国家标准GB1456扩大应用范围

用ＧＢ１４５６的三点外伸弯曲法成功地测出复合材料层板的层间剪切模量Ｇ１３、Ｇ２３和复合材料圆管的弯曲模量及剪切模量,以及其他带腹板型的弯曲性能。     

四步法三维编织复合材料弯曲疲劳行为实验研究

采用MTS 810.23仪器对一种四步法三维编织复合材料结构在应力比为R(σmin/σmax)=0.1、频率为3Hz正弦波条件下进行三点弯曲疲劳测试,研究三维编织复合材料弯曲疲劳性能。通过实验仪器测试准静态三点弯曲和不同应力下三点弯曲疲劳性质得到Data数据,通过对数据分析获得σ-N曲线和最大最小挠度曲线,对比不同应力水平下材料破坏形态从而揭示材料弯曲疲劳机理。实验结果:50%应力水平下,试样经过106次以上的循环仍然没有破坏,80%、70%和60%应力下材料失效的圈数分别是12 833、50 370、101 652。材料疲劳加载下刚度降解和挠度变化趋势相似,材料弯曲疲劳极限为50%,材料σ-N曲线呈三段式,材料低应力水平下疲劳寿命离散性高于高应力水平。     

RTM制备玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能分析

以环氧树脂为基体,短切玻璃纤维和玻璃纤维布为增强材料,通过RTM工艺制备了玻璃纤维增强环氧树脂(GF/EP)复合材料,并研究了RTM工艺制备玻璃纤维布增强环氧树脂(L-GF/EP)和短切玻璃纤维增强环氧树脂(S-GF/EP)复合材料的拉伸和弯曲性能,分析了开孔对两种复合材料拉伸性能的影响。结果表明:在拉伸过程中,开孔试样因孔边产生的应力集中,导致其拉伸强度与无孔试样相比下降了30%左右;玻纤铺层类型的不同对复合材料的力学性能具有显著影响;L-GF/EP复合材料内部结构完整,在载荷作用下,复合材料的弯曲断裂呈现一定的假塑性断裂模式,达到弯曲极限挠度值后,出现一定程度的回弹现象,其力学性能优于S-GF/EP复合材料。     

纤维水泥基材料中纤维分布均匀程度与弯曲性能关系的研究

对配合比和加工制作过程完全相同聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料,通过采用一种对试件断面抛光,涂荧光粉的显微成像法对PVA纤维在水泥基材料中的分布状况进行量化测定;通过3点弯曲试验并结合测定结果研究了纤维分布对材料弯曲性能的影响.纤维测定结果表明:荧光显微成像法在划分网格适当的条件下可以准确的量化测定PVA纤维的分布,3点弯曲试验和纤维分布测定结果表明:纤维分布对材料的开裂强度没有影响,但是却决定了开裂强度到弯曲强度的提高幅度和弯曲韧度.纤维分布越均匀,提高幅度和弯曲韧度越大,同时材料的弯曲强度及相应的挠度也越大.     

外载荷作用下夹层梁的理论弯曲计算分析

利用弹性体的剪应变与位移的几何方程,推导出了夹层梁的弯曲微分方程,研究了夹层梁的弯曲挠度计算问题。采用该弯曲微分方程可以方便计算出外载荷作用下夹层梁的弯曲挠度,而弹性理论对外载荷作用下夹层梁的弯曲计算仅能给出一题一解,本文方法则克服了弹性理论的缺陷。有关试验结果验证了该方法的计算精度较高。     

复合材料薄壁箱梁的设计

在平面假定的基础上按照Timoshenko梁理论,给出了复合材料薄壁箱梁翼缘弯曲正应变和腹板剪切应变的计算公式,在计算梁挠度时考虑剪切变形带来的贡献。设计并制作了复合材料薄壁箱梁,并进行弯曲性能试验,试验结果表明:复合材料箱梁翼缘上的轴向应变沿截面宽度方向的分布是不均匀的,但梁上下翼缘的轴向正应变的平均值和腹板的剪切应变与理论分析结果较为吻合。相应结果可以用于复合材料薄壁箱梁的设计。     

三维五向编织复合材料工字梁弯曲性能研究

对四步法三维五向编织工字梁结构的弯曲性能进行了数值分析和实验研究。首先根据三维五向编织复合材料细观结构模型对材料进行刚度预测,讨论编织参数对材料性能的影响;在此基础上,将预测得到的单胞力学性能应用到宏观结构上,建立三维五向工字梁有限元模型,对其弯曲性能进行数值分析;最后采用RTM工艺制作工字梁试件进行四点弯曲试验,将结果与有限元计算结果进行对比。结果显示,编织参数的变化对三维五向编织复合材料的性能有着较大影响,有限元分析结果与试验结果基本一致。     

复合材料热膨胀系数的计算

<正> 复合材料层板的热膨胀系数和它的许多其他性能一样,可以根据其组分材料性能和层板的铺设结构状况、含胶量等,进行理论计算和设计。本文介绍了用经典层板理论和根据直观力学分析模型两种计算方法。前者是规范化的方法,无需更多的分析思考;后者有清楚的物理概念和性能机理,对进行热膨胀系数的设计可能更加方便。两种方法对[(±45°)_n/0°_(2n)]_s碳/环氧层板的计算结果完全相同。     

芳纶纤维复合材料弯曲性能试验仿真

对叠层结构芳纶纤维织物增强复合材料的弯曲性能试验进行仿真,分析±45°纤维铺层对复合材料弯曲性能的影响.参照GB/T 3356-1999弯曲性能试验,生成了4种不同铺层结构小尺寸试样的几何模型,建立了三点弯曲试验的有限元模型,计算得到了试样的应力场结果,预测了试样的弯曲弹性模量及弯曲强度.结果表明:±45°芳纶纤维铺层将提高叠层结构的弯曲性能,为叠层结构的铺层优化设计提供了技术支持.     

三维五向编织玻纤/碳纤环氧树脂混杂复合材料冲击性能和冲击后弯曲性能研究

该文研究了三维五向玻纤/碳纤编织混杂复合材料的冲击性能和冲击后弯曲性能,对试样分别进行了落锤冲击试验和三点弯曲试验。研究表明,通过落锤冲击试样发现,冲击后冲击面的损伤比背面的损伤低,冲击背面裂纹主要沿纵向扩展;通过弯曲性能测试得出碳纤维的加入使玻璃纤维复合材料的弯曲模量提高;当轴纱排布为CF∶GF∶CF时,混杂复合材料的抗冲击性能最好,材料的抗冲击性能与混杂方式有关。     

多轴向经编针织(MWK)复合材料SHPB动态响应

利用霍普金森杆（sHPB）横向冲击多轴向经编针织复合材料，在不同子弹冲击速度下测试材料动态响应，通过计算得出载荷与时间的关系曲线；实验表明：材料的抗分层性能出众；在准静态三点弯曲载荷下，试样破坏模式为典型的弯曲破坏；在SHPB冲击载荷下，试样破坏模式以基体开裂、纤维与基体界面破坏和纤维断裂抽拔为主。     

预浸料在RTM工艺中的应用研究

采用共固化RTM工艺制备了碳纤维增强环氧树脂5284RTM/5228A复合材料层板。通过超声C扫描和显微分析法评价了层板的内部质量,通过短梁剪切强度和弯曲性能研究了层板的力学性能,利用DMA评价了层板的耐热性能。结果表明,所制备的层板内部质量良好,预浸料层的预处理对层板的内部质量、力学性能和耐热性能都没有明显影响,而热固性中介层的引入虽然不会影响体系的内部质量和力学性能,但会使层板的耐热性能降低。     

FRP与FRR复合材料阻尼性能试验研究

与传统的钢板/橡胶叠层板式支座相比,纤维增强树脂(FRP)层板/橡胶叠层支座和纤维增强橡胶(FRR)支座均表现出良好的减震阻尼性能.为了选出适合用于隔振器中的复合材料板,本文中通过对热固性树脂、热塑性树脂以及橡胶基体等基体材料制成的连续纤维增强复合材料层板进行动态力学热分析(DMA).比较并分析所得结果显示,FRR复合材料层合板最适合应用于减隔震支座中.     

热压参数对玻璃纤维／聚丙烯喷气混纤纱复合材料性能影响

本文分析了热压参数对玻璃纤维／聚丙烯喷气混纤纱复事材料性能影响。采用喷气混纤纱单向缠绕并在平板热压硫化机上制作单向复合材料（板），利用三点弯曲方法测试试样的弯曲性能。     

纤维增强复合材料性能

<正> 5 复合材料单层板的强度准则一般所说的复合材料强度准则,就是指复合材料单层板的强度准则。复合材料层合板的强度可以根据单层板的强度准则和层板的具体铺设方式进行计算预测。前节介绍的复合材料单层板的强度,都是单向应力下的材料强度,如单纯拉伸应力作用下的拉伸强度,单纯剪切应力作用下的剪切强度……等等。而在实际应用中,大多数情况下材料同时受到多向应力的作用,例如同时受到纵向应力σ_1和横向应力σ_2的作用,或是同时受到纵向应力σ_1和剪切应力τ_(12)的作用……等等,此时如何判定材料的失效应力或称多向应力状态下     

定向钢纤维水泥基材料Ⅰ-Ⅱ复合型断裂性能研究

通过不同预制裂缝位置的三点弯曲梁断裂试验,研究了定向及普通乱向钢纤维水泥基材料Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝的断裂特性.利用试验测得的荷载-裂缝口张开位移曲线以及荷载-挠度曲线,分析了钢纤维水泥基材料复合型裂缝扩展的全过程.结果表明,定向钢纤维水泥基复合材料的断裂性能明显优于普通乱向钢纤维水泥基复合材料;在本试验裂缝偏移距离范围内(0～100 nm),随着预制裂缝偏移距离的增加,起裂角、起裂荷载、峰值荷载逐渐增大,而断裂能逐渐降低;随着起裂角的增加,定向钢纤维水泥基材料的增强效果有所降低,当起裂角达到33°～43°,降低幅度较为明显.     

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。     

PVA纤维表面改性对水泥基复合材料弯曲性能的影响

采用有机硅柔软剂对国产聚乙烯醇(PVA)纤维进行表面改性,并制备了纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)。采用扫描电子显微镜研究了有机硅柔软剂改性对PVA纤维表面结构的影响,用三点弯曲试验研究了有机硅柔软剂改性的PVA纤维对PVA-ECC复合材料弯曲性能的影响。研究结果表明:随着有机硅柔软剂含量的增加,PVA-ECC的极限弯曲强度和极限跨中挠度均先增加再减小,当有机硅柔软剂质量分数为7%时,极限弯曲强度和极限跨中挠度达到最大值,分别为5.627 MPa和2.123 mm;用ASTM C1609标准分析PVA-ECC三点弯曲韧性,当有机硅柔软剂质量分数为7%时,弯曲韧性达到最大值。     

复合材料工字梁抗弯曲性能分析

为了提高碳纤维复合材料工字梁的抗弯曲性能,本文针对碳纤维工字梁抗弯曲性能优化设计进行了工字梁的不同结构设计对抗弯曲性能影响的研究。采用控制变量和对比的实验方法,设计了五个不同结构的碳纤维工字梁实验样件并进行三点弯曲测试,得到了碳纤维工字梁的弯曲强度以及弯曲位移等实验数据;其次,采用ABAQUS有限元软件建立碳纤维工字梁三点弯曲模型,并对模型的有效性进行验证。然后采用该模型分析了三点弯曲过程中工字梁的受力情况,得到以下结论：碳纤维工字梁在三点弯曲时(1)上翼缘应力略大于下翼缘,适当增加上翼缘的厚度,能够提升工字梁的抗弯曲性能,增加下翼缘的厚度,对工字梁的抗弯曲性能影响微弱;(2)腹板上下两端处的应力值始终大于腹板中间位置的应力值,适当增加腹板的高度,能够提升工字梁的抗弯曲性能,增加腹板的厚度,对工字梁的抗弯曲性能影响微弱。以上研究对碳纤维工字梁结构优化设计具有一定的指导意义。     

TEOS改性硅树脂/石英纤维复合材料的性能研究

采用模压法制备了正硅酸乙酯(TEOS)改性甲基硅树脂复合材料。对高温处理过试样进行了拉伸强度、弯曲强度的力学性能测试。结果表明,高温条件下TEOS改性甲基硅树脂复合材料的力学性能相对于纯甲基硅树脂复合材料有了很大提高。借助扫描电子显微镜(SEM)观察了TEOS改性甲基硅树脂复合材料高低温弯曲断口形貌,通过单丝拔出实验研究了TEOS的引入对于复合材料界面性能的影响。