軌道飛行器自動鋪絲制造用預浸紗制備關鍵技術研究.pdf

1、本文針對軌道飛行器鋪絲用高模量碳纖維預浸紗制備技術中纖維束展開與損傷、樹脂浸潤與含膠量控制等關鍵技術開展研究工作，分析了不同展紗方案的優(yōu)缺點，研究了超聲輔助展開、機械式展紗輥展開的方法；通過建立樹脂浸潤模型，研究了膠膜厚度、放紗張力、樹脂溫度、收卷速率以及差速比等因素對含膠量的影響規(guī)律，并應用響應曲面法優(yōu)化了工藝參數(shù)，通過小批量試制，所生產(chǎn)的預浸紗達到技術指標要求，滿足航天急需。主要研究工作如下：
　?。?）在前期研究的基礎上，對

2、比分析了機械式展紗輥法、超聲池法和超聲桿法等三種不同的纖維展開方案，研究了三種展紗方案對纖維束展寬與損傷的影響；為滿足纖維充分展開前提下低損傷的要求，選用機械式展紗輥法進一步研究了放紗張力、過輥數(shù)目、展紗輥直徑對高模量碳纖維復絲拉伸強度保持率的影響規(guī)律以及3種不同程度損傷情況對不同系列纖維的影響，實驗結果表明：放紗張力越大，過輥數(shù)目越多，展紗輥直徑越小，對纖維損傷的影響越嚴重；放紗張力應控制在5-20N，過輥個數(shù)應控制在3-5個，展紗輥

3、直徑的影響較?。幌嗤苽洵h(huán)境下，M系列纖維損傷高于T系列纖維；高損傷條件下，兩種纖維的拉伸強度保持率均達到對比值的90％以上，工程制備預浸紗時可依據(jù)高損傷實驗參數(shù)進行參數(shù)設置。
　?。?）分析了預浸紗制備浸膠工藝，建立了樹脂浸潤纖維束的浸漬模型，通過單因素以及正交試驗，研究了膠膜厚度、放紗張力、樹脂溫度、收卷速率以及差速比等因素對含膠量的影響規(guī)律，獲得了最優(yōu)化工藝參數(shù)，開展了工藝穩(wěn)定性驗證實驗，實驗結果與理論預期一致，同時驗證了工