蜂窝夹层复合材料四点弯曲性能和失效模式的研究

对共固化成型的蜂窝夹层复合材料四点弯曲进行了宏观力学和失效方式分析,研究了预浸布种类、夹层板滚筒剥离强度以及蜂窝芯厚度对四点弯曲破坏模式的影响以及破坏模式和四点弯曲性能的关系,为蜂窝夹层复合材料原材料合理选用提供了依据。研究结果显示：蜂窝芯厚度对四点弯曲性能影响显著,蜂窝芯厚度不同会出现三种不同类型的破坏方式;胶膜面密度对四点弯曲450 N载荷的挠度值影响较小,对四点弯曲强度影响较大;蜂窝芯厚度一定时,不同胶膜面密度样品出现两种破坏方式;蜂窝芯厚度和胶膜面密度一定时,面板性能增加,会出现两种不同的破坏方式。     

缝合编织复合材料低速冲击以及冲击后弯曲性能研究

两片三维四向编织厚片叠层缝合和四片三维四向编织薄片叠层缝合,固化之后得到两种厚度接近的缝合编织复合材料。对两种材料进行冲击以及冲击后弯曲实验,分析其表面和内部损伤特征、分布和机理,探讨其冲击后的剩余弯曲性能。结果表明,3.2J/mm的冲击能量下,缝合编织薄片的表面损伤面积和厚度方向上的损伤小于缝合编织厚片;冲击后弯曲实验中,两种材料受压面的树脂裂纹在厚度方向上的相邻两编织片之间几乎观察不到,受拉面的树脂裂纹沿着冲击造成的树脂裂纹继续向横向、纵向和厚度方向扩展;缝合编织薄片未经冲击与冲击后的弯曲强度和弯曲模量均大于缝合编织厚片,但其弯曲断裂变形小于缝合编织厚片。     

玻璃纤维复合材料层合板冲击后的压缩强度

对不同厚度的二维编织环氧玻璃纤维层合板进行落锤冲击试验及冲击后压缩破坏试验,以研究低速冲击对复合材料层合板剩余压缩强度(CAI)的影响。用透光描影及热揭层方法对冲击损伤形式进行描述。讨论了损伤宽度、损伤面积与冲击能量及剩余压缩强度、模量间的关系,并建立有限元模型,采用开口等效及软化夹杂等分析方法对材料的冲击后压缩强度值进行估算。     

复合材料层合板低速冲击后的力学性能试验研究

对特定铺层的5224/CF3052平纹织物复合材料层合板进行了低速冲击和冲击后拉伸、压缩及弯曲试验。探讨了层合板在冲击试验过程中的损伤过程、特征和机理;分析了凹坑深度对层合板冲击后拉伸、压缩和弯曲强度的影响规律。结果表明:冲击后拉伸、压缩及弯曲强度降幅分别为60.9%、50.4%及28.4%,冲击后拉伸强度降幅最大,应引起注意。与冲击后压缩试验结果类似,凹坑深度与冲击后拉伸、弯曲剩余强度关系曲线存在拐点现象。     

平纹编织碳纤维增强碳化硅复合材料低速冲击特性及冲击后的压缩强度

采用落锤冲击试验系统对平纹编织碳纤维增强碳化硅复合材料平板试样进行低速冲击,冲击能量为1.5～9J。冲击试验后,采用超声C扫描得到冲击损伤的大小。对含冲击损伤的试样进行压缩试验,通过与未冲击试样的压缩强度比较,得到冲击试样的剩余压缩强度。并对比了编织陶瓷基复合材料和树脂基复合材料的损伤阻抗和损伤容限。结果显示:随着冲击能量的增加,冲击力峰值、复合材料损伤面积和凹坑深度明显增加,到达峰值冲击力的时间减小。冲击能量的增加会导致冲击损伤面积的增加,而损伤面积的增加会导致剩余压缩强度的明显降低。相对于编织纤维增强树脂基复合材料,编织纤维增强陶瓷基复合材料的损伤阻抗较低,但损伤容限较高。     

复合材料层合板冲击损伤剩余强度分析

民用飞机复合材料结构设计时必须考虑复合材料层合板的冲击损伤.通过试验测量和数值模拟两种方法分析碳纤维增强复合材料层合板低速冲击损伤后的剩余压缩强度,试验采用标准试验规范进行测量,数值模拟分析采用层内渐进损伤模型和层间Cohesive模型模拟分析层合板冲击损伤以及剩余压缩强度.数值模拟与试验结果对比表明,该数值模拟分析方...     

盖板玻璃的四点弯曲强度影响因素研究

四点弯曲(4PB)强度是盖板玻璃的一个重要强度指标。本文研究了玻璃料方、化学强化、CNC加工以及4PB测试人员等因素对盖板玻璃的4PB的影响。研究结果表明:在料方中,随着网络形成体含量的降低,以及碱金属和碱土金属含量的增加,样品的4PB强度降低。料方二强化前后的4PB值分别为154.3 MPa和741.7 MPa,比料方一分别低16.5 MPa和48.2MPa。对于料方一和料方二,强化后的4PB强度均大幅度提高,强化后比强化前的4PB值分别高619.1 MPa和587.4 MPa。通过优化CNC加工参数,提高了加工质量,也有助于改善盖板玻璃的4PB性能。     

四点弯曲载荷作用下复合材料分层演化行为探索

为探索玻璃纤维增强复合材料在四点弯曲载荷作用下分层演变行为及分层缺陷对复合材料承受负荷能力和服役期限的影响,经过设置相异位置的人为分层缺陷,在万能试验机上对试样实施四点弯曲试验,由声发射记录全过程,并通过试样的撞击累积-时间-幅度历程图、载荷-时间-相对能量历程图、声发射撞击信号定位图等判断复合材料分层损伤的破坏程度。结果表明,接近试件表面的分层缺陷加快了材料破坏扩展进程,分层缺陷所在的位置很大程度地改变了复合材料的弯曲性能,分层缺陷越靠近试件表面,对试件损害力度越大,试件服役能力越差。     

混杂编织层合复合材料低速冲击性能研究

主要研究三组二维三轴混杂编织层合复合材料在铺层数目相同时,不同混杂编织方式对低速冲击性能的影响,为其在航空航天等领域的应用研究提供一定的设计依据和理论基础。由低速冲击以及三点弯曲实验的对比和分析研究表明,编织纱是玻纤、轴纱是碳纤的二维三轴编织片层合制得的复合材料,冲击后其表面产生裂纹较少、单位厚度吸收能量较低、在厚度方向产生损伤范围较小,冲击后弯曲损伤较小,抗冲击性能较好;通过合适的碳纤/玻纤混杂编织方式可实现正的混杂效应,进而增强其层合复合材料的抗冲击性能。     

铺层结构对复合材料层合板弯曲强度及失效行为的影响

通过改变偏轴角为45°和90°的[45°/–45°],[0°/90°]正交铺层组的质量分数,设计了6种复合材料层合板铺层结构。研究了两种偏轴角正交铺层组共同存在的铺层结构对真空辅助树脂传递模塑工艺复合材料层合板弯曲强度及失效行为的影响。通过弯曲实验获得6种复合材料层合板的弯曲强度、损伤特征以及应力–应变曲线。结果表明,随偏轴角为90°的[0°/90°]铺层组质量分数的增加,复合材料层合板的弯曲强度逐渐增大;两种偏轴角正交铺层组共同存在的铺层结构可引起复合材料层合板在弯曲载荷作用下的损伤模式多元化。     

FRP层合板低速冲击损伤特性研究现状与展望

纤维增强复合材料层合板(FRP)由于具有比强度高、比模量高、可设计性强等特性,在工程领域得到越来越广泛的应用。但是低速冲击造成的损伤对层合板力学性能的影响非常显著,导致其强度和刚度下降。本文针对近年来纤维增强复合材料层合板低速冲击作用下的损伤研究进行了综述和回顾,重点介绍了试验研究方法、模拟计算研究方法、FRP层合板损伤性能表征方法,并对有待于进一步研究的问题进行了展望。     

高强度低密度环氧树脂复合材料研究

采用环氧树脂，空心玻璃微球，偶联剂及其它助剂为原料，制造出高强度低密度环氧树脂复合材料。材料经性能测试及扫描电镜观察，结果表明：复合体系具有良好的力学性能和加工性能。     

玻璃钢层合板的超低温双切口层间剪切强度研究

本文采用三维有限元法对双切口剪切试验测定玻璃钢层合析牟超低温层间剪切强度进行了理论分析和研究,解析用的层合板有效弹性系数由组分材料的弹性系数和织物结构的代表体积单元求得。数值解析发现,。当切口间隔与厚度之比较小时,双切口剪切试验片可产生较均匀的剪切应力分布。通过与二限元求得。数值解析发现,当切口间隔与厚度之比较小时,双切口剪切试验片可产生较均匀的剪切应力分布。通过与二维有限元解析结果的对比分析。阐     

炭石墨制品抗冲击强度试验方法的研究

概述了炭石墨制品抗冲击强度试验方法的研究过程，并用误差估计理论论证了该方法的科学性和可行性。     

氨基模塑料冲击性能研究

介绍氨基模塑料的基本生产工艺流程,探索固化剂、含水量、填料及成型工艺条件对氨基模塑料冲击性能的影响.结果表明,随着复配固化剂含量的增加,试样的缺口冲击强度呈现出先上升后急速下降的趋势;控制氨基模塑料的含水量为4％,选用中、短阿尔派纤维,可有效保证制品的流动性;随着成型温度和压力的提高,试样的缺口冲击强度呈下降趋势,在较...     

复合材料叠层曲板在轴压位移下的非线性稳定特性研究

本文采用动态松弛法（ＤＲ法）研究了正交铺设复合叠怪曲板在单向均匀轴压位移作用下的非线性稳定特性，给出了不对称正交叠层圆柱曲板在两种简支边界条件下的边界应力和板中心无量纲挠度的数值结果，讨论了铺层顺序、层数、曲率等因素对其稳定特性的影响。针对ＤＲ法计算中影响数值收敛性和稳定性的差分网络效应问题，推广应用了Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ外推法。     

基于机器视觉的整体中空复合材料低速冲击损伤程度表征

本文运用机器视觉技术对整体中空复合材料受损程度进行了表征和分析。利用MATLAB软件对受损材料图像进行预处理、图像分割与特征提取、提取出特征值(受损图像的面积、周长等),进而分析低速冲击对整体中空复合材料损伤情况。结果表明,运用机器视觉技术可较为准确地衡量材料表面的受损情况,而且简单、快速、有效。     

碳纤维编织复合材料损伤变形与破坏实验研究

通过对碳纤维编织复合材料的拉伸实验,利用声发射技术(Acoustic Emission,简称"AE")和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")方法研究碳纤维复合材料的损伤演化规律。通过采集试件在拉伸过程中的声发射信号、损伤变形与应变场信息,分析碳纤维编织复合材料的力学加载、变形场和声发射特征参数的关系。结果表明复合材料的位移场、应变场信息以及AE信号特征参数能良好地描述复合材料在拉伸状态下的损伤累积和破坏过程。在加载前期,以40~60 dB低幅度信号为主;随着载荷增加,撞击累计数急剧升高,高幅度、高持续时间信号增多。通过DIC测得的位移场和应变场信息,发现对于相同的载荷增量,加载方向的位移和最大拉应变呈先增加后减小的趋势。     

层合板切口强度和切口敏感性的试验研究

提出了在复合材料板中人工预制尖锐切口的方法。进行了切口呼无切口试样在载荷方向垂直于和平行于纤维面的三点弯曲破坏试验。测定了玻纤／环氧层合板的切口强发口敏感度。探讨了玻纤／环氧层合板的线弹性断裂力学的适用性，借助复合材料的ＷＥＫ断裂模型估计层合板在尖切口前沿的损伤区尺寸。预测了切口强度。结果表明：对于玻纤／环氧层合板，若根据平面应变和小范围屈服的力不条件选择试样尺寸，则其三点弯曲的断裂应力、等效尖     

增强聚氨酯硬泡塑料的冲击性能研究

本文研究了SiO2和纤维增强剂对于聚氨酯硬泡塑料冲击性能的增强效应.试验结果表明,加入SiO2并不能增强聚氨酯硬泡塑料冲击性能.然而以2.5% KH550偶联剂四氢呋喃溶液处理的玻璃纤维作为增强剂,能使聚氨酯硬泡塑料的冲击性能有显著的提高.