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作者:范光程;袁飞马;赵璐;阳刚;徐明萌;李科连;
单位:江西洪都航空工业集团有限责任公司660设计所;
摘要:碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced composites,CFRP)是航空产品轻量化的重要材料,随着战场电磁环境日趋复杂,CFRP电磁屏蔽效能(shielding effectiveness,SE)成为制约航空产品性能发挥的关键因素之一。因此,本文基于CST Microwave Studio软件仿真分析了平纹CFRP、斜纹CFRP及铺层CFRP的SE。仿真结果表明:入射电磁波透过CFRP后发生电场极化转换,会导致材料的SE降低。其中,0°、90°交叉编织结构CFRP不易导致电场交叉极化转换,因此双层平纹编织CFRP、双层斜纹编织CFRP及0°/90°/0°/90°单向编织CFRP的SE较高且特性稳定,0°/45°/90°/-45°单向编织CFRP由于电场交叉极化转换导致SE降低严重。其次,CFRP的SE增强措施表明:0°/90°/0°/90°、0°/45°/90°/-45°单向编织CFRP表面敷设薄铝网(厚度0.076 mm)和薄碳纳米管薄膜(厚度0.04 mm)会显著提高CFRP的SE,且在成本和重量方面取得良好的折中。该研究为航空领域CFRP的材料选择及设计应用提供了一定的参考。
关键词:碳纤维复合材料;;屏蔽效能;;有限元;;极化转换;;铝网;;碳纳米管薄膜