基于多元统计分析绝缘纸工频击穿强度影响因素的研究

为提高特高压变压器用绝缘纸的制造技术和质量水平、研究“材料-结构-性能”之间的相关性,提出一种基于灰色关联分析的绝缘纸工频击穿强度影响因素量化分析模型,并采用主成分分析和最佳子集选择方法进行多参数优化,构建绝缘纸工频击穿强度的多元线性回归模型。结果表明,绝缘纸工频击穿强度影响因素的灰色关联顺序为：纤维长度>细小纤维含量>纤维宽度>紧度>透气度>孔隙率>厚度。主成分分析表明,提取的3个主成分能够解释原来参数95.76%的信息,最佳子集选择将参数优化为3个参数;绝缘纸工频击穿强度的多元线性回归模型拟合度较高,模拟样本和验证样本预测结果的相对偏差基本在10%以内,表明回归模型具有良好的预测能力。     

造纸法制备碳纤维增强热塑性复合材料的研究

本研究以短切碳纤维为增强体,聚丙烯(PP)纤维为基体,采用湿法造纸工艺制备碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)。通过正交实验,探讨了碳纤维含量、碳纤维长度、热压温度以及热压时间对CFRTP力学性能的影响。结果表明,碳纤维含量是影响复合材料力学性能的主要因素;正交实验条件下,当碳纤维含量20%,碳纤维长度5 mm,热压温度190℃,热压时间10 min时,CFRTP的性能最好,其拉伸强度为83.9 MPa,弯曲强度为52.5 MPa,缺口冲击韧性48.2 kJ/m~2,对比同等条件下未添加碳纤维的材料其性能分别提高了189%、52%以及1021%。同时,通过单一因素实验探究不同碳纤维含量对CFRTP力学性能的影响。结果表明,随着碳纤维含量的增加,CFRTP的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击韧性均先上升后下降。     

基于Digimat RVE的碳纤维增强聚丙烯复合材料性能分析

采用Digimat软件包对造纸/热压模塑法制备的碳纤维增强聚丙烯（CF/PP）复合材料建立等效体积单元（RVE）,研究了碳纤维含量、碳纤维长径比和基体中碳纤维取向对CF/PP复合材料力学性能、导热性能和导电性能的影响。模拟实验结果表明,碳纤维含量从5 wt%增至30 wt%,CF/PP复合材料弹性模量和电导率分别提高290%和750%;碳纤维长径比从100提高至700,CF/PP复合材料电导率提高了约54倍;碳纤维取向张量的变化对CF/PP复合材料RVE的弹性模量和导热系数的影响可以忽略不计。Digimat软件对CF/PP复合材料导热系数的模拟值较精确,在100℃下测量的导热系数实验结果与软件模拟结果误差为0.48%。