， ，，， ，

(南京航空航天大學(xué) 材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，南京 210016)

纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料與自動(dòng)鋪放相結(jié)合，采用“原位固結(jié)”技術(shù)，與傳統(tǒng)“熱壓罐”技術(shù)相比，預(yù)浸料鋪層沒有預(yù)成型階段，直接一次成型[1-3]，因此成型過程中的冷卻速率、冷卻時(shí)間對(duì)自動(dòng)鋪放成型后復(fù)合材料基體的結(jié)構(gòu)和性能有著顯著影響，進(jìn)而對(duì)整體復(fù)合材料構(gòu)件的性能產(chǎn)生顯著影響[4]。用于自動(dòng)鋪放的熱塑性預(yù)浸料樹脂基體材料，通常為結(jié)晶性聚合物，這類聚合物的強(qiáng)度、韌性、使用溫度及抗蠕變性都受結(jié)晶度的影響[5]。一般說來，結(jié)晶度增加會(huì)使聚合物的屈服強(qiáng)度、表面硬度增加，但聚合物也會(huì)隨結(jié)晶度的提高而變脆，韌性降低；隨著球晶尺寸增大，球晶與球晶之間由于收縮而產(chǎn)生微裂紋增大，聚合物材料也將變脆，可見結(jié)晶度及結(jié)晶形態(tài)直接影響鋪放成型后復(fù)合材料構(gòu)件的性能，因此控制結(jié)晶度及結(jié)晶形態(tài)是控制復(fù)合材料性能的有效措施[6]。在原位固結(jié)成型過程中，影響基體材料結(jié)晶度及結(jié)晶形態(tài)最重要的參數(shù)就是冷卻速率和冷卻時(shí)間，為保證自動(dòng)鋪放成型的復(fù)合材料構(gòu)件最終性能，必須合理設(shè)定并嚴(yán)格控制這兩個(gè)參數(shù)[7-8]。

在自動(dòng)鋪放過程中，樹脂基體的結(jié)晶發(fā)生在冷壓輥下方，在這個(gè)區(qū)域復(fù)合材料構(gòu)件將完成最終原位固結(jié)成型。因此樹脂基體的結(jié)晶行為與在冷壓輥下方的冷卻歷程有著直接的關(guān)系，冷卻速率的快慢及冷卻時(shí)間將直接決定基體材料的結(jié)晶行為，結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的研究可以為結(jié)晶行為的控制提供理論依據(jù)，對(duì)如何選擇合理的冷卻工藝參數(shù)有著理論和現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。從結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的研究中，既可以獲得樹脂基體結(jié)晶動(dòng)力學(xué)信息進(jìn)而對(duì)原位固結(jié)成型進(jìn)行理論指導(dǎo)，還可以對(duì)復(fù)合材料界面微觀形貌進(jìn)行輔助表征[9-11]。

目前基于Avrami方程推導(dǎo)的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型已被國內(nèi)外研究學(xué)者廣泛應(yīng)用。崔新宇等[12]通過DSC方法研究了玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合體系的結(jié)晶行為，探討了體系等溫及非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)，并指出聚丙烯及玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯的等溫結(jié)晶在相當(dāng)大的結(jié)晶范圍內(nèi)符合Avrami方程；楊坡等[13]以尼龍11和尼龍6為原料，利用DSC研究尼龍6/11共聚物的非等溫結(jié)晶過程，用經(jīng)Jeziorny修正的Avrami方程對(duì)其非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，計(jì)算并得到非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)參數(shù)；Maffezzoli等[14]利用Avrami方程研究PPS矩陣?yán)碚摵暧^動(dòng)力學(xué)模型，預(yù)測(cè)PPS在非等溫和等溫狀態(tài)下的結(jié)晶行為。通過上述分析可見國內(nèi)外學(xué)者對(duì)結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型的研究主要從材料學(xué)的角度出發(fā)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證，而并沒有將其與復(fù)合材料自動(dòng)鋪放中的其他加工參數(shù)相結(jié)合。在自動(dòng)鋪放過程中，為提高鋪放速率，通常采用非等溫結(jié)晶的方式對(duì)鋪層進(jìn)行冷卻。本工作對(duì)非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行推導(dǎo)，并通過構(gòu)建冷壓輥下方鋪層的冷卻模型，將結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型和傳熱模型相結(jié)合，設(shè)定原位固結(jié)過程中的冷卻條件，計(jì)算在一定冷卻速率下要達(dá)到一定結(jié)晶度，自動(dòng)鋪放速率與冷卻時(shí)間之間的關(guān)系，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中預(yù)測(cè)成型構(gòu)件的最終性能具有較強(qiáng)的參考意義。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料(GF/PP)片材：SGS參考號(hào)為SHMR100805177，遼寧杰事杰新材料有限公司產(chǎn)品；玻璃纖維含量60%，片材厚度0.29mm，片材寬度12.7mm。

1.2 熱塑性復(fù)合材料自動(dòng)鋪絲設(shè)備

熱塑性復(fù)合材料自動(dòng)鋪放技術(shù)是集預(yù)浸料剪裁、定位、鋪疊、壓實(shí)等功能于一體，且具有控溫和冷卻功能的復(fù)合材料集成化數(shù)控成型技術(shù)，其鋪絲頭按一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并使預(yù)浸紗經(jīng)鋪絲頭傳送、切割、加熱等操作，在壓輥的作用下直接鋪敷于模具表面，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料自動(dòng)鋪疊成型，能夠在一定范圍內(nèi)替代原有的手工鋪疊成型。圖1為本實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的帶有冷壓輥的熱塑性復(fù)合材料自動(dòng)鋪絲原理樣機(jī)。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)針對(duì)熱塑性復(fù)合材料鋪放特點(diǎn)，優(yōu)化預(yù)浸紗張力與鋪放速率匹配，實(shí)現(xiàn)預(yù)浸紗動(dòng)態(tài)恒張力鋪放；通過調(diào)控鋪放速率與送紗協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)預(yù)浸紗精確輸送[15]；鋪絲過程中預(yù)浸紗之間的間隙或重疊能控制在0.1mm之內(nèi)[16]。

圖1 帶冷壓輥的熱塑性復(fù)合材料自動(dòng)鋪絲設(shè)備Fig.1 Automated fiber placement system with cooling roller for thermoplastic composite

聚丙烯熔點(diǎn)為170℃左右，降解溫度為350℃，選擇預(yù)浸紗被熱風(fēng)槍加熱到的目標(biāo)溫度為260℃，熱壓輥壓力為0.1MPa，冷壓輥壓力為0.5MPa。為研究冷卻速率對(duì)鋪層樹脂基體結(jié)晶形式的影響，本研究采用改變模具加熱溫度的方式，調(diào)整預(yù)浸料與模具之間的溫度梯度，從而改變鋪層樹脂基體的冷卻速率。

1.3 性能測(cè)試

材料結(jié)晶熱行為分析：采用差示掃描量熱儀(DSC)分析玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的非等溫結(jié)晶熱行為。

材料力學(xué)性能測(cè)試：在SANS5105型微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)上按照GB3357-1982標(biāo)準(zhǔn)和ASTM D6641/D6641M-09標(biāo)準(zhǔn)分別測(cè)試自動(dòng)鋪放成型復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)件的層間剪切強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度；在XJ-300A簡支梁沖擊實(shí)驗(yàn)臺(tái)上按ASTM D7136/D7136M-07標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試構(gòu)件的沖擊韌性。

2 結(jié)果與討論

2.1 非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型

Avrami方程是描述聚合物等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的經(jīng)典方法[17]，如式(1)所示。

1-X(t)=exp(-ktn)

(1)

X(t)為t時(shí)刻的相對(duì)結(jié)晶度，它是結(jié)晶動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)研究的對(duì)象，其定義是：在t時(shí)刻結(jié)晶體積與最終結(jié)晶體積的比值，可以用式(2)來描述：

(2)

式中：V0為聚合物結(jié)晶開始時(shí)的體積；Vt為聚合物結(jié)晶過程中t時(shí)刻的體積；V∞為聚合物結(jié)晶完成時(shí)的體積。

式(1)中k是與晶體成核機(jī)理及生長速率有關(guān)的結(jié)晶速率常數(shù)，n是與晶體成核機(jī)理及生長方式有關(guān)的Avrami指數(shù)值，其值為晶核生長的空間維數(shù)和時(shí)間維數(shù)之和。聚合物結(jié)晶成核分為異相成核和均相成核。異相成核通常是由未完全熔融的晶體或外來雜質(zhì)形成的晶核，為瞬時(shí)成核，因此與時(shí)間無關(guān)，指數(shù)n不包含時(shí)間維數(shù)；而均相成核是熔體中分子經(jīng)熱運(yùn)動(dòng)成核，有時(shí)間依賴性，故指數(shù)n應(yīng)包含時(shí)間維數(shù)。根據(jù)上述原則，晶體不同生長類型及成核方式下Avrami指數(shù)值n如表1所示[18]。

表1 晶體不同生長類型及成核方式下Avrami指數(shù)值nTable 1 Avrami exponent for different growth type and nucleation mode

玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料結(jié)晶屬于異相成核及球晶三維生長[18]，因此本研究中Avrami指數(shù)值n取3。

針對(duì)非等溫結(jié)晶的特點(diǎn)，對(duì)Avrami方程進(jìn)行修正，將式(1)兩邊取對(duì)數(shù)得：

ln[-ln(1-X(t))]=nlnt+lnk

(3)

Nakamura對(duì)公式(3)進(jìn)行修正，得到如式(4)所示為描述非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的公式[19]：

(4)

式中:K(T)為非等溫結(jié)晶速率，是與成核方式、成核速率、晶核的生長速率等因素有關(guān)的溫度的函數(shù)。實(shí)際中定量地確定聚合物的結(jié)晶速率比較困難，而結(jié)晶進(jìn)行到一半所需時(shí)間則可相對(duì)較準(zhǔn)確測(cè)定，故常采用結(jié)晶一半時(shí)所需時(shí)間t1/2來表征聚合物結(jié)晶速率[18]，而當(dāng)結(jié)晶一半時(shí)，X(T)=1/2，因此由式(1)可得：

(5)

t1/2可通過Hoffmann方程來描述[19]：

(6)

2.2 熱塑性復(fù)合材料自動(dòng)鋪放冷卻模型

熱塑性復(fù)合材料自動(dòng)鋪放過程中，預(yù)浸料在熱源加熱及熱壓輥、冷壓輥壓力作用下被鋪疊到底層預(yù)浸料上，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料自動(dòng)鋪放成型。圖2所示為自動(dòng)鋪放過程三維示意圖，鋪層在冷卻過程中，相對(duì)于冷壓輥的寬度，預(yù)浸料的寬度較窄，因此本研究忽略預(yù)浸料寬度方向上的熱量傳遞，建立冷卻過程中熱量沿預(yù)浸料長度和厚度方向的二維傳遞模型，其用方程描述為[22]：

(7)

式中：ρ為預(yù)浸料的密度；c為預(yù)浸料的比熱容；τ為時(shí)間；kx為預(yù)浸料沿著x方向即纖維方向的導(dǎo)熱系數(shù)；ky為預(yù)浸料沿著y方向即鋪層厚度方向的導(dǎo)熱系數(shù)。

圖2 熱塑性復(fù)合材料自動(dòng)鋪放冷卻過程三維示意圖Fig.2 Three-dimensional schematic diagram of automated fiber placement for thermoplastic composite

圖3為熱塑性復(fù)合材料自動(dòng)鋪放冷卻過程的二維幾何模型，x軸正方向沿模具底部水平向右，與鋪放成型的方向一致，y軸正方向沿著鋪層厚度方向垂直向上。d為單層預(yù)浸料的厚度，y1為鋪層厚度，y2為模具厚度，x1為黏合點(diǎn)距原點(diǎn)的距離，l1和l2表示熱壓輥與預(yù)浸料的接觸長度，l3表示熱源的加熱長度，l4表示熱壓輥與冷壓輥之間預(yù)浸料鋪層空氣冷卻區(qū)長度，l5表示鋪層與冷壓輥的接觸長度。θ為熱源加熱角度。

圖3 自動(dòng)鋪放冷卻過程二維幾何模型Fig.3 Model of two-dimensional geometry for automated fiber placement

在面Γ13，Γ14上，

(8)

在面Γ10，Γ11，Γ12上，

(9)

在冷卻過程中，根據(jù)傅里葉定律及牛頓冷卻公式對(duì)冷卻模型邊界條件描述如下。

在面Γ13上，忽略熱壓輥及加熱設(shè)備對(duì)其影響，預(yù)浸料與空氣進(jìn)行自然對(duì)流換熱，

(10)

在面Γ8，Γ9上，鋪層與空氣進(jìn)行自然對(duì)流換熱，

(11)

(12)

式中:n表示傳熱表面的法線方向;h1為自然對(duì)流條件下預(yù)浸料表面?zhèn)鳠嵯禂?shù);T∞為環(huán)境溫度。

在面Γ10，Γ11，Γ12上，

(13)

(14)

(15)

式中:ht為模具的對(duì)流換熱系數(shù);Tt為鋪放過程中的模具表面溫度。

(16)

式中，hr為壓輥的對(duì)流換熱系數(shù)。

自動(dòng)鋪放成型過程中，熱量的傳遞不僅有熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流，還存在熱輻射，但輻射傳熱系數(shù)遠(yuǎn)小于對(duì)流傳熱系數(shù)，為便于求解，在分析中忽略輻射傳熱。

2.3 自動(dòng)鋪放成型冷卻工藝參數(shù)計(jì)算

本研究采用ANSYS有限元軟件的熱分析模塊對(duì)熱塑性復(fù)合材料自動(dòng)鋪放成型冷卻過程進(jìn)行建模與仿真。表2給出了有限元分析中用到的邊界條件參數(shù)。為研究不同冷卻速率對(duì)結(jié)晶形式的影響，模具的加熱溫度分別為60，80，100，120℃。

表2 有限元分析邊界條件參數(shù)Table 2 Boundary condition parameters for finite element analysis

運(yùn)用ANSYS對(duì)冷卻模型進(jìn)行計(jì)算得到的鋪層溫度隨時(shí)間變化曲線如圖4所示?？梢钥闯?，鋪層以目標(biāo)溫度260℃開始冷卻，當(dāng)模具保持不同的加熱溫度時(shí)，鋪層冷卻速率也不一樣。從圖中可計(jì)算出，當(dāng)模具加熱溫度從60℃至120℃變化時(shí)，鋪層冷卻速率分別為30，22，17，13℃/s。

圖4 冷卻區(qū)域鋪層溫度變化曲線Fig.4 Temperature variation curves of layers at cooling area

圖5為運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算得到冷卻過程中鋪層相對(duì)結(jié)晶率隨溫度變化的曲線。可以看出，隨著冷卻速率的提高，從13℃/s至30℃/s，鋪層樹脂基體結(jié)晶起始溫度和結(jié)晶完成溫度均向低溫方向移動(dòng)。表明在冷卻速率較慢的情況下，晶核來得及在較高溫度下成核，因此結(jié)晶開始較早；而隨著冷卻速率的增大，聚合物的分子鏈移動(dòng)速率相對(duì)較慢，來不及排列成有序的結(jié)晶區(qū)域，成核出現(xiàn)滯后，進(jìn)而推遲初始結(jié)晶。

圖5 鋪層相對(duì)結(jié)晶度隨溫度變化曲線Fig.5 Relative crystallization variation curves with temperature of layers

圖5中不同冷卻速率下樹脂相對(duì)結(jié)晶度隨溫度變化規(guī)律都接近反S形曲線。從圖中可看出樹脂結(jié)晶前期曲線增長較緩慢，主要是因?yàn)榍捌跒榫Ш松呻A段，晶核生長較慢，而當(dāng)晶核生成后晶體會(huì)迅速生長完成結(jié)晶[23-24]；在結(jié)晶后期，結(jié)晶速率變慢，曲線區(qū)域平緩，主要原因在于晶粒之間相互阻礙影響了結(jié)晶。

為保證成型實(shí)驗(yàn)件層間結(jié)合強(qiáng)度，在鋪層樹脂基體冷卻結(jié)晶過程中需始終保持一定的成型壓力。以鋪層冷卻速率30℃/s為例，由圖5可以得出，完成結(jié)晶的溫度在145℃左右，從圖4可以看出，鋪層冷卻到145℃需要時(shí)間為3s，因此冷壓輥在鋪層上方需停留的時(shí)間為3s。由表1中列出的冷壓輥與鋪層的接觸長度為0.03m，因此，可以計(jì)算出當(dāng)模具加熱溫度為60℃時(shí)，自動(dòng)鋪放速率最快為0.6m/min。同樣道理，可以計(jì)算出當(dāng)模具加熱溫度為80,100,120℃時(shí)，自動(dòng)鋪放速率最快分別為0.4,0.3,0.22m/min。

2.4 結(jié)晶度與力學(xué)性能

圖6為原始預(yù)浸料的DSC曲線，選擇的升溫速率為2℃/min。已知原始預(yù)浸料樹脂基體的結(jié)晶度為60%，可以看出其吸熱峰面積為30.24J/g。

圖6 GF/PP熔化過程的DSC曲線Fig.6 DSC curve of GF/PP melting process

利用圖1所示的熱塑性復(fù)合材料自動(dòng)鋪放設(shè)備，以上述4種模具加熱溫度及其對(duì)應(yīng)的最快鋪放速率分別進(jìn)行4組鋪放實(shí)驗(yàn)，將每組鋪放成型的實(shí)驗(yàn)件按照DSC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)制成3組測(cè)試樣品，分別測(cè)其DSC曲線，用得到的吸熱峰面積平均值與原始預(yù)浸料的吸熱峰面積進(jìn)行比較，得出不同冷卻速率成型實(shí)驗(yàn)件的結(jié)晶度如表3所示。

表3 不同冷卻速率成型實(shí)驗(yàn)件的結(jié)晶度Table 3 Crystallinity at different cooling speed for GF/PP composites

圖7 冷卻速率對(duì)GF/PP實(shí)驗(yàn)件結(jié)晶度及力學(xué)性能的影響(a)結(jié)晶度和壓縮強(qiáng)度；(b)結(jié)晶度和層間剪切強(qiáng)度；(c)結(jié)晶度和沖擊強(qiáng)度Fig.7 Influences of cooling speed on crystallinity and mechanical property of GF/PP composites(a)crystallinity and compress strength；(b)crystallinity and interlaminar shear strength；(c)crystallinity and impact strength

圖7為自動(dòng)鋪放成型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯實(shí)驗(yàn)件的力學(xué)性能與結(jié)晶度的關(guān)系曲線。從圖7可以看出樹脂基體的結(jié)晶度隨冷卻速率的增大而依次減小，這是因?yàn)殡S著冷卻速率的增大，鋪層的冷卻時(shí)間逐漸變短，從而導(dǎo)致聚合物分子鏈進(jìn)行規(guī)整排列的時(shí)間越來越不充分，因此鋪放成型實(shí)驗(yàn)件樹脂基體的結(jié)晶度逐漸降低。

由圖7(a),(b)可知，實(shí)驗(yàn)件的壓縮強(qiáng)度及層間剪切強(qiáng)度與鋪層結(jié)晶度的變化趨勢(shì)基本相似，因?yàn)殡S著結(jié)晶度的增加，分子鏈的排列越緊密有序，分子間相互作用力增加，鏈段的運(yùn)動(dòng)也會(huì)變得困難，因此壓縮強(qiáng)度及層間剪切強(qiáng)度隨著結(jié)晶度的增加逐漸變大。但是當(dāng)結(jié)晶度超過50%時(shí)，結(jié)晶度繼續(xù)提高，而壓縮強(qiáng)度與層間剪切強(qiáng)度均開始降低，這是因?yàn)殡S著冷卻速率的降低，晶體尺寸開始增大，晶體與晶體間的間隙增大，從而導(dǎo)致鋪層基體內(nèi)部缺陷區(qū)域增大，晶體間相互作用減弱，因此成型實(shí)驗(yàn)件的強(qiáng)度下降。由圖7(c)可以看出，實(shí)驗(yàn)件的沖擊強(qiáng)度與鋪層結(jié)晶度的變化趨勢(shì)正好相反，而沖擊強(qiáng)度正好反映了材料的韌性，因此結(jié)晶度的降低會(huì)提高構(gòu)件的韌性。這是因?yàn)殡S著冷卻速率的增大，晶體生長的時(shí)間變短，導(dǎo)致晶粒細(xì)化，晶界面積增大，塑性變形過程中裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展所需能量就越大，即沖擊韌性越大。

3 結(jié)論

(1)對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料自動(dòng)鋪放成型非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行推導(dǎo)，并通過構(gòu)建冷壓輥下方鋪層的冷卻模型，將結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型和傳熱模型相耦合，求解出在不同冷卻速率條件下，保證成型實(shí)驗(yàn)件層間結(jié)合強(qiáng)度的最大鋪放速率。

(2)鋪層樹脂基體的結(jié)晶度隨冷卻速率的增大而依次減小。隨著冷卻速率的提高，結(jié)晶起始溫度和結(jié)晶完成溫度均向低溫方向移動(dòng)，且相對(duì)結(jié)晶度隨溫度變化規(guī)律接近反S形曲線。

(3)自動(dòng)鋪放成型實(shí)驗(yàn)件的壓縮強(qiáng)度及層間剪切強(qiáng)度隨著鋪層結(jié)晶度的增大基本呈增大趨勢(shì)，而沖擊強(qiáng)度與鋪層結(jié)晶度的變化趨勢(shì)完全相反，隨著結(jié)晶度的增大，構(gòu)件韌性越差。

[1] 迪力穆拉提·阿卜力孜，段玉崗，李滌塵，等. 樹脂基復(fù)合材料原位固化制造技術(shù)概述[J]．材料工程，2011(10): 84-90．

ABULIZI D, DUAN Y G, LI D C, et al. Overview ofin-situcuring manufacturing technology for resin matrix composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2011(10): 84-90.

[2] 韓振宇，李玥華，富宏亞，等. 熱塑性復(fù)合材料纖維鋪放工藝的研究進(jìn)展[J]. 材料工程, 2012(2): 91-96．

HAN Z Y, LI Y H, FU H Y, et al. Thermoplastic composites fiber placement process research[J]. Journal of Materials Engineering, 2012(2): 91-96.

[3] 宋清華, 文立偉, 嚴(yán)飆, 等. 熱塑性樹脂基復(fù)合材料自動(dòng)鋪帶技術(shù)[J]. 航空制造技術(shù), 2011(15): 42-44．

SONG Q H, WEN L W, YAN B, et al. Automated tape laying technology of thermoplastic and resin-based composites[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2011(15): 42-44.

[4] 樊在霞, 張瑜, 陳彥模. 冷卻方式對(duì)GF/PP復(fù)合紗針織物復(fù)合材料基體結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響[J]. 復(fù)合材料學(xué)報(bào), 2007, 24(3): 52-58．

FAN Z X, ZHANG Y, CHEN Y M. Effects of cooling condition of GF/PP composites made from commingled yarn on the crystal structure of the matrix[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2007, 24(3): 52-58.

[5] LONG A C, WILKS C E, RUDD C D. Experimental characterization of the consolidation of a commingled glass/polypropylene composite[J]. Composite Science and Technology, 2001, 61(11): 1591-1603.

[6] GUAN X, PITCHUMANI R. Modeling of spherulitic crystallization in thermoplastic tow-placement process: heat transfer analysis[J]. Composites Science and Technology, 2004, 64: 1123-1134.

[7] 蔡宏強(qiáng), 陳曉婷, 劉海軍, 等. PA6/HBPA共混物的非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究[J]. 塑料科技, 2014, 42(10): 46-50．

CAI H Q, CHEN X T, LIU H J, et al. Study on non-isothermal crystallization kinetics of PA6/HBPA blends[J]. Plastics Science and Technology, 2014, 42(10): 46-50.

[8] CHRISTINE A B, ROY L M, RANGA P, et al. An analysis of mechanisms governing fusion bonding of thermoplastic composites [J]. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 1998, 11: 338-363.

[9] 馬立群, 董少波, 王雅珍. 共混改性聚丙烯的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀[J]. 廣州化工, 2015, 43(24): 3-4, 15．

MA L Q, DONG S B, WANG Y Z. Advances in crystallization kinetics of blended and modified polypropylene composite materials[J]. Guangzhou Chemical Industry, 2015, 43(24): 3-4, 15.

[10] 姜濤, 王菲, 吳全才. 改性PET共聚酯的非等溫結(jié)晶行為[J]. 塑料, 2015, 44(5): 101-104．

JIANG T, WANG F, WU Q C. Non-isothermal crystallization behavior of modified PET copolyester[J]. Plastics, 2015, 44(5):101-104.

[11] JIANG Z H, JIN J, XIAO C F, et al. Non-isothermal crystallization behavior of poly(ethylene terephthalate)/carbon black composite[J]. Advanced Materials Research, 2011, 1268(239): 3198-3206.

[12] 崔新宇, 周曉東, 戴干策. 玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究[J]. 華東理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2001, 27(6): 639-642．

CUI X Y, ZHOU X D, DAI G C. Crystallization kinetics of glass fiber reinforced polypropylene[J]. Journal of East China University of Science and Technology, 2001, 27(6): 639-642.

[13] 楊坡, 胡國勝, 王標(biāo)兵. 尼龍6/11共聚物的非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究[J]. 中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2008, 29(2): 156-159．

YANG P, HU G S, WANG B B. Investigation on nonisothermal crystallization kinetics of nylon 6/11 copolymer[J]. Journal of North University of China(Natural Science Edition), 2008, 29(2): 156-159.

[14] MAFFEZZOLI A, KENNY J M, NICOLAIS L. A macrokinetic approach to crystallization modelling of semicrystalline thermoplastic matrices for advanced composites[J]. Journal of Materials Science, 1993, 28(18): 4994-5001.

[15] 宋清華, 肖軍, 文立偉, 等. 熱塑性復(fù)合材料自動(dòng)纖維鋪放裝備技術(shù)[J]. 復(fù)合材料學(xué)報(bào), 2016, 33(6): 1214-1222.

SONG Q H, XIAO J, WEN L W, et al. Study on automated fiber placement system for thermoplastic composites[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2016, 33(6): 1214-1222.

[16] 文立偉, 宋清華, 秦麗華, 等. 基于機(jī)器視覺與UMAC的自動(dòng)鋪絲成型構(gòu)件缺陷檢測(cè)閉環(huán)控制系統(tǒng)[J]. 航空學(xué)報(bào), 2015, 36(12): 3991-4000.

WEN L W, SONG Q H, QIN L H, et al. Defect detection and closed-loop control system for automated fiber placement forming components based on machine vision and UMAC[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2015, 36(12): 3991-4000.

[17] JIAO C M, WANG Z Z, LIANG H J, et al. Non-isothermal crystallization kinetics of silane crosslinked polyethylene[J]. Polm Test, 2005, 24(3): 71-80.

[18] 楊海, 劉西天. 聚合物結(jié)晶動(dòng)力學(xué)[J]. 南陽師范學(xué)院學(xué)報(bào), 2007, 6(12): 37-40, 51．

YANG H, LIU X T. Crystallization kinetics of polymers[J]. Journal of Nanyang Normal University, 2007, 6(12): 37-40, 51.

[19] 李玥華. 熱塑性預(yù)浸絲變角度鋪放及其軌跡規(guī)劃的研究[D]. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2013．

LI Y H. Research on thermoplastic towpreg variable angle placement and trajectory planning[D]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 2013.

[20] 鄒曉軒, 戴文利, 田際波. 非等溫條件下聚合物結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型研究進(jìn)展[J]. 高分子通報(bào), 2004(6): 15-20．

ZOU X X, DAI W L, TIAN J B. Nonisothermal crystallization kinetics of polymers[J]. Polymer Bulletin, 2004(6): 15-20.

[21] 陳艷, 王軍佐, 曹俊奎, 等. 聚醚醚酮等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的研究[J]. 高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào), 1995, 16(2): 322-324．

CHEN Y, WANG J Z, CAO J K, et al. Studies on isothermal crystallization kinetics of poly(ether ether ketone)[J]. Chemical Research in Chinese University, 1995, 16(2): 322-324.

[22] 宋清華, 肖軍, 文立偉, 等. 熱塑性復(fù)合材料自動(dòng)鋪放過程中溫度場研究[J]. 材料工程，2018, 46(1): 83-91.

SONG Q H, XIAO J, WEN L W, et al. Study on automated fiber placement system for thermoplastic composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2018, 46(1): 83-91.

[23] 張玉軍, 王仕峰, 張勇, 等. PA6/POE中PA6非等溫結(jié)晶行為[J]. 現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用, 2006, 18(2): 26-31．

ZHANG Y J, WANG S F, ZHANG Y, et al. Non isothermal crystallization behavior of PA6 in PA6/POE[J]. Modern Plastics Processing and Applications, 2006, 18(2): 26-31.

[24] 單桂芳, 楊偉, 唐雪剛, 等. PA6非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究[J]. 合成樹脂及塑料, 2010, 27(6): 53-57．

SHAN G F, YANG W, TANG X G, et al. Study on non-isothermal crystallization kinetics of polyamide 6[J]. China Synthetic Resin and Plastics, 2010, 27(6): 53-57.