南昌航空大学余欢教授：三维编织碳纤维增强铝基复合材料的疲劳性能探索

三维编织碳纤维增强铝基复合材料是一种具有优异性能的复合材料，常用于航空航天、汽车和船舶等领域。疲劳性能是该材料在长期使用过程中承受循环加载引起的损伤和失效的能力。探索三维编织碳纤维增强铝基复合材料的疲劳性能对于了解其耐久性能、优化设计和工程应用具有重要意义。

(资料图片仅供参考)

疲劳行为实验是探索材料疲劳性能的重要手段。通过在不同应力水平下对材料进行循环加载，并记录其应力-循环寿命曲线，可以得到材料的疲劳寿命和疲劳强度。疲劳试验还可以用来研究材料在不同加载模式、温度和湿度等条件下的疲劳行为。在三维编织碳纤维增强铝基复合材料的疲劳性能探索中，可以使用标准疲劳试验，如旋转弯曲疲劳试验、拉伸-压缩疲劳试验等。

此外，利用数值模拟方法也可以对三维编织碳纤维增强铝基复合材料的疲劳性能进行探索。数值模拟方法可以通过建立材料的微观结构模型，使用有限元分析等方法，模拟材料在疲劳加载条件下的应力分布、位移响应和损伤演变等行为。通过数值模拟，可以预测材料的疲劳寿命、疲劳裂纹扩展路径等关键参数，为疲劳性能的改进和材料设计提供指导。

在三维编织碳纤维增强铝基复合材料的疲劳性能探索中，还需要考虑其他因素的影响，如材料制备工艺、纤维体积分数、界面性能等。这些因素都对材料的疲劳行为产生影响，因此需要将其纳入考虑范围，并进行实验和数值模拟研究。

需要指出的是，三维编织碳纤维增强铝基复合材料的疲劳性能探索还处于研究阶段，目前仍然存在很多未解决的问题。因此，对于该材料的疲劳性能的深入研究和探索仍然具有重要的科学意义和工程价值。

南昌航空大学 余欢 教授将在“2023年第十九届全国特种铸造及有色合金学术年会暨第十三届全国铸造复合材料学术会议”上作“ 三维编织碳纤维增强铝基复合材料的疲劳性能探索 ”的报告。

嘉宾简介

/ 余欢 教授 /

南昌航空大学

余欢，南昌航空大学教授，现任中国机械工程学会铸造分会常务理事、中国材料研究学会凝固科学与技术分会常务理事、《特种铸造及有色合金》杂志编委会副主任。长期从事液态金属精密成形技术的教学和科研工作, 在铝合金薄壁铸件真空差压精密铸造工艺及装备、金属基复合材料等方面积累了丰富的研究基础。主持10余项国家级科研项目。围绕上述研究领域，先后培养博士、硕士研究生50余人，发表学术论文100余篇，授权专利多项并完成多项科研成果转化，取得了较好的经济效益和社会效益。

研究方向： 高性能轻合金材料开发与成形

拟报告摘要：

三维编织Cf/Al复合材料具有高比强度、高比模量、一定的耐温性，良好的抗冲击性能等诸多优点，在航空航天领域中有广阔的应用前景。本报告介绍了所在课题组在三维编织Cf/Al复合材料的疲劳性能方面开展的研究工作，分别从材料级的光滑/缺口拉-拉疲劳性能、材料级振动疲劳性能、叶片模拟件和叶片的振动疲劳性能等方面介绍所开展研究的情况。

课题组或部门研究成果简介

1）自主研发的真空差压铸造设备，已在多个企业中获得应用，在多种型号的航空航天武器装备研制中发挥了重要支撑作用，解决了航空大型复杂薄壁铸件成形的难题。

2）开展了三维编织碳纤维增强铝基复合材料近净成形技术研究，制备出的三维编织纤维增强铝基复合材料，其室温拉伸性能超过800MPa，350℃拉伸性能超过600MPa；并试制备出铝基复合材料的航空发动机风扇叶片模拟件。获得中国航空学会发明成果二等奖。

3）开展了复杂精密树脂砂型砂芯3D打印技术研究，加快了航空航天复杂铸件无模快速试制和工艺验证的节奏。

关于会议

2023年第十九届全国特种铸造及有色合金学术年会暨第十三届全国铸造复合材料学术会议将于8月4-7日在郑州华智酒店召开，本次年会拟邀请铸造相关高校100余所，研究院所40余家，相关企业200余家，会议预计参会代表400-500人。会议预计安排大会报告30余个，论坛报告100余个。同期举办“先进轻合金论坛”、“特种铸造工艺成形论坛”、“高熵合金与高温合金论坛”、“金属基复合材料论坛”、“耐磨材料专题论坛”、“研究生论坛”。

会议详情