不同孔隙率CFRP层合板冲击后力学性能试验表征

为了研究吸湿量、孔隙率及冲击能量对CFRP层合板冲击后剩余拉伸强度及剩余弯曲强度的影响规律,首先将3种孔隙率CFRP层合板试样置于湿热环境中分别吸湿7、14 d及吸湿至饱和状态,然后在室温环境中对3种孔隙率不同老化程度的CFRP层合板试样分别进行5种能量即3-15J的冲击作用,并测量其冲击后剩余拉伸强度及剩余弯曲强度．试验结果表明:随着冲击能量的提高,CFRP层合板冲击后剩余拉伸强度及剩余弯曲强度均显著下降;冲击能量相同时,孔隙率对CFRP层合板冲击后剩余拉伸强度及剩余弯曲强度的影响并不明显．分析认为层合板受到冲击作用后产生的分层损伤降低了孔隙率对冲击试样剩余强度的影响程度．     

复合材料层合板低速冲击损伤阻抗性能影响因素研究

基于复合材料层合板的结构特点及典型损伤和破坏模式,建立了基于ABAQUS有限元软件的复合材料层合板低速冲击模型.与实验数据对比结果表明,该模型可以准确地模拟复合材料层合板低速冲击损伤阻抗特性.采用该有限元模型,研究复合材料层合板的铺层材料面内性能和铺层角度等参数对其在低速冲击作用下损伤阻抗性能的影响规律.分析结果表明,提高铺层纤维方向拉伸模量可明显提升其抗冲击损伤能力,在复合材料层合板中增加±45°铺层数量能明显提升其抗分层能力,而提高其它方向弹性模量对复合材料层合板低速冲击损伤阻抗性能的影响不明显.     

含孔隙CFRP层合板冲击损伤试验

为了研究孔隙率及冲击能量对CFRP层合板冲击损伤容限性能的影响规律,对3种孔隙率的CFRP层合板试样分别进行3、6、9、12、15 J五种能量的冲击作用. 采用超声C扫描、金相显微镜、热揭层及目视等方法对CFRP层合板试样的冲击损伤进行检测. 试验结果表明:相同冲击能量作用下,孔隙率对凹坑深度及损伤投影面积均存在不利影响;冲击能量超过9 J后,随着冲击能量增加,凹坑深度快速增长,但是分层面积增长缓慢. 热揭层试验揭示了CFRP层合板冲击性能在冲击能量9 J前后发生突变的破坏机理,即当冲击能量超过9 J后,冲击能量由基体和纤维共同消耗转移为主要由纤维抵抗冲击能量.     

复合材料层合板低速冲击及其剩余压缩强度

为了研究冲击能量对层合结构冲击性能及吸能特性的影响规律,本文主要采用不同冲击能量作用下的复合材料层合板低速冲击性能及其剩余压缩强度的研究方法.通过低速冲击实验,研究了冲击能量对复合材料层合板的损伤影响.通过准静态压缩试验,较好地分析冲击能量对试件的压缩剩余强度的影响.     

复合材料层合板低速冲击后剩余压缩强度研究

应用有限元显式算法计算层合板冲击后压缩强度(CAI值)。建立实体单元与cohesive界面单元相结合的层合板有限元分析模型。首先进行层合板受离面低速冲击中损伤过程的数值模拟,再以该步分析结果(损伤状态)作为初始损伤,进行面内压缩下层合板破坏过程数值模拟。从而实现了层合板从冲击损伤到冲击后压缩破坏的全过程分析。模型应用面内和层间损伤逐渐累积的算法。通过不同加载速率下的分析,考察了显式算法在准静态CAI计算中的可用性。冲击损伤特征、冲击后压缩破坏特征及CAI的计算值与试验结果有良好的一致性,表明文中所采用的模型、算法与损伤处理方法是合理的。     

用有限元法研究复合材料层合板的热屈曲特性

用有限元法对复合材料层合板的热屈曲特性进行了分析研究，通过对几个算例的分析比较，表明本文的方法是精确的，给出了层合板屈曲的数值结果，并讨论了铺层方向、铺层数量、板的长宽比、温度分布等因素对复合材料层合板热屈曲特性的影响。由此得出了一些有用的结论。     

含分层复合材料层合板的高阶有限元分析方法

本文以勒让德多项式逼近位移场沿板厚度方向的变化规律，考虑了含分层损伤复合材料层合板分层区域的横向剪应力分布，对层合板分层区域的刚度进行了修正，并在此基础上建立了分层损伤复合材料层合板的高阶有限元模型，编制了相应的计算程序，分析了分层损伤对复合材料层合板合板弯曲变形和应力的影响。     

复合材料层板冲击后剩余压缩性能声发射分析

利用声发射技术对复合材料层合板的低速冲击和压缩破坏进行了分析.测试过程中用声发射技术进行实时监测,结合载荷—位移曲线,分析了声发射能量,幅值和波形经过快速傅里叶变换后的峰值频率,并对典型信号的波形进行了频谱分析.结果表明:AE参数能很好的描述复合材料层合板低速冲击及其剩余压缩行为.     

GLARE层合板抗低速冲击性能分析与数值模拟

采用不同冲击能量对玻璃纤维增强铝合金层合板(GLARE层合板)进行落锤低速冲击试验,得到了冲击载荷、位移和能量与时间的关系曲线。在不同冲击能量下,对层合板的冲击响应以及冲击过程中的损伤演化进行了分析。结果表明,不同冲击能量下基体压缩损伤面积随着冲击能量的增大而增大,而冲击能量相同时,受冲击面方向的第一、二层基体拉伸损伤面积远大于第三、四层,玻璃纤维/环氧树脂预浸料的铺层顺序以及方向是影响层合板抗冲击性能的主要因素。基于ABAQUS建立了GLARE层合板的低速冲击有限元分析模型,数值模拟结果说明:在低能量冲击时采用延性损伤准则作为铝合金材料的损伤判据是合理的。     

含孔复合材料层合板拉伸强度研究

对含孔复合材料层合板的破坏模式和拉伸强度进行了研究,考查了孔的直径和形状对层合板强度的影响.通过实验研究,测量出含孔层合板的强度.利用有限元软件ABAQUS的子程序USDFLD建立了逐渐损伤失效模型,对层合板的强度进行了数值模拟.研究结果表明,数值模拟得到的强度值和实验测量的强度值吻合较好,文中建立的数值模型可以有效地预测含孔层合板的强度.     

STF-柔性复合材料的防弹性能研究

为了研究STF-柔性复合材料的防弹性能和冲击耗能模式,首先使用纯Kevlar织物和STF的分散体系按照一定的工艺复合制备成ST F-柔性复合材料,然后采用万能材料试验机对其进行拉伸性能测试,并借助气控高速发射装置分别对不同SiO2固含量以及不同铺层角度的STF-柔性复合材料进行防弹性能测试,以单位面积吸收的能量来表征其防弹性能。结果表明：万能材料试验机低速作用时,纯Kevlar织物和ST F-柔性复合材料断裂强力基本一致,说明STF的黏度不会剧烈增加而影响人们的活动;随着SiO2固含量由0增加到45％,单位面积吸收能量由78．8J·m2/kg增加到87．4J·m2/kg,说明STF-柔性复合材料的防弹效果变佳;铺层角度对防弹性能的影响由优到劣的顺序为45°;、90°、0°。     

基于“能量-故障”的复合材料层合板裂纹损伤检测与识别

对一含裂纹的复合材料层合板，通过粘贴在其表面一对压电压（一片作为传感器，一片作为激振器）构造子结构动力响应的激励和检测系统。通过守好板和损伤板的振动模态参数和时域响应信号比较，探讨了识别复合材料结构损伤的可行性。同时，利用小波包分析，基于动力响应信号各频率段的能量分布，撮结构损伤的特征量来表征结构损伤情况。结果表明，当用一个含有丰富频率成分的信号作为输入对系统进行激励时，可以较为准确地识别复合材料结构的裂纹损伤。     

聚氨酯夹芯整体层连复合材料的力学性能研究

整体中空层连复合材料是一种新型的具有特殊结构的夹芯复合材料,主要由经纱与纬纱编织组成的表层和连接2个表层的具有特殊结构的芯部整体编织而成.本文简述了整体中空层连复合材料的复合成型工艺及填充聚氨酯发泡剂的过程,并以高度为25mm填充有聚氨酯发泡剂的玻璃纤维整体中空层连复合材料为例,采用INSTRON电子万能试验机对其进行平压实验;经向和纬向的侧压实验以及弯曲实验等,以测量该种材料的静态力学性能,获得该材料的力学性能参数.同时,文章还采用37mm的SHPB装置,对该种材料的动态力学性能进行了测试研究,得到了材料在动态载荷下的应力应变曲线,分析了该种材料的动态吸能特性以及破坏模式,并对比分析了整体中空层连复合材料经向和纬向的性能差异,得到一些有益结论.为此新型材料在工程结构中的应用提供了一定的参考.     

玻璃纤维织物/PVC基复合材料的层合结构隔声性能

以硫酸钡粉末填充的PVC基复合材料为基体材料,选用两种玻璃纤维织物（EW100和EW200）作为增强材料,制备不同层合结构的玻璃纤维织物/PVC基复合材料,利用双通道声学分析仪、DMA等仪器对样品进行隔声性能、阻尼性能等测试分析。结果表明：不同层合结构的玻璃纤维织物/PVC基复合材料隔声性能的差异体现在低频区及高频区;玻纤织物的加入使复合材料的阻尼性能、隔声性能以及拉伸载荷都有所提高,但是伸长却大大降低;以EW200与PVC基材制备的层合结构具有较好的隔声等性能。     

钢筋混凝土叠合板的抗弯性能研究

使用吉林大学建设工程学院研制的新型复合材料永久模板研究钢筋混凝土叠合板的抗弯性能。研究结果表明：钢筋混凝土叠合板在叠合面得到有效处理后能确保预制部分和现浇部分的协同受力,叠合板的极限承载力相比普通混凝土板高出8.99%,同时受拉区混凝土抗开裂能力大大增强。叠合板破坏形式为大变形塑性破坏,抗弯性能优异。     

阻燃粘胶与预氧化纤维混纺织物的开发

将阻燃粘胶与聚丙烯腈预氧化纤维按7种比例进行混纺,根据纤维的特点,选择合理的纺纱与织造工艺,织成相应的织物,并对7种混纺比的织物进行性能测试比较.结果表明:当阻燃粘胶与预氧化纤维混纺比例为35/65时,织物的LOI达到30%以上,续燃时间小于3 s,阴燃时间为0 S,损毁长度小于110 mm,阻燃性能良好,同时具有较好的服用性能.     

聚丙烯熔喷非织造布及其过滤性能

聚丙烯熔喷非织造布具有过滤效率高、阻力低的优点,可广泛用于各种过滤材料.生产过程中有很多工艺参数能影响其结构,从而对其最终过滤性能产生影响,比如空气压力、接收距离、空气温度等.本文论述了有关熔喷聚丙烯非织造布滤材的一些特点,分析总结了聚丙烯熔喷非织造布的生产工艺参数对其结构及过滤性能的影响.     

预应力混凝土叠合梁正常使用极限状态试验研究

基于本试验和目前国内全部预应力混凝土叠合梁正常使用阶段试验结果,探讨了预应力混凝土叠合梁在正常使用阶段的受力特征,提出了可用于正常使用极限状态控制的计算公式,并与普通预应力混凝土梁的相应计算形成统一理论体系。     

PVA纤维增强水泥基复合材料的性能试验研究

通过单轴抗压试验、直接拉伸试验、四点弯曲试验、抗折试验对不同配比和不同试件形状的PVA纤维增强水泥基复合材料进行力学性能试验研究,结果表明：加有PVA纤维的水泥基复合材料的抗压强度提高不大,大约是10%,而抗拉强度和抗弯强度则提高很多,且出现了许多细小裂缝,呈现出应变硬化特性,极限拉应变可达1.8%;利用直板型试件做直接拉伸试验比胫型试件做直接拉伸试验的试验结果准确,且易于试验操作.试验结果证实了PVA纤维增强水泥基复合材料具有很好的韧性.