长竹纤维束定向增强聚丙烯复合材料

目的 以我国资源丰富的竹子和聚丙烯（PP）作为原料,研究竹材的预处理和成形工艺对其物理力学性能的影响,扩大竹材的应用领域。方法 通过碱液预处理,对竹条进行软化分丝。然后,利用热压技术将所提取的竹子与聚丙烯进行复合,并调节热压工艺,得出最优参数。结果 使用质量分数为6%的NaOH,在100℃下预处理2.5 h,通过辊压疏解,制备长竹纤维束（LBF）,LBF的抗拉强度为397.2 MPa。经过处理后,LBF/PP复合材料的储能模量达到9.49 GPa,比未处理的LBF/PP复合材料提升了11.5%。确定了最优热压条件：温度为190℃、时间为20 min、压力为6 MPa。随着长竹纤维含量的增加,LBF/PP复合材料的耐水性降低。结论 使用长竹纤维束所制备的LBF/PP复合材料具有优异的物理力学性能,有望作为结构材料应用于集装箱、托盘等,在包装应用领域有较好的前景。     

环氧树脂混杂复合材料的阻尼性能研究

从本文研究的混杂复合材料阻尼特性的影响因素看,玻璃纤维和碳纤维混杂复合材料中两种纤维对阻尼性能和力学性能的作用和贡献是不同的。经GF/CF混杂后,复合材料的阻尼性能符合混合率,阻尼因子界于GF复合材料和CF复合材料的之间。另外,纤维zk强复合材料的模量变化和玻璃化转变温度受所加纤维的种类、含量和混杂效果的影响。     

纤维增强复合材料身管阻尼特性分析

针对火炮发射时纤维增强复合材料身管的阻尼效应,根据粘弹性材料动态特性,给出了纤维增强复合材料能量耗散公式,采用基于有限元技术的模态应变能分析方法,对某口径复合材料身管进行了阻尼特性分析,获得了该复合材料身管在各阶固有频率下的应变能和阻尼损耗因子,为复合材料身管的动态特性分析提供了阻尼特性参数.     

过氧化二异丙苯对竹纤维增强聚烯烃复合材料机械与流变特性的影响

采用过氧化二异丙苯(DCP)对聚丙烯及聚乙烯体系进行热降解处理,以提高竹纤维增强聚烯烃复合材料的熔融指数;借助聚丙烯与聚乙烯之间的微交联结构,提升竹纤维/聚烯烃复合材料的力学性能,降低复合材料的模塑收缩率。研究结果表明：DCP可以很好地促进聚烯烃的降解,聚烯烃的熔融指数与DCP的质量分数呈近线性关系;竹纤维的加入会降低DCP含量变化对竹纤维/聚丙烯复合材料熔融指数的影响;当复合材料中竹纤维质量分数为45%、DCP质量分数为0.3%时复合材料的力学性能最佳。     

碳纤维/环氧树脂复合材料圆筒在低速横向冲击下的数值研究

采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对碳纤维/环氧树脂复合材料薄壁圆筒的低速横向冲击进行模拟,运用大变形损伤本构方程和冲击动力学方程对其进行动态响应分析.采用接触力历程、内能历程和位移历程研究了冲击速度、边界条件和铺层顺序对圆筒动态响应的影响,并评价了不同冲击状态下薄壁圆筒的抗冲击性.结果表明,[553/-553/55/-55/0/90]圆筒试样的抗冲击性与其它铺层顺序试样相比较好.     

Processing of Bamboo Fiber Reinforced Plastic Composites

Anatomical properties of bamboo fiber, like chemical constituents and ultra structure establish bamboo as superior to other known natural ligno-cellulosic fibers. Bamboo fibers have been separated and sized in the form of fibers and strips. These fibers and strips mat (in the form of orthogonal mat) have been used to reinforce epoxy and unsaturated polyester (USP) resins. A process has been developed to cast bamboo fiber reinforced plastic (BFRP) unidirectional, bidirectional and multidirectional composites. The resulting material combine the strength and resilience of bamboo fiber with dimensional stability and moisture resistance of thermosetting resin.     

竹纤维增强聚氯乙烯发泡复合材料的制备与性能

以竹纤维和聚氯乙烯为原料,加入冲击改性剂、偶联剂、发泡剂等生产助剂,通过熔融混炼挤出,最后注塑成型为复合材料试样.研究了竹粉含量、冲击改性剂含量、偶联剂和发泡剂种类对该复合材料力学性能的影响,并利用扫描电镜分析了发泡复合材料的微观结构.结果表明：竹粉在一定添加量范围内对聚氯乙烯塑料基体的力学性能具有一定的增强效果,当竹粉添加质量分数超过20％后,复合材料的力学性能开始降低;抗冲击改性剂CPE的加入,可以在聚氯乙烯/竹粉复合材料体系中形成橡胶态过渡结构,组成不均匀相,进而提高复合材料的韧性;选用的几种偶联剂中,硅烷偶联剂对复合材料力学性能的作用效果最好,马来酸酐接枝聚丙烯次之,随后是改性EVA、铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂;组合发泡剂对聚氯乙烯/竹粉复合材料的发泡效果优于单一发泡剂,当AC＋尿素的添加质量分数为1.0％,且两者的质量比为1∶1时,其作用效果最优,泡孔数量多且均匀.     

玄武岩纤维增强酚醛树脂复合材料高温热分析研究

通过对B7/S157玄武岩纤维增强酚醛树脂复合材料和G/S157玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料体系进行高温热分析研究、热力学计算及高温反应产物成分分析,结果表明:玄武岩纤维中的氧化铁及氧化亚铁成分可在化学反应中充当催化剂,改变材料体系中碳硅反应历程,使得碳硅反应可在相对较低温度下进行,促进材料的吸热效应,有别于玻璃纤维增强防热复合材料。     

Micromechanical Analysis of Interphase Damage for Fiber Reinforced Composite Laminates

In the present study, the initiation and evolution of the interphase damage and their influences on the global stress-strain relation of composite laminates are predicted by finite element analysis on a micromechanical unit cell model. A thin layer of interphase elements is introduced and its stress-strain relation is derived based on a cohesive law which describes both normal and tangential separations at the interface between the fiber and matrix. In addition, a viscous term is added to the cohesive law to overcome the convergence difficulty induced by the so-called snap-back instability in the numerical analysis. The matrix behavior is described by a recently developed nonlinear viscoelastic constitutive model. As application examples, glass fiber/epoxy unidirectional laminates under off-axis loadings are analyzed. One-quarter of the unit cell is used in the analysis accounting for the geometrical symmetry of the model, and the corresponding periodic boundary conditions for combined global shear and normal loading are derived. Results show that the initiation and evolution of the interphase damage can be well simulated and the predicted global stress-strain responses are in good agreement with the experimental results.     

复合材料厚壁圆筒的损伤问题

基于连续介质损伤力学理论,引入表征材料内部微细缺陷的损伤变量,导出了三维复合材料厚壁圆筒的损伤模型,预测该结构内各处的损伤过程;针对不同损伤模式,推导出包含不同结合力和损伤变量的损伤扩展准则;利用三维有限元分析软件模拟计算出结构损伤破坏的全过程,分析了复合材料圆筒的损伤模式与破坏机理,以及能量变化关系。     

混杂纤维混凝土的研究进展

本文从纤维混凝土增强机理、纤维的混杂效应、混杂纤维混凝土力学性能、混杂纤维混凝土耐久性能及高温后混杂纤维混凝土力学性能五个方面,对国内外的混杂纤维混凝土研究现状进行了总结。最后,提出了当前研究存在的问题和有待进一步努力的方向。     

聚合物基碳纤维复合材料废弃物的几种处理方法分析

从环保和可持续发展角度出发,并结合我国碳纤维(CF)生产与使用实际情况,对聚合物基碳纤维复合材料(CFRP)废弃物处理必要性作了较为详尽的阐述。根据CFRP废弃物种类,提出了机械材料再循环法、材料再循环与能量回收法、能量回收焚烧法三种可行处理方法,并从处理费用、环境影响、替代用途三方面对多种处理方案进行了合理评估。综合考虑处理环境影响、经济效益及替代物使用性能等因素,材料再循环与能量回收法为处理CFRP废弃物最合适的方法。此外,为推进其后期处理工作的顺利进行,还从内部、外部因素两方面提出相关建议。     

长玻纤增强复合材料注塑成型构件强度分析

基于广义牛顿流体本构方程,采用ARD-RSC纤维取向模型,考虑纤维间相互作用,仿真预测长玻纤增强复合材料注塑构件的纤维取向分布;应用复合材料细观力学Eshelby夹杂理论和Mean Field均匀化方法,建立长玻纤增强复合材料均质化RVE模型;综合运用复合材料细观建模、离散RVE模型场、注塑成型和结构有限元分析技术,提出了长玻纤增强复合材料注塑构件强度分析方法。对推力杆注塑构件进行强度分析,显示仿真危险位置与实际破坏位置较为吻合。在此基础上对推力杆进行结构改进,结果表明杆体中间部分在拉伸载荷下的最大主应力降低了57.18%,在压缩载荷下的最大主应力降低了71.25%。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土的抗盐冻性能

研究了盐冻循环作用对锂渣混凝土(LiC)和钢-聚丙烯混杂纤维锂渣混凝土(HFC)的质量损失、抗压强度、动弹性模量、基振频率以及溶液吸入量的影响。结果表明:随盐冻循环次数的增加,LiC和HFC均呈现质量损失率逐渐增大、抗压强度先增加后减小、动弹性模量前期稳定后期逐渐减小、溶液吸入量(Ws)先减小后增加的变化规律。将二者对比可以发现,钢-聚丙烯混杂纤维掺入混凝土可以减小盐冻作用对混凝土的内部损伤,显著提高混凝土的抗盐冻性能。     

剑麻纤维增强聚丙烯复合材料的拉伸性能

本文介绍了剑麻纤维(sisal fiber)增强聚丙烯(pp)复合材料的制备方法和注塑成型工艺,通过改变剑麻纤维的长度(3mm,5mm,8mm),含量(5%,10%,15%,20%)和预处理方法来制备不同的增强复合材料,并测定其拉伸性能,通过典型的拉伸应力-应变曲线、伸长率、电镜断口照片等数据的分析,找到最佳的配比方案,为以后的生产应用提供依据和参考.     

碳纤维/有机硅改性环氧树脂复合材料性能研究

介绍了一种碳纤维/有机硅改性环氧树脂复合材料的性能研究情况.对该复合材料的力学性能、热常数和烧蚀性能进行了初步测试.结果表明,其拉伸强度达到558MPa,拉伸模量达到44.0GPa,层间剪切强度为16.6MPa,导热系数不超过0.3 W/(m*K),氧-乙炔烧蚀的线烧蚀率为0.049mm/s,质量烧蚀率为0.0595g/s.通过与常用的碳/酚醛材料比较,碳纤维/有机硅改性环氧树脂复合材料的性能较优.     

Smart Behavior of Carbon Fiber Reinforced Cement-based Composite

The electrical characteristics of cement-based material can be remarkably improved by the addition of short carbon fibers.Carbon fiber reinforced cement composite (CFRC) is an intrinsically smart material that can sense not only the stress and strain, but also the temperature. In this paper, variations of electrical resistivity with external applied load, and relation of thermoelectric force and temperature were investigated. Test results indicated that the electrical signal is related to the increase in the material volume resistivity during crack generation or propagation and the decrease in the resistivity during crack closure. Moreover, it was found that the fiber addition increased the linearity and reversibility of the Seebeck effect in the cement-based materials. The change of electrical characteristics reflects large amount of information of inner damage and temperature differential of composite, which can be used for stress-strain or thermal self-monitoring by embedding it in the concrete structures.     

Preparation of SiC Fiber Reinforced Nickel Matrix Composite

A method of preparing continuous(Al+Al2O3)-coated SiC fiber reinforced nickel matrix composite was presented,in which the diffusion between SiC fiber and nickel matrix could be prevented.Magnetron sputtering is used to deposit Ni coating on the surface of the(Al+Al2O3)-coated SiC fiber in preparation of the precursor wires.It is shown that the deposited Ni coating combines well with the(Al+Al2O3) coating and has little negative effect on the tensile strength of(Al+Al2O3)-coated SiC fiber.Solid-state diffusion bonding process is employed to prepare the(Al+Al2O3)-coated SiC fiber reinforced nickel matrix with 37% fibers in volume.The solid-state diffusion bonding process is optimized and the optimum parameters are temperature of 870,pressure of 50 MPa and holding time of 2 h.Under this condition,the precursor wires can diffuse well,composite of full density can be formed and the(Al+Al2O3) coating is effective to restrict the reaction between SiC fiber and nickel matrix.     

MWNTs改性炭纤维增强复合材料研究

树脂基复合材料在厚度方向上较低的导电及导热性能限制了其在防静电、电磁屏蔽等领域的应用.采用多壁碳纳米管(MWNTs)改性T700/环氧复合材料,研究了MWNTs对复合材料基本力学性能、导电性能及导热性能的影响,结果表明MWNTs的引入使复合材料煎梁剪切强度先升高后下降,厚度方向电阻率下降两个数量级,热导率上升41％.