玻璃纤维浸润性能和玻璃纤维／环氧基复合材料介电性能的研究

研究了５种偶联剂对玻璃纤维的浸润性能和玻璃纤维／环氧基复合基材料介绍性能的影响。结果表明，玻璃纤维经偶联剂处理后，其浸润活化能降低，与环氧基体的相容性及化学反应活性得到改善，从而提高了玻璃纤维／环氧基复合材料的介电性能。其提高的幅度与偶联剂的枯性和化学结构有关。同时还研究了环境温度和水煮时间对玻璃纤维／环氧基复合材料介电性能的影响，并对影响机制进行了分析讨论。     

聚脂基复合材料板的粘弹性损伤本构关系

从在不同的常应变率控制下正交铺设的玻璃纤维布／聚脂复合材料板的几项拉伸试验着手，提出了该材料粘弹性的损伤等价性原理．应用热力学的内变量的概念，在实验的基础上建立了该材料的损伤本构关系．     

聚酯基复合材料板的粘弹性损伤本构关系

从在不同的常应变控制下正交铺设的玻璃纤维布／聚脂复合材料板的几项拉伸试验着手，提出了该材料粘弹性的损伤等价性原理。应用热力学的内变量的概念，在实验的基础上建立了该材料的损伤本构本构关系。     

玻璃纤维/微孔不饱和聚酯复合材料配方的研究

研究了采用超饱和气体法制备玻璃纤维／微孔不饱和聚酯复合材料的配方，并用显微镜对试样进行了分析，确定了微孔复合材料的泡孔直径及密度，分析了影响泡孔直径及密度的因素．结果表明：纤维长度是主要影响因素，较优配方所制备的微孔复合材料的泡孔直径为12μm，泡孔密度为1．44×10^11个／cm^3．     

废纺纤维板的成型工艺及阻燃性能的研究

利用废旧纤维和传统的纺织设备、热压设备，研究了热塑性聚酯纤维、棉纤维／聚丙烯纤维复合板材的生产工艺以及工艺参数和纤维复合板材性能之间的关系，具体探讨了成型温度、时间、压力等工艺参数对复合板材的力学性能的影响，得出试片在10MPa的成型压力下的最仁佳成型条件为：聚丙烯纤维含量为40％，成型温度200℃，成型时间4min，此时所制备的复合材料弯曲性能最佳，还采用对针刺复合毡溶液浸渍阻燃的方法，对此种纤维复合材料的阻燃性触进行了研究，确定了聚磷酸铵、十溴二苯醚两种类型的阻燃剂匹配使用的阻燃工艺，取得了较好的实验效果，即在阻燃剂的含量为25％时，纤维复合板材的限氧指数（LOI）能达到30.2。     

碳纤维增强聚合物基复合材料自诊断性能研究

对碳纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料在拉伸，弯曲条件下电阻率与应变的变化关系进行了研究，对测试结果进行了数理分析，确定相应的数学经验公式，由此研制出一类可通过电阻率变化对相应复合材料应力状况进行自诊的复合材料。     

不饱和聚酯/粘土纳米复合材料的制备与性能研究

通过XRD研究了不饱和聚酯／粘土纳米复合材料的微观结构。结果表明：有机粘土的晶层间距膨胀，用有机粘土制备的不饱和聚酯／粘土纳米复合材料的XRD曲线中反映粘土晶体结构的布拉格衍射峰已经消失，粘土在复合材料中已达到纳米级分散；宏观性能测试结果表明，在有机化粘土添加量适当的情况下，不饱和聚酯／粘土纳米复合材料可实现增韧增强；同时其耐热性能也得到明显改善。     

聚合物水泥混凝土复合材料的研究

用通用型不饱和聚脂树脂与助剂,制得聚合物水泥混凝土复合材料^[1,2]。探讨了本范围各种配合材料聚合物水泥混凝土复合材料凝结时间、强度的影响,拌合工艺对其性能的影响,确定了该复合材料最佳配合比范围。     

不饱和聚酯／聚氨酯互穿网络聚合物基复合材料的研究

本文研究了以不饱和聚酯／聚氨酯互穿网络聚合物为基的玻璃纤维复合材料的动态热机械性能及应用性能。结果表明,在不饱和聚酯中加和５％￣１０％的聚氨酯,使基质形成互穿网络,有利于提高玻璃钢的性能,随ＰＵ含量的增加,复合材料模量稍有下降,材料的冲击强度与纯不饱和聚酯树脂基复合材料引比有所提高,在ＰＵ含量为５％时出现极值,在此点冲击强度提高近５０％。拉伸强度在ＰＵ含量到５％时微弱提高大于５％时有所下降,在ＰＵ     

亚麻纤维毡/不饱和聚酯树脂复合材料成型工艺研究

采用真空辅助树脂传递模塑法(VARTM)制取了亚麻纤维毡增强不饱和聚酯树脂复合材料，研究其成型工艺，分析了在成型过程中的树脂导入方法和树脂流动性，通过大量试验找出一种较为合适的树脂注入方式，制备出了性能良好的复合材料板材．     

Prediction of the biaxial failure strength of composite laminates with unit cell analytic model

A new method to predict the ultimate strength of fiber reinforced composites under arbitrary load condition is introduced. The micromechanics strength theory is used to perform the final failure prediction of composite laminates. The theory is based on unit cell analytic model which can provide the ply composite material properties by only using the constituent fiber and matrix properties and the laminate geometric parameters without knowing any experimental information of the laminates. To show that this method is suitable for predicting the strength of composite laminates, the micromechanics strength theory is ranked by comparing it with all the micro-level and the best two macro-level theories chosen from the World Wide Failure Exercise. The results show that this method can be used for predicting strength of any composite laminates and provide a direct reference for composite optimum design.     

多尺度方法预测复合材料层板裂纹扩展

为了研究复合材料层板在细观和宏观尺度上的损伤分布,文中基于高精度通用单胞细观力学模型,发展了一种多尺度分析方法．该方法只需纤维和基体的材料属性、强度参数及纤维体积含量,而无需复合材料层合板的弹性参数和强度参数．文中使用该方法分析了复合材料结构的宏细观上的应力应变场;结合多尺度损伤模型,研究了复合材料的细观损伤以及宏观的裂纹扩展;通过二次开发ANSYS／LS-DYNA软件,文中将高精度通用单胞细观力学模型编译到用户自定义材料子程序中;使用这种方法分析了开孔层板轴向拉伸条件下的各个分层的应力分布、组分失效模式和裂纹扩展．并将计算结果与实验结果对比,结果表明: 数值模拟随时间变化的应力曲线与实验所得的曲线能较好的吻合; 预测的裂纹扩展与实验结果比较吻合．     

Evaluation of statistical strength of bamboo fiber and mechanical properties of fiber reinforced green composites

Green composites made from bamboo fibers and biodegradable resins were fabricated with press molding.On the basis of the Weibull distribution and the weakest-link theory,the statistical strength and distribution of bamboo fiber were analyzed,and the tensile strength of green composites was also investigated.The result confirms that the tensile statistical strength of fiber fits well with two-parameter Weibull distribution.In addition,the tensile strength of bamboo fiber reinforced composites is about 330 MP...     

温湿场交变环境下外加载荷对不同孔隙率CFRP弯曲力学性能影响

为探究不同孔隙率碳纤维/环氧树脂层合板在仿超音速飞行的高低温湿热老化环境及外加载荷作用对弯曲力学性能的影响规律,基于材料服役期间的吸湿状态和内应力状态,对T700CF/3234EP进行模拟超音速飞机服役环境的高低温交变加速湿热循环试验.通过控制模压压力,制备3种孔隙率分别为0.04、0.08和0.11的层合板,将3种孔隙率的层合板进行加载,加载载荷为层合板最大弯曲载荷的0、30%、40%和60%,然后将其置于高低温环境模拟试验箱中,分别测量不同循环周期复合材料层合板的弯曲强度变化,并采用ABAQUS软件对其弯曲力学性能进行有限元模拟.试验结果表明:温湿场交变环境下,外加载荷和孔隙率加速层合板弯曲强度的下降,在高低温湿热循环4~6周期时,随着载荷的增大,二次固化现象越明显,层合板的弯曲强度变化比较平缓.使用ABAQUS软件建立有限元模型,计算得到的弯曲力学强度变化趋势与试验结果相一致,说明高低温湿热老化环境和外加载荷对复合材料弯曲性能的影响,对不同孔隙率的碳纤维/环氧树脂层合板弯曲性能进行较为准确的预测.     

玻璃纤维3D机织物增强复合材料板材的研制与其拉伸性能研究

以玻璃纤维为原料 ,试织成功了几种结构的 3D机织物 ,并用 6 10 1环氧树脂作基体 ,6 5 0聚酰氨树脂作固化剂 ,采用手糊成型工艺制得了各种结构的复合材料板材 ,对各种结构的复合材料板材拉伸性能进行了测试并对测试结果进行了分析。     

界面性能对晶须增强树脂基复合材料力学行为的影响

用碳化硅晶须、光敏树脂合成了光固化用树脂基复合材料,并对材料进行了拉伸测试,测试结果表明复合材料的实测拉伸强度与理论值相差较大;在实验的基础上进一步建立了复合材料的界面相模型,采用有限元方法分析了界面性能对晶须增强树脂基复合材料力学行为的影响.结果表明:界面性能对晶须承受轴向应力的影响远大于对树脂基体的影响,晶须界面剪切应力与界面结合强度成正比,晶须端面应力集中系数随界面结合性能的增强而递增.     

棉籽蛋白/聚氨酯复合材料的制备与性能

为了开发棉籽蛋白在材料领域的应用,利用含肽键的棉籽蛋白与含酰胺基的聚氨酯预聚物共混改性反应制备复合材料,来改善棉籽蛋白的力学性能和耐水性,以保持其生物降解性.利用反应挤出技术,将棉籽分离蛋白与聚氨酯预聚物共混挤出,采用热压工艺,制备了聚氨酯预聚物交联的可降解棉籽蛋白复合材料.结果表明,该材料的加工性、力学性能和耐水性优良.随着聚氨酯组分的增加,材料的断裂伸长率增加,耐水性提高,其中,聚氨酯预聚物质量分数为50%的复合材料,其拉伸强度、断裂伸长率和耐水性分别达到7MPa、150%和20%,是优良的可降解韧性复合材料.     

Effect of Fiber Volume Fraction on Longitudinal Tensile Properties of SiC_f/Ti-6Al-4V Composites

The longitudinal tensile properties of SiC_f/Ti-6Al-4V composites with different fiber volume fractions were simulated by the Monte Carlo 2-D finite element model. The random distribution of fiber strength was expressed by the two-parameter Weibull function. Meanwhile, contact elements and birth-death elements were used to describe the interfacial sliding process after debonding and fiber breakage(or matrix cracking) respectively, which was realized by subroutine complied in ANSYS-APDL(ANSYS Parametric Design Language). The experimental results show that the yield stress and ultimate tensile strength of SiC_f/Ti-6Al-4V composites increase with increasing fiber volume fraction, while the corresponding strain of them is just on the contrary. In addition, almost the same failure mode is obtained in SiC_f/Ti-6Al-4V composites with various fiber volume fractions when the interfacial shear strength is fixed. Finally, the tensile strength predicted by finite element analysis is compared with that predicted by Global load-sharing model, Local load-sharing model and conventional rule of mixtures, thus drawing the conclusion that Local load-sharing model is very perfect for the prediction of the ultimate tensile strength.     

活性硅酸钙填充天然橡胶复合材料性能的研究

以无定形活性水合硅酸钙、炭黑、白炭黑为填料,使用硅烷偶联剂对其改性,采用熔融共混法制备了天然橡胶复合材料,并考察了改性剂种类、改性剂添加量、硅酸钙添加量、硅酸钙与炭黑、白炭黑的配合比例对天然橡胶复合材料硫化性能、力学性能的影响.结果表明:与炭黑、白炭黑传统填料相比,硅酸钙粉体具有降低胶料扭矩、缩短硫化时间的作用;填充硅酸钙后,天然橡胶的拉伸及撕裂强度有不同程度降低,但在填充50份4％S基改性的硅酸钙后,复合材料的100％、300％定伸强度与50份炭黑填充时相当;硅酸钙与白炭黑配合填充时,复合材料的拉伸强度和撕裂强度在比例为1∶3、1∶1时各自达到最大值11.31 MPa、23.93 N/mm,优于白炭黑单独填充.     

改性纳米碳酸钙填充PVC的机械性能研究

搅拌和超声条件下改性的纳米碳酸钙填充至聚氯乙烯(PVC),通过抗拉强度、断裂伸长率和冲击强度测试碳酸钙/PVC复合材料的机械性能.结果表明: PVC中纳米碳酸钙的最佳填充量是15 wt %,此时,纳米碳酸钙可均匀分散在PVC中,断裂伸长率和冲击强度明显增加,但抗拉强度略有下降;超声改性时,PVC/碳酸钙复合材料具有更好的抗冲击强度.