纤维缠绕复合材料固化成型中纤维密实过程数值模拟

纤维缠绕复合材料固化成型过程中,缠绕制件的纤维密实程度及单层厚度受缠绕张力、树脂流动影响较大。基于Squeeze-sponge模型,发展了适用于纤维缠绕复合材料固化成型的树脂流动/纤维密实模型。该密实模型考虑了固化度、温度、树脂黏度、渗透率等参数随固化时间的变化特性,并引入缠绕张力、缠绕图案等缠绕特征,实现缠绕制件纤维密实过程的数值模拟。通过对比文献结果,证明了密实模型的可靠。基于密实模型,对不同缠绕张力制度下的纤维密实程度进行数值模拟,结果表明,相较于各层缠绕张力相等的缠绕制度,采用层间压力相等的缠绕制度时,树脂分布更加均匀,各层纤维体分比数值趋于一致,且适当提高远离树脂出口位置的缠绕张力可实现各层纤维体分比数值相等。     

基于图像处理技术的粗骨料形状特征对自密实混凝土工作性的影响研究

为研究球体率作为粗骨料形状特征的定量评价指标的可行性,基于图像处理技术,应用Image-Pro Plus软件测定了四组形状特征不同的粗骨料球体率,在粗骨料级配不变的前提下,研究了球体率对粗骨料堆积空隙率与自密实混凝土工作性的影响.结果表明,不规则粗骨料颗粒的含量与粗骨料球体率呈正相关关系;当粗骨料球体率从0.5240增大到0.5922时,粗骨料堆积空隙率呈先减小后增大的趋势,自密实混凝土的坍落扩展度逐渐增大,T500逐渐减小,间隙通过性能与抗离析性能逐渐提高.通过建立粗骨料球体率与自密实混凝土工作性的定量关系式,能够确定满足一定工作性要求的球体率,进而达到控制粗骨料质量的目的.     

聚丙烯纤维对自密实再生混凝土抗渗性能的影响

利用聚丙烯纤维、水泥、砂、石子、水及减水剂,在标准成型工艺及标准养护条件下制作自密实再生混凝土.通过抗渗标号法测试自密实再生混凝土的抗渗性能,利用正交设计方法,对自密实再生混凝土抗渗性能的影响因素进行了分析.结果表明:聚丙烯纤维的掺入可以提高自密实再生混凝土的抗渗性,且对抗渗性能的影响最大;水灰比对自密实再生混凝土的抗渗性较大,且随着水灰比的增大,抗渗性能减弱.     

混杂纤维自密实混凝土孔结构对抗压强度影响的试验研究

采用压汞法对混杂纤维自密实混凝土进行微观孔结构试验,并进行抗压强度试验,分析了混杂纤维自密实混凝土孔结构的孔隙率、孔径尺寸与级配、孔分布特征与强度的关系,得出混杂纤维自密实混凝土孔结构与抗压强度的关系趋势.研究结果表明,在自密实混凝土中混杂掺人玄武岩纤维和聚丙烯纤维,其微观孔结构的改善对抗压强度的提高有着直接的影响.     

纤维分布对复合材料固化变形的影响

本文分析了复合材料层合板纤维分布不均匀的产生原因,提出了纤维分布不均匀度的表征参数Id,采用图像处理技术测定了层合板的纤维分布不均匀度,用实验和有限元方法研究了纤维分布不均匀对复合材料固化变形的影响规律。结果表明,复合材料的固化变形随着纤维分布不均度增加而增大,变形量随着层合板层数增多而减小,研究还表明,固化变形程度与层合板的铺层方式相关。     

纤维混掺改性高强自密实混凝土试验与分析

为研究不同结构层次纤维混掺对混凝土力学性能的改善作用,以镀铜微丝钢纤维和纳米碳纤维的掺量为参数,设计制备了纤维混掺改性高强自密实混凝土.试验表明:相较对照组,纤维改性混凝土的工作性能略有降低,而力学性能有不同幅度的提高,立方体抗压、轴压、劈裂、抗折强度的最大增幅分别为18.52％、21.10％、57.17％和54.40％.将数值分析与非线性回归结合,获得非样本纤维掺量下混凝土强度分析值的基础上,确定不同纤维的最优掺量.研究结果显示:适当掺量且分散良好的镀铜微丝钢纤维和纳米碳纤维混掺对高强自密实混凝土抗压、劈拉及抗折强度的提高分别存在超叠加、叠加及负混杂效应.     

聚乙烯纤维增强有机玻璃复合材料性能影响因素的研究

通过真空浸渍法，成功制备出聚乙烯纤维增强有机玻璃（UHMWPE/PMMA）复合材料，就纤维含量以及孔隙率等对材料性能的影响进行了初步研究，重点探讨了孔隙率对复合材料的影响。     

复合材料孔隙率检测方法的比较研究

针对纤维增强复合材料制件中孔隙率测量的问题,采用了基于显微镜照相法的四种图像处理方法即Pho-toshop、Image Tool、Matlab和Visual C对同一图片中孔隙率的确定进行了比较研究。结果表明,使用Photoshop计算孔隙率是一种适合于纤维增强复合材料孔隙率测量的方法。     

纤维自密实混凝土早期收缩及阻裂特性研究

采用非接触收缩变形试验、平板抗裂试验以及三点弯曲梁声发射检测,研究了掺PVA纤维、钢纤维以及两者混杂自密实混凝土(SCC)的早期塑性收缩、约束收缩以及荷载作用下的阻裂特性.结果表明,所掺的PVA纤维对改善SCC早期自由收缩作用有限,但能够抑制约束条件下基体的开裂;体积掺量分别为0.07％和1.0％的PVA纤维与钢纤维混杂后,对降低SCC早期收缩开裂效果显著,所配制的SCC抗裂性达到Ⅰ级标准;PVA纤维可闭合加载初期SCC基体中的微裂缝,钢纤维则能有效阻止加载中期裂缝的衍生和扩展,由于两种纤维的协同阻裂作用,能够有效改善SCC的断裂韧性.     

高掺量聚丙烯纤维自密实混凝土制备及其性能研究

为了有效提高高掺量聚丙烯纤维自密实混凝土的工作性能,将调整水胶比和砂率进行配制聚丙烯纤维体积掺量为0.5％的自密实混凝土并对其材料性能进行试验研究.研究表明:高掺量聚丙烯纤维的掺入对自密实混凝土的流动性有较大影响,适当调整水胶比和砂率可配制满足工作性能要求的高掺量聚丙烯纤维自密实混凝土;水胶比的增大提高了高掺量聚丙烯纤维自密实混凝土的扩展度,同时也提高了其离析的风险,降低了其抗压强度;砂率的增大对高掺量聚丙烯纤维自密实混凝土的抗压强度基本没有影响,但可提高其拌合物的粘聚性.     

纤维增强复合材料产品加工工艺的改进

纤维增强复合材料产品的机械加工过程复杂、尺寸精度和位置精度要求严格,加工难度大。根据现有设备的特点,改进了纤维增强复合材料产品的加工工艺,探讨高效可行的加工方案,设计制造新型工装。生产实践表明,改进的工装及加工工艺很好地满足使用要求,提高生产效率和产品质量,具有较好的经济和社会价值。     

基于图像处理技术的颗粒检测系统

设计了一种基于数字信号处理器的颗粒粒度视觉检测系统,对50~500μm内的颗粒进行检测。线阵CCD相机对动态的颗粒进行图像采集,然后通过千兆网协议,在图像处理专用的高频芯片TMS320DM648内,通过自编程序对图像采集进行自动控制和处理,最后获得颗粒的粒度信息。     

废旧塑料/木质纤维复合材料的一步法生产技术与装备

主要介绍了废旧塑木复合材料成型加工的研究进展,并就挤出机选型、机头设计、工艺参数进行了研究与探讨.结合大量的实验与理论计算,对于废旧塑木复合材料的成型实现了可供实际工业化生产的技术装备与工艺路线.     

基于模糊C均值聚类算法的碳纤维木质复合材料图像分割

引入模糊C均值聚类(FCM)图像分割算法,解决传统方式下图像分割中未考虑临域像素信息的问题,将该法与小波变换综合使用,实现对碳纤维木质复合材料在微观层面的分析。基于改进FCM算法,可以明确聚类中心,提出适用于欧氏距离的计算函数,在此基础上参考邻域像素的信息,实现对像素特征值的合理调整,最终得到科学的目标函数计算方式。由实际结果得知,该算法的应用效果较佳,图像分割边缘保持相对清晰的状态,在抑制噪声方面能力较强,有效减少了迭代次数,因此全程运行效率有所提升。     

基于混合遗传算法的选矿生产过程能耗预测分析

针对BP神经网络模型进行预测易出现收敛陷入局部极小点、网络震荡大、预测值可信度不高等问题,以鞍钢集团大孤山选矿厂为研究对象,建立了基于混合遗传算法的能耗预测模型。用MATLAB编写计算程序进行测试,并与纯BP神经网络进行分析比较。结果表明,在预测精度和收敛速度方面均得到了改善。     

基于图像处理的气固流化床中气泡行为的分析

以数字图像处理为基础,实现对流化床中气泡的成长、聚合和分裂行为的分析.利用高速摄像机拍摄气固两相流的气泡运动图像,从中选取气泡上升、聚舍和分裂三种典型图像序列.经过图像处理后,分别对其进行气泡识别和参数的获取.然后根据获取的数据,首先分析了气泡上升过程中面积、形心、等效直径等参数的变化趋势和变化规律,接着对聚合中的聚合...     

长碳纤维／聚丙烯复合材料加工工艺和性能的研究

本文利用单螺杆挤出机，采用电缆包覆式工艺，进行聚丙烯树脂包覆长碳纤维，然后再二次造粒，制备出长碳纤维／聚丙烯合粒料，对此复合材料和原ＰＰ树脂的性能测试结果发现，因碳纤维表面未经处理，致使复合材料的拉伸强度，伸长率，缺口冲击强度较原ＰＰ树脂有一定程度地下降，而此复合材料的导电性却大大提高，结合其断口和横截面和电子扫描电镜照片，讨论了复合材料力学性能下降和电学性能提高的机理。     

低熔点皮芯型涤纶短纤维生产工艺研究

以低熔点聚酯（COPET）为皮、普通聚酯（PET）为芯,介绍了开发COPET／PET低熔点皮芯型复合短纤维的复合纺丝生产工艺,探讨了COPET原料选择、COPET切片输送与干燥、真空双螺杆挤压机、纺丝组件、纺丝温度、卷曲机、烘干机和打包机等工艺条件和设备对生产的影响。结果表明,如选择合适的工艺和设备,可以生产出质量稳定、完全可以取代进口的低熔点皮芯型涤纶短纤维。     

明胶-海藻酸钠复合纤维的研制及性能表征

明胶(Gel)与海藻酸钠(SA)溶液共混得到不同配比的纺丝原液,通过黏度法,从热动力学角度对两种高分子材料的相容性及分子间作用力进行表征,结果表明,当SA∶Gel比例为3∶1时最优,此时共混液中两种高分子间存在较为强烈的分子间作用力,并辅以红外光谱分析,再对各种比例条件下共混液的膜材料进行了力学性能的检测,结果显示在该比例时膜材料具有最强的抗张强度。采用正交试验方法对SA-Gel共混纤维的后处理条件进行优化,结果表明,对共混纤维的断裂强度和断裂伸长率影响最大的因素,分别是热处理温度和拉伸率,而共混纤维的线密度和吸湿性均受拉伸率的影响最大。     

玻璃纤维增强热塑性复合材料的加工技术

论述了玻璃纤维增加热塑性复复材料的主要特点,论述了玻璃纤维增加热塑性复合材料及其制品的成型方法,并对玻璃纤维增强热塑性复合材料的应用进行了介绍。