单丝复合体系界面力学行为的表征

界面是纤维增强树脂基复合材料的重要细观结构,极大程度地影响着该材料的宏观性能以及破坏模式.单丝复合体系是界面力学性能表征的主要研究对象.从细观力学实验,细观力学模型以及数值模拟3个方面出发,全面地阐述了单丝复合体系界面力学行为表征的手段和方法.细观力学实验是建立细观力学模型以及发展数值模拟方法的基础,应充分利用三者的关系,建立完善的界面性能表征体系,以便更加准确的预报复合材料的力学性能,满足各个行业的要求.     

碳纤维复合材料的压缩响应的微观分析

设计了实验平台,对纤维压缩应变与电阻间灵敏系数进行了标定,将标定后的纤维制作成单丝和多丝复合材料体系压缩试验件.在压缩载荷条件下,通过电阻测量,揭示了多丝复合材料体系纤维断裂对周围纤维的影响规律,并准确测量出纤维发生压缩破坏时的最大变形量;利用数值方法模拟了断口处基体应力分布导致附近纤维微屈曲的损伤过程.     

电阻法在单丝碳纤维复合材料体系界面相传载能力评价中的应用

为研究纤维增强树脂基复合材料中界面相应力传递性能差异,对T300碳纤维单丝进行拉伸实验,同步测量碳纤维单丝的电阻和应变对应关系,采集的数据表明二者存在线性关系,通过计算得到其灵敏系数K.然后搭建二维加载平台对斜十字模型进行拉伸,并通过数码偏光显微镜实时观察加载状态下的应力分布,结果表明中心区域应力均匀.在此基础上,将单丝碳纤维电阻测量法和斜十字模型相结合,利用灵敏系数确定斜十字模型中碳纤维与基体的界面相剪切应力,结合电阻法中灵敏系数来确定单丝复合材料体系界面相应力传递效率,结论实现了混合载荷下界面相力学性能的测量.     

电阻法在单丝炭纤维复合材料体系界面相传载能力评价中的应用

首先对T300炭纤维单丝进行拉伸实验,同步测量炭纤维单丝的电阻和应变对应关系,采集的数据表明二者存在线性关系,通过计算得到其灵敏系数K.然后,搭建二维加载平台对斜十字模型进行拉伸,并通过数码偏光显微镜实时观察加载状态下的应力分布,结果表明中心区域应力均匀.在此基础上,将单丝炭纤维电阻测量法和斜十字模型结合起来,利用前面...     

基于弹塑性剪滞理论的单丝复合材料段裂过程的蒙特卡罗模拟

单丝复合材料段裂试验(SFCFT)中,随着外载荷的增加,纤维出现了随机脆断的现象,并在一定的载荷下纤维的段裂数达到"饱和"状态(即纤维段裂数目不再增加),该试验常用于表征纤维与基体间界面性能。针对该试验,本文中充分考虑了组分材料的真实性能(即基体材料的弹塑性性能),利用弹塑性剪滞理论进行纤维与基体间的应力传递分析,初步获得较真实的纤维轴向应力及界面剪应力分布形式;在此基础上,考虑纤维强度分布的非均匀性,利用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法对试验中纤维的随机段裂过程进行了模拟预报,获得载荷与纤维的段裂数的关系。模拟预报与试验结果比较吻合,表明该应力分析及模拟方法的有效性。