軟件，對標Nastran、 Ansys 、Abaqus設計和實現，具備結構有限元常用分析類型和單元、材料、載荷等基礎算法組件，精度和Abaqus一致。以復合材料板受力分析為例，演示iSolver的分析流程，并將iSolver和Abaqus計算結果進行對比。
2. 案例背景
此案例為V型芯復合材料受力分析，V型芯復合材料板由于其獨特的結構設計，能夠有效分散載荷，提高復合材料的抗彎、抗剪和抗壓能力，在保證強度和剛度的前提下，顯著降低結構的重量。這對于航空航天、汽車、船舶等對重量敏感的領域尤為重要，可以減少能源消耗，提高運載效率。
3. 有限元模型介紹
復合材料板模型如下：
模型采用實體單元C3D8R劃分，網格半徑為0.75mm，網格數量為：144907。
復合材料板分為板材和V型芯，建模流程如下：
1）創建板材part
使用shape功能創建矩形平面，隨后通過Extrude功能拉伸形成矩形體，網格半徑0.75mm，網格數量：34860。
2）創建V型芯part
使用Node Manager功能創建單個V型芯面，隨后通過Element Extrude功能拉伸形成單個V型芯體，再使用Element Translate(Copy)功能陣列若干V型芯體形成連續V型芯。網格半徑0.75mm，網格數量：75187。
復合材料板中的板材采用鋼材，楊氏模量為21000MPa，泊松比為0.25；V型芯為輕質彈性材料，楊氏模量為5.17MPa，泊松比為0.48。材料參數設置如下:
板材與V型芯之間接觸面采用Tie約束。
展開 層壓及卷管成型工藝
1、層壓成型工藝
層壓成型是將預浸膠布按照產品形狀和尺寸進行剪裁、疊加后，放入兩個拋光的金屬模具之間，加溫加壓成型復合材料制品的生產工藝。它是復合材料成型工藝中發展較早、也較成熟的一種成型方法。該工藝主要用于生產電絕緣板和印刷電路板材。現在，印刷電路板材已廣泛應用于各類收音機、電視機、電話機和移動電話機、電腦產品、各類控制電路等所有需要平面集成電路的產品中。
層壓工藝主要用于生產各種規格的復合材料板材，具有機械化、自動化程度高、產品質量穩定等特點，但一次性投資較大，適用于批量生產，并且只能生產板材，且規格受到設備的限制。
層壓工藝過程大致包括：預浸膠布制備、膠布裁剪疊合、熱壓、冷卻、脫模、加工、后處理等工序。
2、卷管成型工藝
卷管成型工是用預浸膠布在卷管機上熱卷成型的一種復合材料制品成型方法，其原理是借助卷管機上的熱輥，將膠布軟化，使膠布上的樹脂熔融。在一定的張力作用下，輥筒在運轉過程中，借助輥筒與芯模之間的摩擦力，將膠布連續卷到芯管上，直到要求的厚度，然后經冷輥冷卻定型，從卷管機上取下，送入固化爐中固化。管材固化后，脫去芯模，即得復合材料卷管。
卷管成型按其上布方法的不同而可分為手工上布法和連續機械法兩種。其基本過程是：首先清理各輥筒，然后將熱輥加熱到設定溫度，調整好膠布張力。在壓輥不施加壓力的情況下，將引頭布先在涂有脫模劑的管芯模上纏上約1圈，然后放下壓輥，將引頭布貼在熱輥上，同時將膠布拉上，蓋貼在引頭布的加熱部分，與引頭布相搭接。引頭布的長度約為800～1200mm，視管徑而定，引頭布與膠布的搭接長度一般為150～250mm。在卷制厚壁管材時，可在卷制正常運行后，將芯模的旋轉速度適當加快，在接近設計壁厚時再減慢轉速，至達到設計厚度時，切斷膠布。然后在保持壓輥壓力的情況下，繼續使芯模旋轉1～2圈。
展開 多層復合板材的沖壓成形
使用“多層”殼，可以快速完成任意多層金屬+塑料組合板的成形仿真，不用傻傻去做多層殼。
主動變形智能復合材料設計與變形模擬報告
主動變形智能復合材料
設計與變形模擬報告
主動變形智能復合材料
設計與變形模擬報告 ￥19.89
在通電條件下，MFC發生電能-機械能轉換，驅動結構復合材料發生變形。主動變形智能復合材料的變形能力與MFC的性能、結構復合材料的厚度、鋪層方向等因素有關。復合材料的優勢是其結構包括鋪層的可設計性，因此，需進行鋪層設計及變形模擬方面的工作，為后續實驗研究提供理論指導。
二、研究內容
本項目以復合材料層合板+MFC復合后的材料為研究對象，以復合材料層合板的力學性能、MFC的基本性能為輸入，以復合材料層合板+MFC復合后的材料最大彎曲角度為2°為目標，進行鋪層設計和變形仿真模擬。建立厚度、鋪層方式與變形角度的關系，篩選出優化的鋪層和厚度，為下一步進行縮比典型試驗件的設計和研制提供理論指導。
展開 『原創』沖壓板材材料數據集錦！！！！
為了更精確的仿真和數據收集，大家有興趣地把手頭的沖壓用板材材料，都發上來，此帖禁止灌水，發現一律刪除。！！
(積攢到10個以上，本人將作PAM-STAMP專用數據庫文件）供大家下載
DC01--DC06材料性能.doc
寶鋼材料力學性能.rar
君華又一篇CF/PEEK復合材料論文收錄于《纖維復合材料》期刊
江蘇君華特種工程塑料制品有限公司工程技術研究中心的復合材料研發部門于2022年3月在《纖維復合材料》期刊雜志上刊登發表了《連續碳纖維織物增強PEEK熱塑性復合材料匹配性研究》的文章。
連續碳纖維織物增強PEEK熱塑性復合材料匹配性研究<<<<
論文聚焦行業熱點，采用科學準確的研究方法，利用公司先進的研究設備和科研環境，經過耐心細致的反復試驗，得出精確詳實的實驗數據，收獲創新成果匯總成文。
該文對比了國內外七大碳纖維廠家的T300 3K纖維織物，分別與PEEK樹脂復合，從碳纖維性能、外觀、復合材料產品性能、復合材料破壞斷面和浸潤效果等方面綜合評估，考察碳纖維和PEEK樹脂材料的匹配性。通過驗證匹配，篩選出組合性能較好的四種，其中兩種組合的效果更好。篩選匹配方法可為行業應用材料選型和工業化生產提供借鑒和參考。
關于我們<<<<
江蘇君華特種工程塑料有限公司主導產品為 PEEK聚醚醚酮樹脂、型材及其制品，具有良好的耐溫性、韌性和耐疲勞性，以及自潤滑、阻燃、可植入性和可回收等特點，符合航空航天、軍工、醫療、特殊機械行業的要求，應用領域逐漸拓寬。該主導產品屬于江蘇省發展的先進制造業高端新材料集群和產業鏈“先進碳材料”復合材料及“化工新材料”，產業導向上屬于制造業“核心關鍵基礎材料”，已有16年的研發生產經驗。
PEEK聚醚醚酮是醫療骨科關節修復替代、運動醫學與軍工、航空航天產業關鍵領域發展替代進口的重要一環，屬于國家高新技術產業鏈及關鍵領域“強鏈、補鏈”的核心關鍵基礎材料，從根本上解決我國醫用PEEK材料依賴進口、臨床急需的相關創新產品開發缺乏基礎原料支撐、特殊領域被國外“卡脖子”等問題，打破國外壟斷，實現進口替代。
展開 
美國宇航局先進復合材料技術之3D打印碳纖維復合材料
技術概述
美國宇航局格倫研究中心（NASA Glenn Research Center）的創新者與路易斯維爾大學和美國空軍合作，開發了一種增材制造技術，使用熱固性聚酰亞胺樹脂生產具有高溫性能的復合材料零件。
該工藝使用選擇性激光燒結（SLS）來熔融加工NASA新型RTM370酰亞胺樹脂的粉末狀產品，該樹脂填充有精細研磨的碳纖維。隨后可以對所得復合材料零件進行后固化，為高溫航空航天應用做準備，從而提供可承受300°C以上溫度的3D打印復合材料零件。
這是增材制造聚合物技術的重大進步，通過提供一種需要相對較低熔融溫度的SLS工藝，創建得到具有高溫能力的復合材料，從而能夠對具有復雜幾何形狀的零件進行3D打印，以實現高性能應用。
? 3D科學谷白皮書
技術特征
NASA的這項技術是首個成功實現高溫碳纖維填充熱固性聚酰亞胺復合材料的3D打印技術。對碳纖維填充的RTM370進行選擇性激光燒結后進行后固化，以實現更高的溫度性能，從而獲得玻璃化轉變溫度為370℃的復合材料部件。
▲NASA 通過SLS 工藝3D打印的熱固性聚酰亞胺復合材料，打印完成后需進行后固化。
SLS工藝通常使用熱塑性聚合物粉末，所得零件的有效溫度范圍為150-185°C，但與傳統加工材料相比，通常較弱。最近，高溫熱塑性塑料已經通過高溫SLS工藝制造成3D零件，需要380°C的熔化溫度，但這些部件的可用溫度范圍仍低于200°C。
NASA的熱固性聚酰亞胺復合材料在150-240°C之間可熔融加工，允許使用常規SLS 3D打印設備。隨后，使用多步驟循環對所得零件進行后固化，將材料緩慢加熱至略低于其玻璃化轉變溫度，同時避免在過程中發生尺寸變化。
展開 彈丸侵徹碳化硅陶瓷/纖維復合材料靶板，對稱模型、復合材料鋪層、材料方向、粘結接觸、無反射邊界設置 ￥9.9
IACMI復合材料研究所宣布啟動熱塑性復合材料研究項目
IACMI，與杜邦高性能材料，Fibrtec公司和合作伙伴美國普渡大學宣布在降低生產成本的推出有兩個重點選擇的第一個項目和增加了對汽車復合材料的設計靈活性。在這兩個領域的進步可以開拓新的機會，并成為復合材料部件的大規模部署的推動者。
多重因素，包括成本和設計約束，在大批量汽車應用中采用復合材料存在障礙。這個新IACMI項目將通過一個完全不同的方法來制造碳纖維復合材料與今天那些目前正在使用的同時滿足這些關鍵領域。這項工作將建立在差異化技術的協同效應。通過Fibrtec制造柔性涂覆纖維束將形成用快速形成織物（RFF）技術與專有聚酰胺樹脂既由DuPont沿柔性 織物預浸料。最終成分將受益于絲束制造工序的增加生產速度和導致制造費用較低的織物形成過程。用這種方法制成的復合材料部件已示出當由傳統技術合并到具有低空隙和良好的機械性能。柔性織物預浸漬體也已顯示出具有在成型實驗良好懸垂行為。在研究者普渡大學復合材料制造與仿真中心將與團隊一起建模和驗證懸垂性和部件性能。
高循環時間進行生產連續碳纖維熱塑性復合材料的增加成本。使用新興浸漬和絲束涂層和織物形成的新方法的材料可望高容量的復合材料的顯著降低生產成本。“通過利用所有的項目合作伙伴的優勢，我們要創造高容量，低成本熱塑性復合材料汽車零部件獨特的商業上可行的路徑的潛力，說：” 揚Sawgle，杜邦高性能材料，項目經理。
行業合作伙伴一直熱心參與項目建議利用IACMI資源和對高沖擊先進復合材料部署成員協作。“通過與業界合作，以解決制造方面的挑戰，我們正在推進清潔能源的創新，這將有助于推動美國制造業和競爭力，說：” 克雷格·藍 IACMI，復合材料研究所首席執行官。
展開 復合材料結構設計知識共享系列之二復合材料沖擊損傷的來龍去脈
1 引言
貫穿碳纖維增強復合材料研究最引人注目的是其沖擊損傷問題，無論是相關的材料（包括纖維和樹脂）研究，結構設計的重點還是工藝制造和維護問題，碳纖維復合材料一進入解決輕量化需求的高端應用，遇到的技術關鍵就是沖擊損傷，本文試圖還原復合材料沖擊損傷問題的來龍去脈。
回顧碳纖維應用的發展史，大家都知道英國羅羅公司是第一個試圖把碳纖維用于高端應用——在1967年開始研制飛機發動機進氣風扇葉片的吃螃蟹者，當然失敗的原因很多，但很重要的一個原因是復合材料葉片沒有通過外來物沖擊的考驗，致使英國在碳纖維復合材料發展中失去了先機，退出了領先的地位。1970年代初國際石油危機爆發，民用飛機的機體結構輕量化被提上了日程，碳纖維作為首選再一次受到了關注。為解決新材料應用中首先遇到的信心（安全性）問題，波音公司研制了100多付擾流板在波音707上試用，1975年經試用考核后，對這些擾流板進行了檢查，發現碳纖維復合材料部件出現了金屬結構沒有遇到的新問題——濕熱引起的材料性能下降和沖擊損傷（擾流板是薄蒙皮夾層結構）。自此復合材料沖擊損傷就成了復合材料技術中的核心問題之一。
2 復合材料沖擊損傷研究歷程
2.1 壓縮下沖擊強度研究和應用
由于最初沖擊損傷問題是由擾流板這類薄蒙皮夾層結構引起的，當時關注的外來物主要是地面和空中飛行時的冰雹和跑道碎石，都是在結構受載時受到的外來物沖擊，因此美國NASA在1970年代和1980年代初期主要研究壓縮下沖擊強度，采用的設備是由壓縮裝置對受壓縮載荷的復合材料試樣射出鋁丸（模擬密度相近的跑道碎石和冰雹），變量是鋁丸的速度（有壓縮空氣壓力控制）和復合材料試樣的壓縮應變（由壓縮載荷控制），試驗結果是沖擊能量~壓縮破壞應變曲線。
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