铺放成型工艺参数对复合材料板材弯曲强度和层间剪切强度的影响

为得出铺放成型过程中热风枪温度、铺放速度、压力辊压力、压力辊温度和底板温度五个工艺参数对复合材料板材弯曲强度和层间剪切强度(ILSS)的影响,用自制连续玻璃纤维增强聚苯硫醚预浸带进行铺放成型实验制备复合材料板材,分别用正交试验和单因素实验研究其规律。结果表明,压力辊压力对板材ILSS影响最大,底板温度对ILSS影响最小,铺放速度对弯曲强度影响最大,压力辊温度对弯曲强度影响最小。在合适的范围内,降低铺放速度,升高压力辊压力,选择适中的热风枪温度、底板温度和压力辊温度,有利于材料弯曲性能和ILSS的提升。在铺放小车速度为40 cm/min、压力辊压力为0.4 MPa、压力辊温度为240℃、热风枪温度为340℃和底板温度为240℃的条件下,GF/PPS复合材料板材的层间剪切强度和弯曲强度达到最优值,分别为79.94 MPa和1097.37 MPa。     

热塑性复合材料自动铺放成型工艺

利用自制的热塑性复合材料自动铺放设备制备了自动铺放成型制品,结合响应曲面法,进行了连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸带的自动铺放成型工艺研究,分析了铺放成型过程中的3个主要工艺参数,加工温度、铺放压力、铺放速度及其交互作用对铺放制品性能的影响。建立了加工温度、铺放压力、铺放速度3个主要工艺参数对铺放制品性能影响的数学模型,分析了铺放制品性能随各个工艺参数的变化趋势,并进行了加工工艺参数的优化,得到最优参数组合。     

铺层结构对树脂基复合材料层间剪切强度影响的研究

主要目的在于利用双切口剪切强度试验法验证手糊成型的玻璃钢层合板铺层顺序以及单向布的相对体积含量对层间剪切强度的影响。实验中六种玻璃钢层合板的铺层方式分别为(UF)_5、(UF,CSM,UF,CSM,UF)、(CSM,UF,CSM,UF,CSM)、(UF,CSM,CSM,CSM,UF)、(CSM,UF,UF,CSM,CSM)、(CSM)_5。单向布相对体积含量依次为100%、60%、40%、40%、40%、0%。通过实验结论发现,单向布相对体积含量对层合板层间剪切强度影响较大,其中铺层方式为(UF)5的层合板通过双切口法得到的层间剪切强度高达40.768 MPa,而铺层方式为(CSM)_5的层合板在双切口法中所测得的层间剪切强度却只有15.867 MPa。相对而言,铺层顺序对层合板的层间剪切强度影响相对较小。同时利用数理统计方法"秩和检验法"对大量实验数据进行了离散性分析,结果表明,在同一种铺层方式下,尽管因为不同失效形式导致数据具有较大的离散性,但这些数据仍然可以作为一个整体进行分析。     

增材制造工艺参数对PLA/AF复合材料层间剪切强度影响

为解决芳纶纤维(AF)增强复合材料成形过程中工艺复杂、周期长、人工干预多、成形加工难等问题,基于连续纤维增材制造技术研究了AF增强聚乳酸(PLA)(PLA/AF)复合材料,实现从原料到复合材料的直接成形.探索了AF取向、打印速度、打印层厚、打印间距工艺参数对PLA/AF复合材料样品层间剪切强度的影响.结果表明,AF单向...     

层合板复合材料的层间剪切强度评价方法及其改进研究

针对国际上目前主要使用的双切口拉伸/压缩式层间剪切试验方法存在的问题,吸收了拉伸与压缩式试验方法各自的优点,对试验夹具及试验片形状与尺寸进行了改进设计,提出了双切口开孔拉伸式新的层间剪切强度测试、评价方法.以玻璃纤维平纹织物/环氧树脂复合材料层合板为试验材料对改进后的试验方法进行了实验及有限元分析.实验发现,表观层间剪切强度随槽间距的减小而有增大的趋势.通过有限元分析,对实验结果进行了解释,并确立了可获得真实层间剪切强度的最佳试验片尺寸.     

CFRP复合材料层间剪切强度的双模态Weibull分布研究

本文用极大似然法对双模态Ｗｅｉｂｕｌｌ分布进行参数估计。双模态Ｗｅｉｂｕｌｌ分布函数在双对数坐标系中为曲线，比单模态Ｗｅｉｂｕｌｌ分布能更好地反映实验结果。其分布密度出现两个峰值，说明材料中两种类型的缺陷引起界面脱落破坏。碳纤维经表面处理前后引起的变化主要是层间剪切强度和ｍｉ值的提高。     

复合材料带缠绕张力参数对碳/酚醛材料层间剪切强度影响研究

目前缠绕工艺参数对制品层间剪切强度的影响研究多集中于3k碳布或高硅氧布为增强体的复合材料,而一体化复合材料喷管制品烧蚀层常采用1k碳布/酚醛材料进行制备。因3k碳布和1k碳布稀疏特性存在本质区别,将影响酚醛树脂固化过程中产生小分子挥发物的排出效率,从而导致制品性能存在差异。为揭示带缠绕张力对1k碳布/酚醛制品层间性能的影响,采用湿法预浸工艺制备1k碳布/酚醛预浸带,基于控制变量法设计缠绕参数,通过数控布带缠绕机缠绕试样环,设计层间剪切测试工装,实现对试样整环的层间剪切强度测试。结果表明,选用张力系数为20N/cm制备的试样环性能最低,平均值为16.996Mpa;张力系数在30N/cm至70N/cm范围内,制品层间剪切强度波动较为平缓,无明显变化趋势。     

CFRP复合材料层间剪切强度的单模态Weibull分布

本文使用经典的Weibull分布理论研究了表面处理对碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)层间剪切强度的影响,并用极大似然法对函数进行参数估计。分布函数在双对数坐标系中为直线,理论分析与实践结果发生偏离,这在某种程度上反映了最弱连接理论的局限性。碳纤维(CF)经表面处理后,CFRP的层间剪切强度提高约50％,Weibull模数增加一倍多,变异系数有所下降。     

碳纳米管预分散及其对复合材料层间剪切力学性能影响研究

通过高压均质法对多壁碳纳米管粉体进行预分散处理,打开碳纳米管间缠绕,并通过分散剂作用防止碳纳米管再次团聚.研究了经过预分散处理后的碳纳米管对环氧树脂工艺性能及复合材料力学性能的影响规律.结果表明,预分散处理后的碳纳米管在环氧树脂中分散状态良好,储存稳定性高.当预分散处理后的碳纳米管含量为1.00％时,室温下树脂黏度增加...     

燃气流作用时间对玻璃钢层间剪切强度的影响

研究了不同燃气流作用时间对玻璃钢层间剪切强度的影响。研究结果表明:随着燃气流作用时间的延长,玻璃钢表面碳化失效层数呈增加趋势;未烧蚀部分复合材料层间剪切强度虽有降低,但是降低幅度不大,说明表面的玻璃布层碳化失效对深层复合材料层间剪切强度影响不大;烧蚀后复合材料断裂模式由韧性转变为脆性。该研究结果为玻璃钢在燃气流环境中的应用提供了重要的数据支撑。     

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     

红外加热缠绕成型工艺参数对CF/PEEK复合材料层间剪切性能的影响

为获得层间粘结性能优异的连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料(CF/PEEK)缠绕成型制品,以粉末浸渍法制备的CF/PEEK单向带为原料,采用自制的高功率红外加热热塑性复合材料缠绕成型设备,进行缠绕成型工艺的研究。以层间剪切强度(ILSS)作为评价缠绕制品性能的主要依据,分别研究了缠绕成型过程中的送料张力、下压辊压力、缠绕速率、加热温度、预热时间和冷却速率等关键工艺参数对CF/PEEK环制品性能的影响。实验结果表明,成型温度为410℃,预热为40 min,送料张力为8 kg,下压辊气缸压力为0.30 MPa,芯模转速为6 r/min,缓慢冷却条件下制得的缠绕制品性能最优,层间剪切强度达到(82.29±1.27) MPa,并据此制备出了CF/PEEK缠绕管道。     

3D打印水泥净浆层间拉伸强度及层间剪切强度

为研究打印时间间隔以及纤维掺量对3D打印水泥基材料层间结合强度的影响,采用陶瓷领域的十字交叉法测试了3D打印水泥净浆层间拉伸强度及层间剪切强度,分析了层间结合强度随打印时间间隔变化的原因。结果表明:十字交叉法可很好地测试3D打印水泥基材料层间结合强度,且不存在直接拉伸法所具有的受力偏心问题;层间结合强度在净浆终凝前后有显著差异,终凝前,层间结合强度随着打印时间间隔的增加而明显降低;终凝后,层间拉伸强度不随打印时间间隔的改变而改变,层间剪切强度则随着打印时间间隔的增加而增大;由于纤维沿打印方向定向分布,掺入纤维未能提高3D打印水泥净浆的层间结合强度。     

纤维复合材料层间剪切摸量测试

1概述随着纤维复合材料产品的广泛应用,且产品设计均采用计算机,特别是航天航空部门、军工产品,计算越来越精确,因此,对材料性能要求更全面,如要求测出复合材料层板的G13、G23等性能(1)。根据我们的长期实践经验及理论分析,可以应用GB/T1456三点外伸梁弯曲法来测试复合材料层板的G13、G23等(2)。三点外伸梁弯曲法的特点是,可以用梁外伸端的位移(挠度)独立地计算出梁材料的弯曲弹性模量。由梁当中的挠度及外伸端的位移(挠度)可以一次计算出梁材料的层间剪切模量,不必像文献(3)等解联立方程,其优越性极显著(4)。2试验过程2.1试样尺寸试样形…     

单向纤维增强塑料层间剪切强度试验方法的研究

纤维增强塑料因其比强度和比刚度大而作为高级结构材料获得广泛的应用。但它的层间剪切强度和垂直纤维方向的拉伸强度甚低,成为这类材料的主要弱点。为此,人们致力于研究适用不同纤维和树脂基体的各种偶联剂或纤维特殊表面处理,以提高纤维和基体界面的结合力,增加层剪强度和垂直纤维方向的拉伸强度等各种性能。单向纤维增强塑料层间剪切强度试验方法,就是为了适应筛选偶联剂或特殊表面处理以及检验产品质量而提出来的。     

基于数字图像相关方法的复合材料层间剪切性能研究

层间剪切强度是评价复合材料层合板层间力学性能的一项重要指标。首先,按照ASTM D 2344开展了复合材料层合板短梁剪切试验,研究了CCF300/5228复合材料层合板层间剪切性能。其次,基于数字图像相关方法得到了不同载荷作用下层间全场位移和应变分布。最后,利用ABAQUS建立了复合材料层合板有限元模型,分析了复合材料层合板层间位移及应变分布,并与数字图像相关计算结果进行了对比。研究表明,数字图像相关方法试验结果与有限元分析结果具有较好的一致性。数字图像相关方法能够实时监测层合板层间应变分布,进而预测层间剪切破坏位置,为复合材料层间剪切性能研究提供有效的全场应变监测手段。