碳/铝复合材料界面结合强度对拉伸性能的影响

本文主要研究C/Al复合材料先驱丝的界面结合强度的表征方法以及界面结合状态对复合材料拉伸性能的影响.用自行研制的小型剪切试验机测定复合材料先驱丝的纵向剪切强度,通过计算得到复合材料界面处的剪切强度以此作为界面结合强度的定量表征方法.实验证明,不同界面结合强度的复合丝在宏观上表现出有不同纵向剪切强度值,复合材料的界面结合强度可以用界面剪切强度值定量描述.复合材料拉伸强度随界面强度提高而减少,在满足复合材料横向强度要求前提下,降低复合材料界面结合有利于提高拉伸强度.     

激光层裂法测量复合材料的界面拉伸强度研究进展

本文介绍激光层裂法检测复合材料界面拉伸强度的基本原理与实验方法,并从该测量方法的几个关键技术,应用波生成与传播的数学模型,应用波形的测量与临界值的判定,评述该技术及其研究进展的情况。     

层间混杂复合材料板的拉伸强度预报

采用更为合理的分散度系数表达式改进了玻/碳层间混杂复合材料板断裂应变混杂效应系数公式,结合该混杂效应系数公式与复合材料强度混合定律,提出了层间混杂复合材料单向板的拉伸强度预报方法。将该混杂效应系数公式引入复合材料多向板渐近损伤有限元分析模型,修正了低延伸率纤维单层板的拉伸强度值,在此基础上提出了层间混杂复合材料多向板拉伸强度预报方法,并讨论了刚度退化方案。结果表明,模型预报值与实验均吻合较好,尤其考虑混杂效应的预报值与实验情况更加接近;基体退化系数大的刚度退化方案与实验更为吻合。     

碳/环氧复合材料多向层间拉伸强度的研究

本文系统地研究了碳/环氧复合材料多向层间(0/θ)(θ=0°,15°,30°,45°,60°,75°,90°)拉伸强度,并利用S-570扫描电镜观察了其断口形貌,同时对纤维与基体界面处的应力进行了分析。结果表明:该复合材料层间拉伸强度较少受到铺层取向的影响,而由纤维与基体的界面结合强度所控制。     

Z-pin增强酚醛复合材料层合板的层间拉伸性能

本文探索研究了Z-pin的植入对酚醛复合材料层合板层间拉伸性能的影响。通过向酚醛复合材料层合板中植入体积分数为0.78%（植入间距5mm×5mm）的石英/酚醛Z-pin,对其进行层间拉伸性能测试,结果表明,随着Z-pin的植入,层合板的层间拉伸性能显著提高,并伴随破坏模式的变化、材料韧性的增加。最后,根据复合材料力学,建立Z-pin增强层合板的简单力学模型,通过桥率试验与层间拉伸试验,对其进行验证和修正,得出Z-pin植入对层合板的层间性能的影响规律。     

连续变化界面层对复合材料弹性性能影响

界面层对复合材料的变形和破坏有着重要的影响,实际界面层的性能是随位置而连续变化的,但目前大多数考虑界面层影响的工作都假设界面层材料性能均匀或分层均匀。假设界面层的性能是空间位置的幂函数形式,给出了具有上述界面层的纤维和球形夹杂在球压和剪切载荷下的解,然后利用平均场方法建立了上述复合材料的有效弹性性质与微结构的联系。还将上述方法与均匀界面层模型进行了比较,计算结果表明,界面层的性质对复合材料有效性质和局部应力的分布有着重要影响。      

Z-pin增强陶瓷基复合材料拉伸和层间剪切性能

研究了Z-pin横向增强平纹编织陶瓷基复合材料的拉伸和层间剪切性能。炭纤维平纹编织物和炭纤维Z-pin制备的预成型体, 通过化学气相渗透(CVI)工艺制成Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料。通过单轴拉伸试验及加-卸载试验研究材料拉伸力学性能参数及破坏规律。采用双切口压缩试验测试材料的层间剪切强度。结果表明, Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料拉伸应力-应变曲线具有非线性特性; Z-pin嵌入降低了平纹编织陶瓷基复合材料的拉伸强度, 显著提高了陶瓷基复合材料层间剪切强度, 使原来单纯层间基体与织物表面的脱离转变为Z-pin的剪切破坏和层间基体与织物的脱离双重破坏机理。     

界面层对碳／环氧复俣材料力学性能的影响

本工作研究了碳纤维表面经冷等离子体连续处理以及等离子体聚合形成的增韧层与防水层对碳／环氧复合材料界面性质及力学性能的影响，在宏观状态及在扫描电镜小尺度进行了层间剪切和断裂的对比试验，结果表明，经等离子体处理和具有等离子体聚合形成的聚合层三种试件，其层间剪切强度和断裂韧度比碳纤维未经处理的碳／环氧试件，平均分别提高了30％和40％，以经等离子体聚合形成增韧层BS－1试件的增强效果最好，其层剪强度由71MPa提高到103MPa，增加了45％，断裂韧工由985MPa√m提高到1548MPa√m，增大了57％，同时在SEM动态测量破坏过程中，分析了四种微观界面状态与力学性能的关系及其增强机理。     

界面性能对陶瓷基复合材料拉伸强度的影响

基于陶瓷基复合材料拉伸试验现象引入了主裂纹损伤带的概念, 并将其宽度定义为界面脱粘长度. 由于界面性能对纤维应力集中有较大影响, 并且控制着材料的断裂模式, 分别给出了脆性断裂和韧性断裂的强度计算公式, 并引入了应力集中系数和界面脱粘能量释放率. 分析结果表明, 拉伸强度随着应力集中系数和界面脱粘能量释放率的增大而减小. 文中公式给出的预测值与试验值吻合较好, 表明断裂时纤维所承担的应力用脱粘段纤维平均应力来衡量是合适的.     

双马体系对T—50／酚醛环氧复合材料层间剪切强度的影响

本文研究了在酚醛环氧树脂基体中加入的不同双马为酰亚胺树脂及其添加剂量和固化工艺条件对Ｔ－５０／酚醛环氧复合材料层间剪切强度（ＩＬＳＳ）的影响。采用ＳＥＭ分析了复合材料剪切口形貌。结果表明，改性双马来酰亚胺树脂的加入可以使复合材料的ＩＬＳＳ值提高１０％以上。     

应变率效应对短纤维增强热塑性树脂PPS力学性能的影响

本文通过大量的实验,研究了应变率效应对短纤维增强热塑性树脂PPS(聚苯硫醚)力学性能的影响,应变率变化范围从10-4/s～102/s.并对断口形貌及破坏形式进行了观察.研究结果表明:应变率较高时对材料的强度和模量有明显影响,而且应变率不同断口形貌也存在一定的差别.断口形貌呈脆性破坏.     

The effects of strain rate and CCVC interfacial layer on mechanical behaviours of CALL

In this paper, the loading and loading-unloading tests of CALL and CALL (CCVC) under tensile impact have been carried out by a self-designed Rotating Circular Disk Tensile impact Apparatus. The quasi-static tension and short beam bending tests are performed on the Shimadzu-5000 testing apparatus. Experiment results show that both CALL and CALL (CCVC) have positive hybrid effect. Under quasi-static tension, the two composites have no obvious yielding until fracture, but have an obvious yielding point on the dynamic tensile stress-strain curves. The dynamic unstable fracture strain is about three times the static unstable fracture strain. The interlaminar shear strength (ISS) of CALL (CCVC) is 10 more than that of CALL. At the same time, the tensile strength and unstable fracture strain of CALL (CCVC) are also higher than that of CALL. In this paper, some conclusions are also drawn from the SEM observation of the fracture specimen surfaces.     

中高应变率和不同温度下离子型中间膜的拉伸力学性能及本构关系

为系统研究中高应变率和不同温度下离子型中间膜的拉伸力学性能,进行了1 s-1～800 s-1和-40℃～60℃下的系列动态拉伸试验.基于试验结果,确定了离子型中间膜的关键力学参数,并着重分析了温度和应变率的影响:随着应变率的升高和温度的降低,离子型中间膜的初始弹性模量、屈服强度和抗拉强度均普遍提高,但极限应变有所降低....     

基于纤维模型的钢筋混凝土柱应变率效应研究

该文基于钢筋混凝土柱构件的快速加载试验数据,分别采用CEB规范和Kulkarni和Shah建议的考虑应变率效应的混凝土动力本构关系,运用纤维模型建立了其动力纤维单元模型,并对单调快速加载下的构件的恢复力特性进行了数值模拟。与试验结果的比较表明所采用的两种动力本构模型均能够反映钢筋混凝土柱承载力随加载速率的提高而提高的特...     

高抗冲聚苯乙烯的应变率敏感性及粘塑性本构关系

对高抗冲聚苯乙烯（HIPS）在应变跨越10^-4-10^1量级的范围内的拉伸力学性能作了实验研究,实验结果显示HPIS是一种应变率敏感的材料,其拉伸力学性能对应率敏感程度可分为高中低三个区域,在此基础上讨论了这类材料的粘塑性本构关系。     

三种建筑钢筋材料高应变率下拉伸力学性能研究

钢筋混凝土结构除承受静载荷外,在恐怖袭击、燃气管道爆炸等特殊情况下还会承受动态载荷的作用,因此,研究其组成材料之一的钢筋材料在动态载荷作用下的力学性能,对于研究钢筋混凝土结构整体在动态载荷作用下的力学响应有重要意义。该文首先利用旋转盘冲击拉伸试验系统对3种常用建筑钢筋材料(HPB235、HRB335和HRB400)在400 s^-1~2000 s^-1应变率范围内的动态拉伸力学性能进行试验研究,然后根据试验数据,分析应变率对屈服强度的影响规律,并对常用的Johnson-Cook本构模型进行修正,以获得可以更好描述这3种钢筋材料动态拉伸应力-应变关系的本构模型及相关的材料参数。研究结果表明:3种钢筋材料的屈服应力均随应变率的增大而增大,而静载屈服应力越低的钢筋对应变率越敏感;修正后的Johnson-Cook本构模型能较好地描述3种钢筋材料的动态拉伸应力-应变关系。     

界面层结构对填充聚丙烯力学性能及流变行为的影响

本文采用各类偶联剂处理填充改性聚丙烯的无机填料。实验结果表明,硅烷类 KH-550偶联剂在界面层形成刚性架的有机硅烷膜复盖层结构,使填充聚丙烯屈服强度明显提高,断裂面形貌为界面结合较好的脆性断裂。TSC,NDZ-201,OLT-671和 DL-411等酯类偶联剂在界面形成线型柔性链的单分子层结构,使填充聚丙烯冲击强度、断裂仲长率提高,加工流动性能明显改善。     

HQ80C 和 HQ100钢剪切屈服强度对温度和应变速率的敏感性

本文对 HQ80C 和 HQ100 钢在不同温度、不同应变速率下的屈服强度进行了研究。发现在不同温度的τ_s-lg(?)关系曲线上,Rosenfield 定义的Ⅰ区和Ⅱ区同属于位错运动的热激活机制。将Dorn-Rajnak 理论用于本研究,证明本文所研究的两种材料的形变对温度和应变速率敏感的机理是位错运动的 Peierls 机制中的 P-N 力对其敏感所致。     

高强高模聚乙烯纤维力学性能的应变率和温度效应

利用MTS810材料试验机、旋转盘式杆-杆型冲击拉伸装置和温度控制箱,在温度20℃~110℃、应变率为0.001/s~700/s范围内,对高强高模聚乙烯纤维束进行了准静态和高应变率冲击拉伸实验,得到了不同温度、不同应变率时纤维束的应力-应变曲线。结果表明:高强高模聚乙烯纤维束的初始弹性模量具有应变率和温度相关的特性,随应变率提高而增加,随温度提高而下降;在常温下,破坏应力从准静态到动态,具有明显的应变率相关性,随应变率提高而增加,但在20℃~110℃范围内、高应变率下,对应变率变化不敏感;失稳应变也具有应变率和温度相关的特性,随应变率提高而减小,随温度提高而增大。在高应变率下,断裂应变能密度主要由初始弹性模量和失稳应变共同决定,受温度效应和应变率效应的综合影响。     

拉伸速率和温度对填充PECH复合体系模量的影响

研究了填充ＰＥＣＨ复合体系的弹性模量在不同测试温度和拉伸速率下随填料体积分数和粒子间距离的变化规律，同时考察了粒子堆积方式对弹性模量的影响，并运用逾渗理论解释了实验结果，测试温度和拉伸速率对体系的弹性模量有显著的影响，临界粒子间距离是温度和拉伸速度的函数，而且与粒子堆积方式相关，拉速和温度对填充聚合物复合体系中逾渗过程的影响具有等效性。