本書主要介紹與復合材料膠接的相關理論基礎和技術應用，針對航空航天、交通運輸?shù)阮I域復合材料輕量化、高性能連接的技術需求，提出超聲強化復合材料膠接成形方法，論述了超聲對膠層分布、界面形成、膠黏劑組織結(jié)構(gòu)性能的影響、膠接工藝調(diào)控等方面的研究以及典型應用驗證，總結(jié)了作者所指導團隊在超聲強化復合材料膠接成形技術方面的最新研究成果。
本書可作為高校復合材料與工程、高分子材料與工程、材料成型及控制工程等相關專業(yè)本科生的教學參考書，又可作為碩士和博士研究生的教材，也可作為從事復合材料膠接技術工作的科技人員的參考書。
王輝，男，1984年生，工學博士，武漢理工大學汽車工程學院副教授，博士生導師，中國汽車工程學會會員，主要從事纖維復合材料零部件成形與連接方面的工作。主持國家自然科學基金項目、博士后科學基金項目、湖北省自然科學基金項目等課題10余項，參與國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然基金重點項目和教育部創(chuàng)新團隊等重大科研項目與平臺，發(fā)表SCI等高水平論文50余篇，授權發(fā)明專利20余項，獲得軟件著作權2項。
第1章 引言
1.1 復合材料膠接技術 002
1.2 膠接技術基礎 004
1.2.1 膠接機理 005
1.2.2 黏附力產(chǎn)生條件 006
1.2.3 膠接強度影響因素 007
1.2.4 膠接接頭失效模式 009
1.3 復合材料膠接研究 009
1.4 超聲輔助成形研究 014
1.4.1 超聲振動對流體分布行為的研究 015
1.4.2 超聲振動作用下流體在固體表面的附著特點研究 016
1.4.3 超聲振動對膠層組織與性能的影響 018
1.5 超聲振動強化膠接工藝 019
第2章 超聲振動強化復合材料膠接工藝
2.1 超聲強化碳纖維復合材料/鋁板膠接實驗平臺 023
2.1.1 實驗設備 023
2.1.2 實驗夾具 025
2.1.3 實驗環(huán)境 026
2.2 實驗材料及測試方法 026
2.2.1 實驗材料 026
2.2.2 實驗測試 028
2.3 超聲強化碳纖維復合材料/鋁板膠接工藝 028
2.3.1 表面處理 030
2.3.2 配膠與涂膠 031
2.3.3 超聲振動施加 032
2.3.4 膠接接頭固化 033
2.4 超聲強化碳纖維復合材料/鋁板膠接工藝優(yōu)化 034
2.4.1 超聲振動各因素間的相互關系 034
2.4.2 超聲振動頻率優(yōu)化 035
2.4.3 正交試驗設計與優(yōu)化 036
2.5 本章小結(jié) 042
第3章 超聲作用下膠層內(nèi)膠黏劑分布
3.1 超聲促進膠黏劑填縫數(shù)值分析 044
3.1.1 流-固耦合 044
3.1.2 ANSYS 流-固耦合分析 045
3.2 有限元模型建立 046
3.2.1 幾何建模 046
3.2.2 固體的控制方程和邊界條件 047
3.2.3 流體的控制方程和邊界條件 048
3.2.4 分析設置 049
3.3 超聲作用下膠黏劑的流動仿真 050
3.4 超聲促進膠黏劑流動與分布 054
3.4.1 膠黏劑的流動與填充 054
3.4.2 超聲促進膠黏劑流動與填充 055
3.5 超聲振動消除膠層氣泡的數(shù)值分析 058
3.5.1 幾何模型 058
3.5.2 控制方程和邊界條件 059
3.5.3 超聲作用下氣泡與流體的運動仿真 060
3.6 超聲作用下氣泡的運動行為 063
3.6.1 氣泡運動 063
3.6.2 示蹤分析 064
3.7 膠層氣孔測試 067
3.7.1 Micro-CT 檢測 067
3.7.2 膠層破壞模式 069
3.8 本章小結(jié) 069
第4章 超聲作用下膠接界面的機械嵌合
4.1 超聲強化膠接界面機械嵌合實驗方法 072
4.1.1 膠接接頭及夾具 072
4.1.2 激光處理碳纖維復合材料板超聲強化膠接 073
4.1.3 碳纖維復合材料板的激光表面處理 075
4.2 超聲強化膠接界面機械嵌合結(jié)果與分析 083
4.3 超聲作用對毛細滲透的影響 089
4.3.1 毛細效應及超聲毛細實驗 089
4.3.2 超聲作用下的毛細上升 090
4.3.3 聲壓及超聲驅(qū)動力 093
4.4 超聲作用對黏度及潤濕性的影響. 097
4.4.1 超聲作用下膠黏劑黏度變化 097
4.4.2 超聲作用下膠黏劑在碳纖維復合材料板上的潤濕 103
4.4.3 超聲作用下復合材料板表面自由能變化 107
4.5 本章小結(jié) 109
第5章 超聲作用下膠接界面的化學鍵合
5.1 膠接材料化學成分 112
5.2 膠接界面化學鍵合表征方法 113
5.2.1 X 射線光電子能譜分析 114
5.2.2 傅里葉變換紅外光譜分析 115
5.2.3 場發(fā)射掃描電子顯微鏡分析 117
5.2.4 能量色散X 射線光譜分析 117
5.3 超聲振動作用下膠接界面化學鍵合 118
5.3.1 XPS 制樣 119
5.3.2 超聲作用下膠接界面化學鍵合 119
5.3.3 超聲促進化學反應機理分析 122
5.4 超聲作用下接枝表面膠接化學鍵合 124
5.4.1 偶聯(lián)劑接枝表面處理工藝 124
5.4.2 試樣膠接 124
5.4.3 測試制樣 127
5.4.4 接枝表面化學元素及基團變化 128
5.4.5 接枝界面形貌 130
5.4.6 超聲促進接枝界面化學反應及機理 131
5.5 本章小結(jié) 135
第6章 超聲振動對膠層固化與性能的影響
6.1 超聲振動輔助膠黏劑固化動力學行為 137
6.1.1 超聲固化與常規(guī)固化對比 137
6.1.2 固化動力學基礎 141
6.1.3 常規(guī)固化動力學 142
6.1.4 超聲振動輔助膠黏劑固化動力學 148
6.2 超聲振動對膠黏劑熱機械性能的影響 150
6.2.1 制樣 150
6.2.2 熱重分析 151
6.2.3 固化特性分析 152
6.2.4 動態(tài)熱機械分析 153
6.2.5 拉伸強度分析 155
6.3 超聲加速膠黏劑固化機理 156
6.3.1 超聲振動輔助固化的熱效應 157
6.3.2 超聲促進混合 158
6.3.3 超聲振動輔助固化的化學效應. 160
6.4 本章小結(jié) 167
第7章 超聲振動強化膠接工藝的應用
7.1 碳纖維復合材料/鋁板膠接 169
7.1.1 鋁合金板的陽極氧化預處理 169
7.1.2 陽極氧化接頭超聲強化膠接實驗 176
7.1.3 工藝驗證與機理分析 178
7.2 FSAE 賽車碳纖維復合材料懸架管膠接 181
7.2.1 膠接接頭設計 182
7.2.2 實驗夾具及工藝方法 187
7.2.3 超聲振動強化膠接工藝優(yōu)化 189
7.2.4 超聲振動強化碳纖維復合材料懸架膠接 193
7.3 碳纖維復合材料槳葉前緣金屬包邊膠接 195
7.3.1 超聲振壓注膠膠接 196
7.3.2 槳葉包邊超聲振壓注膠膠接成形試驗 197
7.4 本章小結(jié) 199
參考文獻
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