编织复合材料

编织复合材料最突出的特点是具有良好整体性,是理想的结构复合材料。目前各先进国家和地区对编织复合材料的发展都给予了极大重视,这种材料已经在许多领域得到了实际应用。本文就编织复合材料的发展状况、基本的纤维编织技术、这种材料成型技术的特点和主要力学性能做了一般性介绍。最后,结合一些实际应用例子,叙述了编织复合材料的发展趋势。     

三维编织复合材料平均刚度的研究

研究了三维编织复合材料的细观结构,建立了局部剖切模型,模型较好地表征了编织预形件及其复合材料的细观结构。由于复合模压会改变复合材料的细观结构,从而使编织角发生变化,这一变化会直接影响到复合材料的刚度计算。运用所建模型并考虑单元体积比例因子,以加权法算出复合材料的平均刚度,数值结果与拉伸试验数据较吻合,可运用于工程计算。     

三维编织芳纶纤维增强尼龙复合材料性能研究术

研究了纤维体积比对三维编织芳纶纤维增强尼龙(简称K3D／PA)复合材料力学性能的影响。同时，研究了γ射线辐照处理对K3D／PA的影响。研究发现，随着芳纶纤维体积比的增大，K3D／PA的力学性能提高；芳纶纤维经γ射线辐照处理后，表面含氧量有所提高，并出现新的官能团。纤维经表面处理后，K3D／PA的弯曲强度、弯曲弹性模量及剪切强度均比未处理的高，但冲击强度较低。     

精心设计可优化挤拉梁的性能

精心设计可优化挤拉梁的性能梁基照译可以预料，复合材料在未来建造工业中应用的潜能将是巨大的。然而，对于复合材料如挤拉纤维增强塑料构件，却没有适用的设计规范。尤其是，在设计挤拉件的纤维结构及几何形状方面，需要有对复合材料工业有用的详细的实验数据。为了满足...     

辐射改性三维编织增强聚合物复合材料的研究

采用Co—60γ射线辐照的方法对碳纤维表面进行活化处理和对丙烯酸环氧酯树脂进行辐射固化，进而制备出高性能的纤维增强聚合物复合材料。经检测，得到的复合材料的力学性能为：弯曲强度382MPa，弯曲模量24．3GPa，剪切强度276MPa，冲击强度165kJ．m^-2。     

复合材料的仿真设计方法的构思

复合材料已经应用于很多工业领域，为扩大复合材料的需求，准确评价它的机械性能对于评价其安全性是非常重要的，但复合材料的断裂模式和机理复杂，作这个评价产不容易。我们以损伤力学为基础，提出了一种复合材料性能的评价方法，由于织物复合材料结构复杂，可以想像，我们不能轻易地评价损伤过程中复合材料的机械性能。因此，本文给出一种方法，通过模拟含有某些损伤的复合材料的机械特性。这些损伤包括纤维束内的横向断裂或纤维束之间的剥离。在拉伸载荷下纤维纺织复合材料的第一个断裂发生在横向纤维束内，可以确认计算结果同实验结果一致。此外，我们提出了一种新的试验方法，可以得到各向异笥材料的偏轴强度。它是通过旋转支撑销的产生简单弯曲，旋转销可以在试件上产生均匀的应力状态，因而得到精确的强度。另一方面，缠绕已经广泛应用于纤维增强复合材料的生产工艺中。在缠绕中，纤维取向量人上很重要的设计参数。但是，纤维取向与芯模形状有关，预测纤维取向并不容易。因此，用于片状缠绕结构的仿真生产系统得到发展。一般来说，这种系统对于普通技术人员必须容易掌握的。所以，创立了图像用用户界面（GUI），使设计更加方便，结果这个系统对用户非常。本文讨论了算法和模型化方法，并且展望了这种系统的可用性。     

纤维增强复合材料梁的分层损伤识别

通过损伤发生前后结构频率的变化来检测和评估纤维增强复合材料(FRP)层合梁中的分层损伤。利用FRP层合梁在分层发生前后的一系列频率变化值,通过构建直观图像法和人工神经网络两种逆向算法反推出梁中分层损伤的三个参数,即分层所在的界面、位置和尺寸。为检验两种算法的有效性和识别精度,分别进行了理论和实验双重验证。理论验证结果表明,两种逆向检测算法都可以有效预测出分层损伤的三个参数,其中直观图像法相比人工神经网络预测精度更高。而实验验证采用文献中报道的实测频率,结果表明:直观图像法对于测量数据误差有更高的包容性,可以较为准确地预测出分层在FRP梁试件中的位置和大小;而人工神经网络对于实验误差相对敏感,对FRP梁试件中的分层损伤预测不够准确。综上认为,相较于人工神经网络,直观图像法具有更好的鲁棒性,应被优先选择应用于FRP梁的分层损伤识别。     

编织增强体液体成型复合材料及其界面的研究

本文介绍了编织增强体液体成型技术,原材料的选择,并对其成型的复合材料界面作了较系统的分析。     

纤维编织结构对碳纤维增强碳化硅复合材料热膨胀和热扩散系数的影响

分别采用热膨胀仪和激光脉冲热导仪测量了2维、2.5维和3维纤维编织结构的碳纤维增强碳化硅(carbon fiber reinforced silicon carbide,C/SiC)复合材料从室温到1 400℃温度范围内纵向和横向热膨胀系数,以及厚度方向的热扩散系数.用扫描电镜、光学显微镜观察了样品的微结构.结果表明:低温段(700℃以下),3种C/SiC的纵向和横向热膨胀系数均随温度的升高而缓慢增大,并在700℃之后出现不同程度的波动;高温段(700℃以上),它们的纵向热膨胀系数和2维C/SiC的横向热膨胀系数随温度的升高而减小,而2.5维和3维C/SiC的横向热膨胀系数则随着温度的升高而迅速增大.三者厚度方向的热扩散系数均随温度的升高而减小,3维C/SiC的热扩散系数最大,分别是2.5维C/SiC和2维C/SiC的1～1.2和1.4～2倍.     

复合材料十字梁结构的优化设计

基于数值仿真分析方法,针对某航天器结构中的十字梁结构进行了优化设计。依据结构承载特点,优化了传力路径,合理地设计了加强区域以及铺层顺序,并采用复合材料整体铺设成型工艺制备了试验件。试验结果表明,经过优化设计,十字梁结构重量由699 g降低到436 g,减重达37.6%,在6000 N压缩载荷作用下的最大变形由0.33 mm降低到0.19 mm,满足其刚度设计要求。     

三维编织PE-UHMW纤维增强PMMA复合材料的力学性能研究

采用真空浸渍法制备了三维编织超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW3D)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料，重点研究了该复合材料的力学性能、纤维体积含量对复合材料力学性能的影响以及吸湿前后力学性能的对比。研究表明，PE-UHMW3D/PMMA复合材料具有较好的冲击强度。纤维经表面处理后，其弯曲强度、弯曲模量、横向和纵向剪切强度均有不同程度的提高，冲击强度略有下降。随着纤维体积含量的增加，横向剪切强度增加，纵向剪切和弯曲强度增加到一定程度反而下降。吸湿平衡后的力学性能有所下降。     

编织/RTM复合材料层合板的力学性能

对编织／RTM复合材料层合板在不同环境条件（室温干态,湿热老化后室温,－55℃干态以及100℃干态）下的拉伸,压缩,弯曲,纵横剪切,层间剪切,挤压强度和冲击后压缩强度等力学性能进行了实验研究,给出了不同环境条件下的各项力学性能的平均值和离散系数,为该材料在航空中的应用提供了实验基础。     

喷气混纤纱复合材料短梁剪切试验研究

采用ＧＢ３３５７－８２标准,对单向玻璃纤维／聚丙烯长丝（重量比５０：５０）喷气混纤纱复合材料的短梁剪切特性进行了研究。试验结果：试样只发生屈服破坏;在整个厚度方向没有分层破坏。     

增强材料的结构型式对复合材料性能的影响

本文分析用于树脂基复合材料的增强材料结构及其复合材料的性能。     

碳纤维编织复合材料技术在羽毛球拍制造中的应用

传统材料在应用羽毛球拍制造中,耐磨性差,使用寿命短.为了解决这一问题,阐述了碳纤维复合材料在羽毛球拍制造中的应用,分析了碳纤维编织复合材料的性能优势,通过与传统材料进行对比,阐述了碳纤维编织复合材料的性能特点.探讨了碳纤维编织复合材料在羽毛球拍制造中的应用,紧接通过实验分析,与使用传统材料制作的羽毛球拍进行性能上的对比...     

三维编织复合材料的发展及应用研究

三维编织复合材料以其高比刚度、高比强度以及优良的抗冲击、抗分层性能被广泛应用于航空航天领域。随着编织工艺的不断革新以及固化成型技术的持续发展,三维编织复合材料在一体化成型和大尺寸自动化编织上展示出得天独厚的优势。本文对三维编织机进行分类,讨论了三维编织与二维编织的区别,介绍了三维编织预成型体工艺的发展现状,对三维编织复合材料的应用现状进行总结。最后,对三维编织复合材料的应用前景进行了展望。     

土木建筑领域中的纤维增强复合材料

在土木建筑领域中,大约200年前开发的钢筋混凝土制造和钢筋造材料,有期望被新出现的新型结构材料所代替。由于钢筋混凝土制造和钢筋造材料的出现,像超高层、大空间、长入结构物才能得以实现,那么接着新型的材料,正在期待着新的结构空间。对于这样的期待,有可能性作出回答的新型材料,目前就是铝合金和纤维增强复合材料。在这里,就土木建筑领域中开始活跃化利用的纤维系增强复合材料适用的现状及未来的展望进行归纳。1混凝土补强用连续纤维筋材混凝土科强用连续纤维筋材是把很细的连续纤维多根集束起来,用环氧树脂等基体固化的产品。…     

纤维表面处理对三维编织碳纤维增强尼龙性能的影响

分别考察了几种纤维表面处理方法对碳纤维表面和复合材料性能的影响。结果表明，纤维表面处理使碳纤维的表面更粗糙；经过处理后的碳纤维表面含氧量明显提高，改善了碳纤维与基体的浸润性；空气氧化处理方法的综合效果比较理想；γ射线辐照处理除冲击强度稍低于空气氧化处理外，其弯曲强度、弯曲弹性模量尤其是剪切强度均高于空气氧化法；空气氧化与偶联剂复合处理的复合材料剪切强度最高。     

三维编织复合材料的力学性能

三维编织复合材料是一种新型结构材料，具有优异的力学性能。本文综述了三维编织复合材料力学性能的部分研究进展，并对发展趋势进行了简要的评价与展望。