喷铝涂层碳纤维增强树脂基复合材料抗雷击性能实验及仿真

• 作者: 付尚琛 周颖慧 石立华 郭一帆
• 来源期刊: 复合材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 碳纤维增强树脂基复合材料 雷击防护 喷铝涂层 冲击电流测试 电热耦合效应
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 所属期刊栏目: 树脂基复合材料
• 页码范围: 2730-2744
• 页数: 15页
• 分类号: TB330.1
• 字数: 8208字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20171206.005

摘要

为了研究喷铝涂层对碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)结构的雷击防护(LSP)性能,开展了实验和数值仿真研究.对未防护CFRP材料开展的雷击过程观测、损伤测试及超声C扫描检测结果表明:雷电流直接效应会对CFRP造成明显的可见损伤,且焦耳热效应会在雷电流注入到材料中后持续作用,引起更大范围的内部损伤;对全喷铝CFRP开展的雷击测试表明,喷铝涂层能够显著减小CFRP表面的雷击损伤面积,且涂层厚度越大,LSP效果越好.基于实验结果,采用随温度变化的材料参数建立了未防护、全喷铝及十字形喷铝3种CFRP结构的电热耦合效应仿真模型,并与实验结果进行对比,验证了仿真方法的有效性.最后,利用所建立的模型分析了雷电流A波作用下喷铝涂层的LSP性能.结果表明,当全喷铝涂层的厚度为0.19 mm时,CFRP的损伤面积占比随结构的增重比达到最优;而对十字形涂层来说,雷电流传导路径所在的分支宽度应不小于20 mm,非传导路径所在的分支则可根据需要尽量减小宽度.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	石立华	陆军工程大学电磁环境效应与光电工程国家级重点实验室	21	10	2.0	2.0
2	周颖慧	陆军工程大学电磁环境效应与光电工程国家级重点实验室	4	5	1.0	2.0
3	郭一帆	陆军工程大学电磁环境效应与光电工程国家级重点实验室	2	4	1.0	2.0
4	付尚琛	陆军工程大学电磁环境效应与光电工程国家级重点实验室	3	3	1.0	1.0