普渡大學(xué)復(fù)合材料設(shè)計(jì)與制造中心（cdmHUB）主辦的全球著名復(fù)合材料專(zhuān)家高端網(wǎng)絡(luò)講壇第七講時(shí)間為美國(guó)東部時(shí)間2021年1月21日（星期四）上午11：00-12：00（北京時(shí)間晚上11：00-12：00）開(kāi)講。這次世界著名專(zhuān)家高端網(wǎng)絡(luò)講壇的嘉賓都是世界復(fù)合材料領(lǐng)域的著名專(zhuān)家，他們努力將自己最好的研究成果分享給大家，每一講內(nèi)容都十分精彩，值得期待。歡迎大家積極參與。

為幫助國(guó)內(nèi)復(fù)合材料同仁了解這次高端講壇的內(nèi)容，分享過(guò)去50年來(lái)世界復(fù)合材料發(fā)展的海量信息，中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)將跟蹤報(bào)道本次高端講壇，提前預(yù)告高端講壇時(shí)間，簡(jiǎn)要介紹講壇內(nèi)容與嘉賓。請(qǐng)感興趣的同仁通過(guò)網(wǎng)絡(luò)講壇網(wǎng)址提前注冊(cè)報(bào)名。

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演講題目

用于厚截面可再生能源結(jié)構(gòu)的新型粉末環(huán)氧復(fù)合材料

演講嘉賓

愛(ài)丁堡大學(xué)材料工程系Conchúr ó Brádaigh教授，

愛(ài)丁堡大學(xué)工程學(xué)院院長(zhǎng)兼材料工程系主任

 演講內(nèi)容摘要

本次講座將討論愛(ài)丁堡大學(xué)正在進(jìn)行的采用粉末環(huán)氧樹(shù)脂系統(tǒng)加工、設(shè)計(jì)和測(cè)試工程結(jié)構(gòu)（如大型風(fēng)力和潮汐渦輪機(jī)葉片）的厚截面復(fù)合材料的工作。

由于熱固性樹(shù)脂的固化放熱反應(yīng)，厚截面復(fù)合材料構(gòu)件很難用熱固性樹(shù)脂制備。如果成型過(guò)程控制不當(dāng)，積聚的熱量將導(dǎo)致構(gòu)件翹曲或材料降解。而使用低放熱樹(shù)脂系統(tǒng)可以降低或消除這一風(fēng)險(xiǎn)。為此，我們提出了一種真空袋法成型新型低放熱環(huán)氧粉末厚截面復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的材料和工藝模型，并提出了一維樹(shù)脂流動(dòng)和傳熱模型，分別用來(lái)描述織物的浸漬和溫度演變。我們同時(shí)提出了描述環(huán)氧粉末固化過(guò)程的半經(jīng)驗(yàn)方程。這些模型與層合板厚度變化耦合，層合板厚度變化由一個(gè)簡(jiǎn)化的層合板微觀結(jié)構(gòu)確定。最后將得到的方程組離散化，用有限差分法進(jìn)行數(shù)值求解。以一100層的層合板為例，討論了應(yīng)用環(huán)氧粉末的優(yōu)缺點(diǎn)。

我們開(kāi)發(fā)了一實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置可從一側(cè)加熱層合板，對(duì)另一側(cè)進(jìn)行隔熱（即近似一維傳熱條件）。使用熱電偶測(cè)量層合板內(nèi)的溫度，并使用線(xiàn)性可變差動(dòng)變壓器式傳感器測(cè)量由于環(huán)氧粉末固化和織物浸漬引起層合板厚度隨時(shí)間的變化。并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，驗(yàn)證環(huán)氧粉末體系的成型過(guò)程模型。

然后，將該系統(tǒng)的材料和成型過(guò)程模型通過(guò)用戶(hù)定義的子程序在通用有限元軟件中實(shí)現(xiàn)，并與此前有限差分法的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)中研究了兩個(gè)虛擬的復(fù)合材料構(gòu)件：層合平板和全尺寸風(fēng)電葉片根部。我們還模擬了改變現(xiàn)有工藝以減少構(gòu)件內(nèi)熱和固化梯度，并探索了制造錐形厚截面零件（例如風(fēng)電葉片根部）的其他加熱方法。

最后，開(kāi)發(fā)了一條中試規(guī)模的單向纖維束粉末預(yù)浸生產(chǎn)線(xiàn)。該法采用靜電吸附法在纖維束上涂敷環(huán)氧粉末，直接加熱或輻射加熱熔化聚合物，然后在輥間進(jìn)行固化。這些纖維束用來(lái)制成單向碳纖維和玄武巖纖維增強(qiáng)的聚合物層壓板（分別為UD-CFRP和UD-BFRP）。 拉伸測(cè)試表明其0°性能與常用CFRP性能相似或更好。實(shí)驗(yàn)還研究了因?yàn)榻a(chǎn)生的濕熱老化對(duì)材料拉伸性能的影響。

Conchúr ó Brádaigh博士自我介紹

Conchúr ó Brádaigh教授是英國(guó)蘇格蘭愛(ài)丁堡大學(xué)工程學(xué)院院長(zhǎng)兼材料工程系主任。他2015年加入愛(ài)爾蘭科克大學(xué)并成為能源工程教授，并擔(dān)任愛(ài)爾蘭科學(xué)基金會(huì)資助的愛(ài)爾蘭海洋可再生能源（MaREI）研究中心主任。1990年至2014年他在愛(ài)爾蘭國(guó)立大學(xué)高威分校任教。

他是愛(ài)爾蘭兩家復(fù)合材料和制造公司的聯(lián)合創(chuàng)始人和負(fù)責(zé)人（1999年至2018年）。這兩家公司為國(guó)際航空航天、汽車(chē)和風(fēng)能領(lǐng)域提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品測(cè)試和模具，以及制造輕質(zhì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。

他的研究方向包括可再生能源應(yīng)用（風(fēng)能和海洋能源）復(fù)合材料的制造、測(cè)試和模擬、復(fù)合材料潮汐渦輪葉片的設(shè)計(jì)和疲勞測(cè)試、使用原位聚合體系的熱塑性復(fù)合材料的液體成型、先進(jìn)復(fù)合材料的低溫性能和太空應(yīng)用。

他是FASTBLADE加速結(jié)構(gòu)測(cè)試設(shè)備的首席科學(xué)家，該設(shè)備將成為世界上第一個(gè)專(zhuān)用的潮汐葉片測(cè)試設(shè)備，并且是第一個(gè)采用再生液壓系統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備，目前正在蘇格蘭法夫的Rosyth建設(shè)中。

Conchúr擁有美國(guó)特拉華大學(xué)的博士學(xué)位，以及愛(ài)爾蘭國(guó)立大學(xué)高威分校機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)碩士與學(xué)士學(xué)位。他是機(jī)械工程師學(xué)會(huì)（IMechE）和材料、礦產(chǎn)與采礦學(xué)會(huì)（IOM3）的注冊(cè)工程師和會(huì)士。