先进复合材料技术应用探讨专题目录

由美国金属学会、塑料工程师学会主办的先进复合材料等4届年会共收论文66篇,其中有关如何应用先进复合材料技术的题录选译如下: 1、四芯/超芯——低成本准各向同性能量吸收结构; 2、聚合物复合材料能量吸收结构的皱缩控制; 3、压碎纤维复合材料的能量吸收 4、利用微介质敏感器控制热固性 5、热固性树脂的硬化监测技术 6、用动态力学法测量胶凝点 7、军用装甲车用纤维增强塑料与回转装置的设计 8、军用装甲车与回转装置使用纤维增强塑料的研究     

网状增强相纤维棒几何建模及弹性性能研究

以网状增强相纤维棒为研究对象,采用单胞几何模型分析法将该纤维棒的整体结构分为内部单胞、外部单胞等类型,并分别建立了内单胞、外单胞的力学模型。研究结果表明:基于等应变-应力混合平均思想并结合桥联模型,可计算出复合材料内外不同结构的有效工程弹性常数。该方法可有效分析不同结构组成的纤维复合材料内部纤维束的排列方式、外部增强相各参数[如编织角、纤维束截面和纤维体积分数等]之间的关系、纤维体积分数对纤维复合材料工程弹性常数的影响规律等,通过对比仿真结果验证了该方法在预测不同结构复合材料弹性性能方面是可行的。     

三维机织间隔复合材料结构对其力学性能的影响

以玻璃纤维为原料,设计3种不同结构的三维机织间隔织物,采用手糊成型工艺制备三维机织间隔复合材料,研究了其在压缩、剪切、弯曲等载荷作用下的力学特性,并分析了材料结构对其力学性能的影响。结果表明,相同高度(20 mm)、相同间隔(30 mm)的3种三维机织间隔复合材料的压缩强度和剪切强度均表现为:三维纤维间隔复合材料<"X"型间隔复合材料<三维织物间隔复合材料,其压缩强度分别为0.52,0.72,1.66 MPa,剪切强度分别为0.22,0.28,0.36 MPa;3种三维机织间隔复合材料的弯曲强度基本相同,均为4.30 MPa左右。     

纤维增强复合材料损伤行为及强度预测细观力学建模研究进展

纤维增强复合材料的强度取决于微尺度开裂、脱粘和复合材料单元和组分相之间的相互作用。复合材料的损伤程度是影响工程应用中使用寿命失常的重要因素。采用细观力学模型对复合材料的强度、刚度和使用寿命进行预测,可以实现复合材料结构的宏、细观一体化分析。在此,总结了纤维增强复合材料断裂、损伤和变形的细观力学分析模型的发展,并展望了其发展趋势。     

纤维增强复合材料的阻尼研究

本文评述了关于纤维增强复合材料和结构阻尼的研究现状，特别是聚合物基复合材料和结构阻尼的研究现状．首先叙述了复合材料的阻尼机理和适宜的阻尼分析方法学，而后提出了关于阻尼的研究包括宏观力学、微观力学、粘弹性研究方法、复合材料中的界面阻尼模型、阻尼与破坏模型，某些重要工作涉及到已经改进了的厚的层压制品结构阻尼模型，对层压制品阻尼的改进以及纤维增强复合材料／结构阻尼的优化进行了评价。     

碳纤维及无机纤维

20003161碳纤维的压缩性能:实验及其分析Vineon 1.…;ComPosites Seienee Teehnol.,1998(10).p.1649一1658(英)为了研究碳纤维的压缩特性,采用一种微力学的压缩试验。在光学显微镜下观察其破裂情况,根据观察纤维的破裂形变有两种,即高强纤维和高模纤维有不同的破裂形变。经特别的检测,第一种纤维破裂之前有微皱纹产生。这种微皱纹力学分析试验是Lee一Harri开发的,其目的是为了获得纤维和基质的两种应力值。从实验和分析指出,高强纤维的高压缩破裂形变可与复合材料的破裂形变相比拟。因此研究的结论表明,复合材料的压缩破裂不是由纤维的破…     

关于编织复合材料羽毛球拍的参数化建模探讨

针对编织复合材料在羽毛球拍的应用,从理论、试验和参数化建模等多个角度分析了编织复合材料的特性和纤维体积比对羽毛球拍相关性能的影响。对编织复合材料进行相关的力学试验分析,结果表明:由于编织复合材料的独特的特性导致了其在0°和90°两个方向上的拉伸强度和压缩强度相差较大。同时,研究了纤维体积比对编织复合材料羽毛球拍的最大应力的影响。通过参数化建模的方式分析了纤维体积比的合理值。考虑制作羽毛球拍的成本因素,最终选择纤维体积率在10%～20%之间。     

热塑性聚氨酯纳米复合材料的性能研究进展

热塑性聚氨酯（TPU）兼具弹性与刚性,同时也具有较好的生物相容性。通过结合碳纳米纤维、金属纳米颗粒等材料,TPU具有更好的力学特性与热学性质,并且也能获得电学性能、光学性能。文章介绍TPU纳米复合材料的一般结构、特性与制备方法。综述TPU纳米复合材料性能的最新研究进展,主要针对掺杂不同材料对TPU纳米复合材料力学性能与热学性能影响的进行介绍。指出为了进一步提高TPU纳米复合材料的应用价值,可以改进TPU与纳米材料之间的连接或附着方式,也可以引入新的纳米材料。     

聚乙烯醇纤维对磷建筑石膏基复合材料性能的影响

为了改善磷建筑石膏强度低、韧性差的不良特性,本文在磷建筑石膏基复合材料中掺入不同直径和掺量的聚乙烯醇纤维,通过试验分析探究聚乙烯醇纤维对磷建筑石膏基复合材料工作性能和力学性能的影响。结果表明,聚乙烯醇纤维的掺入能够显著降低浆体的流动度和缩短浆体的凝结时间。同时,聚乙烯醇纤维的掺入可以显著提高复合材料的力学强度,当纤维直径为15μm、体积掺量为1.6%时,复合材料的力学性能最佳,抗折强度、抗压强度、抗弯强度和抗拉强度分别为10.071、13.25、10.73和2.89 MPa。此外,通过SEM对材料结构的微观形貌进行观察,聚乙烯醇纤维能够分散在磷建筑石膏的孔隙和裂缝中,使复合材料的内部结构更加密实,提高了复合材料的力学性能。     

复合材料非线性力学的细观分析

纤维增强复合材料在偏轴拉压和剪切时有明显的非线性,产生非线性力学性能的原因是:①基本的非线性;②纤维的转动;③基体的逐步开裂.本文对复合材料的非线性力学进行细观力学分析,理论值与实测值较符合,可供多向复合材料的强度分析时使用.     

碳/碳复合材料中的微区结构和性能的研究

实验以Raman光谱、原位纳米力学测试、偏光显微镜和扫描电镜(SEM)对碳/碳复合材料不同微区的结构和性能进行研究,实验结果表明:碳/碳复合材料不同微区的结构和性能存在明显的差异性,不同微区的石墨化程度是沿着相邻纤维中心径向逐步增强,至纤维间的碳基体最高;碳基体以片层状结构沿纤维表面取向,呈同心圆环状,其光学各向异性远...     

特种纤维及其他合成纤维

983145复合物用纤维的现状和趋向Blumberg H.;Chem.Fibers Intern.,1997,47,(l),p .36一41(英)本文的调研提供了有关应用于复合材料的纤维信息,特别是高性能复合材料用的纤维资料。用于复合材料的纤维主要有三类:一是一维的高各向异性原纤结构的天然纤维、芳纶和聚乙烯纤维之类;二是具有二维片状结构的纤维,如碳纤维;三是三维各向同性结构的玻璃纤维、氧化铝和碳化硅纤维等。复合材料用纤维、目前的世界市场份额仅保持8%,主要应用于航空和军事工业。芳纶是第一流的高性能聚合物纤维;今后十年的发展,碳纤维将占市场的主导地位,芳纶、R一玻…     

2维C/SiC复合材料的拉伸损伤演变过程和微观结构特征

通过单向拉伸和分段式加载-卸载实验,研究了二维编织C/SiC复合材料的宏观力学特性和损伤的变化过程.用扫描电镜对样品进行微观结构分析,并监测了载荷作用下复合材料的声发射行为.结果表明:在拉伸应力低于50MPa时,复合材料的应力-应变为线弹性;随着应力的增加,材料模量减小,非弹性应变变大,复合材料的应力-应变行为表现为非线性直至断裂.复合材料的平均断裂强度和断裂应变分别为23426MPa和0.6%.拉伸破坏损伤表现为:基体开裂,横向纤维束开裂,界面层脱粘,纤维断裂,层间剥离和纤维束断裂.损伤累积后最终导致复合材料交叉编织节点处纤维束逐层断裂和拔出,形成斜口断裂和平口断裂.     

碳纤维增强复合材料用环氧树脂组合物、预浸料坯、一体化成型品、纤维增强复合材料板及电气·电子设备用外壳

本发明提供具有优良的难燃性及力学特性,且燃烧时不生成卤类气体的轻质纤维增强复合材料。还提供适用于得到上述纤维增强复合材料的预浸料坯及环氧树脂组合物。进一步提供使用上     

复合材料泡沫夹层结构力学性能与试验方法

本文讨论纤维增强复合材料与聚合物泡沫组成的夹层结构的刚度、强度及弯曲性能试验方法;分析了复合材料面层的弹性常数、泡沫芯层的模量和夹层结构的刚度;阐述了夹层结构的应力分布和常见的5种破坏模式;对夹层结构的疲劳强度和冲击时的力学行为进行了探讨.     

复合材料夹层结构动力学特性研究进展

复合材料夹层结构是一类由纤维增强复合材料上下表层和芯层复合组成,具有比强度高、阻尼性能好、纤维铺层可设计、质量轻等优点的结构,常作为工程减振结构使用,研究其动力学特性对该类工程设计具有很强的指导意义。本文从夹层结构力学分析模型、芯材粘弹性材料本构模型、粘弹性夹层结构动力学特性分析方法、粘弹性复合材料夹层梁/板、离散芯材复合材料夹层结构等方面,对国内外复合材料夹层结构动力学特性研究成果进行了回顾、梳理和归纳,总结得出了不同结构动力学特性的计算方法及其局限性,指出了不同类型结构理论或数值计算存在的突破难点,以及复合材料夹层结构动力学特性未来研究的趋势。研究认为:过往,结构阻尼性能预报材料遵循不考虑频变到频变特性,逐步逼近粘弹性特性的历程,研究对象具有从规则对象到大型复杂外形结构的趋势;未来,在理论求解方面,夹层梁/板动响应封闭解还需深入研究;对于结构动态响应研究,针对自由铺层表层结构的动力学特性求解还需结合板条传递函数法进行进一步研究;在应用研究方面,以降低计算规模和难度,寻求能逼近材料力学行为且适应数值求解的材料本构模型,并相应完善数值求解方法将成为研究热点。     

混杂复合材料力学(Ⅰ)

就纤维复合材料力学这门学科而言,已有许多著作。混杂纤维复合材料出现后,原来的非混杂复合材料力学的内容是否完全适用于混杂纤维复合材料?本文针对这一问题,进行了综合论述,对于单向层坯、层板,非混杂,层内、层间混杂纤维复合材料,归纳了八种解折方法并介绍了一些学者的研究结果。本文将分1) 前言;2) 层坯的弹性常数;3) 层坯的变形特性;4) 单向层坯的强度与破坏;5) 层坯的破坏准则;6) 层板的刚度和强度六个部份进行论述。     

二维两轴编织铺层复合材料压缩弹性性能的一种计算方法

通过在体式显微镜下,观测编织铺层复合材料纱线走向,考虑纱线在交织处屈曲起伏,纤维轴向模量会有部分损失,提出纤维轴向模量损失系数ξ。通过测量编织复合材料中的基本参数,结合复合材料细观结构、弹性力学、迭层理论和多层等效弹性力学模型,利用推导出一套比较简单而实用的二维两轴编织铺层复合材料平均压缩模量的计算方法。实验结果表明:理论计算值与实测值吻合度较高,为编织复合材料的工业应用提供了一种简单而实用的弹性性能计算方法。     

PBO纤维复合材料的研究及进展

聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)纤维表面化学惰性较强,应用方面受到了较大的限制。PBO纤维经表面改性后可与其它化合物形成复合材料,如PBO树脂基增强复合材料以及PBO纤维纳米复合材料等,PBO纤维复合材料凭借优异的力学及化学性能在各领域都获得了较大的应用及发展。介绍了PBO树脂基增强复合材料和PBO纤维纳米复合材料的应用及发展。近些年,PBO纤维复合材料已经逐步取代传统的金属材料。但是目前PBO纤维复合材料仍有较大的研究空间,其开发对于航空、航天和国防等高新技术领域材料及产品更新换代具有重要意义。     

纤维增强树脂基复合材料在直升机的应用现状

本文介绍了纤维增强树脂基复合材料相关特征和直升机常用纤维增强树脂基复合材料的种类特性.描述了直升机结构特点以及纤维增强树脂基复合材料在直升机上的具体应用部位和应用现状,并对实际应用部位的结构特点、选材情况和其在直升机上的作用用途等进行了论述,同时对直升机用复合材料未来的发展趋势进行了展望.研究表明,纤维增强树脂基复合材...