免费论文：碳纤维增强铝合金层合板的残余热应力分析

本文介绍了碳纤维增强铝合金层合板（CARALL）的研究进展和发展形势，目前阻碍CARALL层合板开发的两大难题，分别是电化学腐蚀问题和残余热应力问题。目前电化学腐蚀问题以基本解决，本文的研究课题是残余热应力的分析。CARALL层合板是由铝合金板和碳纤维预浸料固化而成，由于铝合金板和碳纤维热膨胀系数的差异，CARALL层合板在固化冷却后会产生较大的残余热应力。降低残余热应力，有利于铝合金板延缓裂纹的发生和提高疲劳强度。本文使用理论计算法和屈服点偏移法分析CARALL层合板中的残余热应力，试验结果与理论结果相符合。目前制作碳纤维铝合金层合板的固化方案一般都是碳纤维预浸料生产厂家推荐的固化方案，本文提出使用二次加热法和夹具法制作CARALL层合板，之后通过拉伸试验使用屈服点偏移测量法计算各个固化方案的残余热应力，再通过CARALL层合板的拉伸应力应变曲线，计算得出层合板中碳纤维复合材料的弹性模量和拉伸强度。试验结果显示，在不影响碳纤维复合材料力学性能的情况下，二次加热法和夹具法在不同程度上降低了残余热应力，其中二次加热法的4号方案取得最好效果，降低了44%的残余热应力。夹具法使用推荐的固化温度，无需二次加热耗时耗能较少，降低了22.3%的残余热应力。

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