公路工程用玄武岩纤维增强复合材料模板的性能

为优化公路工程疲劳性能，使用SBS改性沥青、矿料、玄武岩纤维制备纤维增强复合材料，采用马歇尔试验方法分析不同配合比条件下玄武岩纤维增强复合材料的性能。马歇尔试验分析结果显示：矿料初始级配的初始油石比为6.0%，玄武岩纤维质量分数、SBS改性沥青质量分数分别为0.35%、4.55%时，玄武岩纤维增强复合材料的性能最优；将其制备为玄武岩纤维增强复合材料模板后用于公路路面养护，在多种应变工况中，公路路面疲劳寿命次数变多，劲度模量变大。由此证明，玄武岩纤维增强复合材料模板具备优化公路工程的抗疲劳性能，延长沥青路面应用寿命的能力。     

玄武岩纤维增强聚醚砜复合材料制备与性能

将聚醚砜树脂PES制备成水性分散液,利用水性分散液浸渍玄武岩纤维,然后通过热压成型制备了聚醚砜为基体的连续玄武岩纤维增强复合材料,研究了不同树脂含量下复合材料的热学和力学性能。结果表明,以聚醚砜和连续玄武岩纤维质量比为5∶5时得到的复合材料综合性能最优,该复合材料的初始分解温度为522℃,较纯PES树脂高15℃;弯曲强度为546 MPa,弯曲模量可达51.3 GPa。     

玄武岩纤维/酚醛树脂基复合材料性能研究

对玄武岩纤维增强酚醛树脂基复合材料进行了实验研究。制备了连续玄武岩纤维平纹织物增强酚醛树脂复合材料。研究了胶含量对玄武岩纤维/酚醛树脂复合材料拉伸、压缩和层间剪切强度等力学性能、耐烧蚀性能的影响。利用SEM对复合材料压缩、层间剪切破坏断口和烧蚀试样的微观形貌进行了分析。研究结果表明,玄武岩纤维/酚醛树脂复合材料具有较好的界面性能,树脂含量在36%时CBF/酚醛树脂复合材料的力学性能最佳,线烧蚀性率和质量烧蚀率最低。     

玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂的抗弹性能研究

以连续玄武岩纤维为增强剂,乙烯基酯树脂为基体,制备了新型纤维增强树脂基复合材料。通过分析该复合材料的抗弹性能与其结构设计因素的关系,确定了该复合材料中的纤维织物形式、织物面密度、纤维直径和纤维含量等结构参数;并对该复合材料的抗弹机理进行了初步的分析讨论。     

玄武岩纤维增强聚丙烯基复合材料的力学性能研究

本文主要研究玄武岩增强聚丙烯复合材料的力学性能。分别制备了玄武岩纤维含量为10%、20%、30%和40%的纤维增强复合材料,并分析纤维含量对复合材料拉伸性能和弯曲性能的影响。研究表明,玄武岩纤维的加入大幅度提高了复合材料的拉伸性能和弯曲性能,但复合材料的断裂伸长率有所下降;随着玄武岩纤维含量的增加,复合材料的拉伸、弯曲强度和模量呈先增加后减小的趋势,当纤维含量在30%时达最大值;复合材料的弯曲强度和模量的变化规律与拉伸性能相同。     

电熔法制备连续玄武岩纤维及其复合材料的性能探讨

以天然玄武岩为原料,利用电熔法制备了两种不同直径的连续玄武岩纤维,并采用直接浸渍模版法制备复合材料。通过强度、化学稳定性及微观形貌的表征,结果表明该连续玄武岩纤维及其制备的复合材料具有良好的物理化学性能。     

剑麻纤维/玄武岩纤维混杂增强聚乳酸复合材料的力学性能研究

混杂纤维增强复合材料由于可以综合利用各种纤维的优点,极大地提高复合材料的性能,拓展复合材料的适用范围。采用剑麻纤维和玄武岩纤维混杂增强聚乳酸制备复合材料,研究了纤维含量和铺层顺序对混杂纤维复合材料力学性能的影响。结果表明,剑麻纤维作为芯层、玄武岩纤维作为表层时混杂复合材料具有较好力学性能。当纤维质量分数为40%时,其拉伸强度和冲击强度比纯聚乳酸分别提高了2.83倍、41.47倍,达到了267.29 MPa和183.46k J/m~2;纤维含量为30%时,其弯曲强度比纯聚乳酸提高4.07倍,达到354.16 MPa。     

三维多重结构增强玄武岩复合材料的力学性能研究

根据机织和针织复合材料各自的特点，以玄武岩纤维为材料，设计出一种新型的三维玄武岩纤维增强复合材料。对这种复合材料进行了拉伸、弯曲和重锤冲击测试，并对三种破坏机理进行了分析。     

连续玄武岩纤维增强木质复合材料的研究

采用真空辅助成型工艺(VARI)制备连续玄武岩纤维增强木材复合材料,通过测试其力学性能,分析了平纹6×6、平纹9×9、斜纹6×6、斜纹9×9等四种不同类型玄武岩织物的增强效果,结果显示平纹6×6玄武岩纤维布增强木材复合材料的综合力学性能最优。     

玄武岩纤维表面处理对尼龙6复合材料力学性能影响

为改善玄武岩纤维增强PA6复合材料的力学性能,对玄武岩纤维分别进行了H2SO4处理、偶联剂KH-550处理及H2SO4加KH-550协同处理,使用双螺杆挤出机制备了玄武岩纤维质量分数分别为10%、20%、30%的复合材料,测试复合材料的拉伸和冲击性能,并对纤维以及复合材料冲击断面进行微观表征。结果表明,随着玄武岩纤维质量分数的增加,复合材料的力学性能有较大提升。此外,经过协同处理、玄武岩纤维质量分数为30%的复合材料相较于纤维含量相同但未经处理的复合材料,拉伸强度提高了24.36%,冲击强度提升了37.41%。     

碳纤维复合材料迫击炮身管结构设计与缠绕工艺研究

纤维增强复合材料具有比刚度高、比强度大的轻量化优势,以及可设计性强、耐腐蚀性优、抗疲劳性好等显著特点,可作为武器装备轻量化设计的绝佳选材。在对迫击炮身管进行受力分析的基础上,提出了采用金属内衬外加碳纤维复合材料增强层的迫击炮复合身管双层结构,介绍了用于迫击炮复合身管加工的缠绕设备和缠绕工艺,基于实验结果,综合分析了碳纤维材料的选择、铺层顺序、纤维缠绕张力等工艺对迫击炮复合身管承压性能的影响,可为火炮复合材料身管以及复合材料承载圆筒的结构设计与加工提供参考。     

复合材料板簧与传动轴的研制

介绍汽车用聚合物基复合材料板簧和传动轴的原材料、成型工艺及性能研究。研制的复合材料板簧的重量是多片钢板簧的1/5,而疲劳寿命远高于多式钢制板簧。研制的混杂复合材料传动轴经强度和疲劳试验证明是合理可行的。     

Effect of fiber volume fraction,fiber length and fiber tow size on the energy absorption of chopped carbon fiber–polymer composites

Composite materials have the potential to reduce the overall cost and weight of automotive structures with the added benefit of being able to dissipate large amounts of impact energy by progressive crushing. To identify and quantify the energy‐absorbing mechanisms in candidate automotive composite materials, modified test methodologies were developed for conducting progressive crush tests on flat‐plate composite specimens. The test method development and experimental setup focused on isolating the damage modes associated with the frond formation that occurs in dynamic testing of composite tubes. The Automotive Composites Consortium (ACC) is interested in investigating the use of chopped carbon fiber–reinforced composites as crash‐energy absorbers primarily because the low costs involved in their manufacture make them cost‐effective for automotive applications. While many in the past have investigated the energy‐absorption characteristics in various continuous fiber–reinforced composite materials, no literature is available on the energy‐absorption and crushing characteristics of chopped carbon fiber–reinforced composite materials. Hence quasi‐static progressive crush tests were performed on composite plates manufactured from chopped carbon fiber (CCF) with an epoxy resin system using compression‐molding techniques, and the effect of material parameters (fiber volume fraction, fiber length, and fiber tow size) on energy absorption was evaluated by varying them during testing. Of the parameters evaluated, fiber length appeared to be the most critical material parameter determining the specific energy absorption of a composite material, with shorter fibers having a higher specific energy absorption than longer fibers, possibly because of the increased concentration of stress raisers in the shorter fiber specimens, resulting in a larger number of fracture‐initiation sites. The combination of material parameters that yielded the highest energy‐absorbing material was identified. The test observations and trends established from this work would help support the development of low‐cost energy absorbers for the automotive industry. POLYM. COMPOS. 26:293–305 2005. Published 2005 Society of Plastics Engineers.     

纤维增强树脂基摩阻材料研究进展

综述了近几年来树脂基摩阻材料用增强纤维的研究进展,主要介绍了常用的4类纤维增强树脂基摩阻材料的摩擦学特性、增强纤维制备方法及其在摩阻材料中的应用。     

复合材料汽车板簧吊耳及其联接的研究

本文描述了玻璃纤维增强复合材料（GFRP）汽车板簧在紧急制动时的力学模型。给出了吊耳的联接强度设计安全系数。经过八十万次台架疲劳试验和拉伸破坏试验证实，平面镶嵌铆接式吊耳结构能满足一吨以下轻型客车GFRP板簧的设计要求。     

Development of light weight sustainable pineapple/kevlar hybridized fiber and peanut husk cellulose toughened vinyl ester biocomposite for unmanned aerial vehicle applications

The aim of this study is to develop a light weight hybrid biocomposite using pineapple and Kevlar fiber with peanut husk cellulose in vinyl ester resin for applications in unmanned aerial vehicles. This study focuses on how the silane treatment on fiber and cellulose particle influences the mechanical, fatigue and low velocity impact properties of this hybrid biocomposites. Using hand lay-up technique, the biocomposite was prepared with cellulose loading ranging from 1 to 5 vol%. The results revealed that the 5 vol% of cellulose added composite had an improved tensile, impact, flexural, hardness and ILSS of 161 MPa, 224 MPa, 6.8 J, 84 shore-D and 21.4 MPa. Moreover, the biocomposite with the inclusion of 3 vol% cellulose had an improved fatigue life count of 42 697, 29 821, 22 381 and 18 164 at 25%, 50%, 75% and 90% of UTS. Similarly, the 3 vol% cellulose reinforced composite showed an improved low velocity impact toughness of 12.36 J. The obtained results clearly indicated that these mechanically strengthened and highly toughened biocomposites could be used as working material for number of applications, especially in making of UAVs for the aerospace industry, automotive components for the transportation sector and structural material in domestic infrastructure.     

环境温度对架空导线用碳纤维复合芯成型工艺及性能的影响

研究了两种不同树脂体系黏度与环境温度、凝胶化时间与温度的关系,确定了用于拉挤工艺的树脂体系.采用该树脂体系制备了架空导线用碳纤维复合芯,分析了环境温度对碳纤维复合芯制品成型工艺和拉伸强度的影响,采用扫描电子显微镜分析了碳纤维复合芯的拉伸断裂机理.结果表明,环境温度对碳纤维复合芯的拉伸强度及表现性能影响较大,当环境温度变...     

碳纤维复合材料的耐腐蚀性能

碳纤维增强树脂基复合材料具有比强度和比模量高、耐疲劳性好、性能可设计和易于整体成型等许多优异特性,已成功用于复合材料结构件中。碳纤维复合材料的耐腐蚀性能足工程应用中的一个主要技术指标。从材料学的角度分析了碳纤维复合材料的耐腐蚀性能,包括耐候性、耐水性、耐介质腐蚀性、耐热性等,可为复合材料结构件的设计、选材、成型、使用及贮存维护提供参考。     

复合材料汽车板簧与车桥壳的联接研究

本文描述了复合材料汽车板簧与车桥壳联接处的损伤原因。提出了该联接夹座的技术性能要求和结构设计方案。经过八十万次台架疲劳试验和4．8万多km的实地道路试验证明夹座的联接方式能基本满足设计要求,适合用于复合材料汽车板簧的安装联接。     

高温复合隔热结构组成对其瞬态热特性的影响

建立多层复合隔热结构辐射-导热与相变换热模型, 采用Monte Corlo方法模拟复合隔热结构内半透明介质的热辐射传递,有限体积法求解能量方程。分析比较了纤维隔热毡-金属膜复合结构、纤维隔热毡-纤维增强气凝胶材料-金属膜复合结构、纤维隔热毡-纤维增强气凝胶材料-相变隔热材料-金属膜复合结构等三类典型复合隔热结构的瞬态换热特性,研究表明不同的复合隔热结构组成其热特性差异显著,为复合隔热结构的设计、优化提供了指导思路。