单向芳纶/玻璃纤维混杂复合材料板材拉伸性能研究

本文对单向芳纶/玻璃纤维复合材料进行制作,对其纵向拉伸强度、拉伸模量和弹性伸长进行实验分析。实验结果表明,单向混杂复合材料的拉伸断裂大多为多次性,界面数越多,一次性断裂的可能性越大。界面数为1的混杂纤维复合材料的芳纶纤维体积含量在对拉伸强度影响上的存在临界值,表现出明显的混杂效应。界面数大于1的混杂复合材料在芳纶纤维铺层数一定的情况下,界面数的多少不影响混杂复合材料拉伸强度和拉伸弹性模量的大小。界面数大于1比界面数为1的复合材料的拉伸强度和拉伸模量明显偏高。同时对不同制作条件下纯玻璃纤维单向复合材料的拉伸性能进行剖析。     

单向碳/玻璃纤维层内-层间混杂复合材料拉伸破坏模式研究

采用碳纤维/玻璃纤维层内混杂单向布,设计了5种不同混杂结构和5种不同混杂比的试件,研究了混杂结构、混杂比对碳纤维/玻璃纤维面内混杂复合材料0°拉伸破坏模式的影响,建立了各自的拉伸破坏模式。结果表明:1相同混杂比、不同混杂结构试件的破坏模式可归结为3类,在进行相同混杂比、不同混杂结构设计时要避免使用两半式[A3]结构;2相同混杂结构、不同混杂比试件的拉伸断裂应力和应变的变化趋势相反,其破坏模式可归结为两类。此种情况下,碳纤维/玻璃纤维混杂比控制在3∶2左右时拉伸性能较好。     

碳/碳复合材料高温剪切疲劳试验研究

为了研究高温环境碳/碳复合材料面内剪切疲劳特性,以含防氧化涂层的[±45]4s铺层碳/碳复合材料为研究对象,开展了室温和700℃的拉/拉疲劳试验.试验结果表明,碳/碳复合材料面内剪切剩余刚度变化呈横向的"S"形,对比室温环境,700℃下碳/碳复合材料面内剪切疲劳在中期损伤时的刚度下降趋势更为明显,在室温时发生疲劳断裂的...     

碳/碳复合材料高温抗氧化涂层的研究进展

抗氧化涂层体系主要用于高温长时间抗氧化的情况,是当前研究的重点。文章主要对复合涂层体系进行了综述,重点阐述了双层复合涂层、多层复合涂层、梯度复合涂层和晶须增韧复合涂层,并对目前涂层体系存在的不足及今后研究的方向进行了阐述。     

玻/碳混杂复合材料动态拉伸数值模拟研究

复合材料的动态力学性能数值模拟研究对优化结构设计、提高应用安全性有重要意义。本文采用ABAQUS有限元分析软件对玻/碳单轴向经编织物增强复合材料的动态拉伸进行模拟分析,设计了五种铺层方式,分析铺层角对材料力学性能的影响。研究结果表明,该材料属于应变率敏感性材料,拉伸强度随应变率的增加而增加,但失效应变的应变率效应受到铺层角度的影响。同时在不同的应变速率拉伸下,碳纤铺层角为0°时材料的拉伸强度最佳,碳纤铺层角为90°时材料的失效应变最大。     

陶瓷基与碳/碳复合材料拉伸性能试验研究进展

陶瓷基复合材料和碳/碳复合材料由于其在高温下优越的热-力学性能成为了航空发动机热端部件和航天器热防护结构的理想选材.本文首先对近三十年来国内外一些拉伸试验的研究内容和试验方法进行了归纳总结,分析了连续纤维层合板、二维纺织、三维纺织以及Z-Pin、针刺和2.5维等特殊形式的拉伸试验研究进展;然后对拉伸试验中试件的形状和尺寸以及试验仪器与设备进行了介绍;最后对陶瓷基复合材料与碳/碳复合材料拉伸试验研究发展趋势进行了展望.     

先驱体转化-热压单向Cf/SiC复合材料的高温弯曲力学行为

研究了采用先驱体转化－热压烧结制备的单向C1／SiC复合材料室温,1573,1723,1923K温度下力学行为,并从显微结构的特征分析了单向Cf/SiC复合材料高温力学行为的变化原因,结果表明：C1/SiC复合的室温,1573,1723,1923K温度下弯曲强度分别为550,392,394,574MPa,弯曲模量分别为157,148,132,83GPa,Cf/SiC复合材料破坏时,其破坏方式将从室温和573K的分层断裂向1723K,1923K的脆性断裂转化,Cf/SiC显微结构的分析表明,在纤维周围和大晶粒间存在着大量的有一定结晶程度的玻璃相,它在高温时的软化对Cf/SiC复合材料的高温强度和弯曲模量变化规律起到重要的支配作用。     

BN/PTFE喷口复合材料力学性能及失效机理研究

系统研究了不同含量氮化硼(BN)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的拉伸强度及断面微观形貌,分析了冷压-烧结工艺成型过程中BN/PTFE复合材料各组分的变化规律,提出了该类材料断裂失效机理,指出添加BN会使PTFE材料出现结合不良的微观界面,破坏PTFE材料结构完整性,影响应力在复合材料内的有效传导,从而导致力学性能下...     

单向拉伸复合材料断裂过程的计算机模拟

本文在提出新的复合材料模型的基础上,推导了应变集中系数的方程,然后通过蒙特卡罗法模拟单向复合材料的拉伸断裂过程并进行比较,比较后得出了基体对复合材料断裂过程的影响,新的模型更加符合实际情况     

钛化物陶瓷的高温蠕变行为与失效机理

分析了原位生成含钛复相陶瓷TiB2-TiC(TT），TiB2-TiCxN1-x(TTT）及TiB2-TiC-SiC（TTS）的高温蠕变性能和高温氧化行为，考察在恒定载荷不同温度下，材料挠度随时间的变化，探讨了其高温失效机理，并给出了材料抗三点弯曲高温蠕变方程-挠度/时间方程，结果表明，含钛复相陶瓷TT，TTT及TTS在1100℃时均出现较大的蠕变，因此，上述3种材料不宜在1100℃及以上的温度下使用，指出失效的原因之一是TiB2陶瓷在800℃时的高温氧化及1100℃时的高温热分解。     

碳/碳复合材料

碳/碳复合材料是碳纤维增强复合材料的一个重要分支。它具有高强度、高模量、抗热震、耐烧蚀和比重小等许多优异性能,可以用作各种宇宙飞行器(航天飞机和导弹等)的耐烧蚀材料和航空等工业的耐磨材料,是发展航天、航空技术和导弹武器急需的新材料。目前它正处于发展阶段。     

碳纳米纤维对单向玻纤/环氧复合材料的影响

采用真空辅助RTM成型方法制备了0.5%碳纳米纤维(CNF)玻纤/环氧(GF/EP)复合材料,并对其一维饱和渗透率、不同温度下的力学性能、耐固体粒子冲蚀磨损性能进行了测试和研究分析。实验结果表明,加入0.5%CNF之后,平行于纤维方向的饱和渗透率降低了2~6倍,垂直于纤维方向的饱和渗透率降低了2~5倍;在孔隙率小于0.44时,两个方向的饱和渗透率差别不大,均接近于零;0.5%CNF的加入对纯EP及垂直于纤维方向复合材料的机械性能和耐固体粒子冲蚀磨损性能影响较小,在平行于纤维方向上复合材料的力学性能和耐固体粒子冲蚀磨损性能均有提高;在不同温度下,0.5%CNF的加入使垂直纤维方向上复合材料拉伸强度的稳定性得到提高。     

树脂基三维机织复合材料拉伸失效模式研究

树脂基三维机织复合材料试件在拉伸过程中,较多试样出现两个断口,其中一个断口出现在夹持过渡段,且呈明显的压缩失效特征。采用显式有限元计算及应力波理论分析方法,对试件断裂后的瞬态位移及应变响应开展了研究,结果显示拉伸断裂后应力波在远端夹持端引起的压缩应变大于静态压缩失效应变,从而导致在夹持端发生二次失效。该结论对采用ASTM D3039开展三维机织复合材料拉伸试验时的有效破坏模式提出了修正建议。     

2-D叠层炭/炭复合材料失效机理的研究

根据二维（2－D）炭／炭（C／C）复合材料存在的几种基本的失效模式，即基体开裂，分层，纤维断裂与脱粘，分别对其在拉伸载荷，剪切载荷及单轴压缩载荷下的失效机制的国内外一些研究成果进行综合评述，并给出了目前主要采用的一些失效分析方法，对2－D叠层C／C复合材料力学性能的研究具有普遍意义。     

聚丙烯/碳基填料复合材料的流变行为研究

系统研究了炭黑(CB)、石墨(GP)和碳纤维(CF)填充聚丙烯(PP)三种复合材料的稳态、动态流变行为及微观形态;重点讨论了粒子外观形貌、粒径和用量对体系流变行为的影响。研究发现,CB具有强的Payne效应且形成逾渗网络的能力要强于其他两种填料,粒径小的增强效率高、逾渗值低,填料用量增加熔体非牛顿性和弹性增加。使用SEM考察三种填料的微观形态,发现同等含量下,石墨分散性最好,同一填料时,粒径越小分散性越好。     

单向聚酯帘线/橡胶复合材料的疲劳损伤机理

利用较Ｘ射线技术和扫描电子显微镜技术,研究了在周期载荷下单向聚酯帘线／橡胶复合材料的疲劳机理。结果表明,在高应务下,单向聚酯帘线／橡胶复合材料的疲劳损伤以聚酯帘线断裂为主,在中应力下,单向聚酯帘线／橡胶复合材料的疲劳损伤是逐步进行的;在你力下,单向聚酯帘线／橡胶复合材料的疲劳损伤仅有局部的界面损伤。     

碳/碳复合材料概述

介绍了C/C复合材料的两种致密化工艺:化学气相法,液相浸渍-碳化法及二者复合致密化。重点介绍了C/C复合材料的抗氧化技术:内部抗氧化,抗氧化涂层。针对C/C复合材料的两大应用领域:火箭喉衬材料和刹车材料,简述了通过C/C-Cu和C/C-难熔金属碳化物的制备进一步提高C/C复合材料的耐烧蚀性能以及C/C复合材料的摩擦磨损性能。     

氯丁橡胶/有机粘土纳米复合材料的拉伸诱导结晶行为研究

通过熔体插层法制备氯丁橡胶(CR)/有机粘土纳米复合材料(CRCNs),研究有机粘土用量对CRCNs拉伸诱导结晶行为的影响。结果表明:随着应变增大,CRCNs的应力增大,当应变达到一定值时,应力迅速增大,诱导结晶集中产生;随着有机粘土用量增大,CRCNs发生拉伸诱导结晶行为的应变增大;当有机粘土用量为5份时,CRCNs的拉伸性能较好,CRCNs中橡胶分子链成功插层进入有机粘土片层,有效扩大了有机粘土层间距,有机粘土与橡胶基体界面作用较强,在橡胶基体中的分散较均匀。     

平纹机织玄武岩纤维/环氧树脂复合材料冲击拉伸行为

以常规机织工艺生产织物增强体,以真空辅助树脂转移模塑法(VARTM)制备成型复合材料,研究单层平纹玄武岩长丝增强环氧树脂复合材料在准静态和高应变率加载下的拉伸性能。准静态和高应变率拉伸试验分别在MTS-810.23试验仪和分离式霍普金森拉杆(SHTB)测试系统上完成。试验结果表明该材料的力学性能具有应变率依赖性:随着应变速率的增加,拉伸模量和拉伸强度单调增加,失效应变单调减小,弹性能先增加后减小。材料的失效破坏特征也呈现明显的应变率效应:准静态拉伸时,材料断口整齐,树脂的破碎少,几乎没有纤维的抽拔和经纬向纤维束间的滑移;高应变率拉伸时,材料断口参差错乱,树脂完全破碎,纤维束抽拔严重、相互崩裂和滑移,织物增强体结构的整体性破坏严重。     

三维编织Cf/SiC复合材料的拉伸破坏行为

通过三维编织碳纤维(carbon fiber，Cf)／SiC复合材料样品单向拉伸以及单向拉伸加卸载实验．结合样品断口观察．从宏观上分析了三维编织Cf／SiC复合材料单向拉伸时的力学响应，为进一步描述三维编织Cf／SiC复合材料力学行为奠定了实验基础。实验结果表明：三维编织Cf／SiC复合材料单向拉伸时，卸载模量衰减与应力呈线性关系，残余应变的增加与应力呈二次函数关系。微裂纹主要在编织节点处萌生，沿纤维束界面扩展，最终在编织节点处汇合，导致样品发生破坏。