三维编织复合材料低速冲击试验与分析

针对三维编织复合材料在制造、使用和维护过程中受到外来物体的低速冲击而造成结构损伤和承载能力下降的问题,使用Instron Dynatup 9250HV冲击试验机对高强玻璃纤维增强环氧树脂基三维四向、三维五向和三维六向编织结构复合材料试样的抗冲击性能进行研究,建立编织结构和冲击性能之间的联系。试验结果表明：不同编织结构对冲击响应不同。与四向和五向编织结构材料相比,三维六向编织结构复合材料发生主要损伤时所需的冲击载荷和冲击能量较大,主要损伤持续时间最短,吸收的能量最少。未穿透情况下,三维编织复合材料低速冲击的主要失效模式有基体开裂和纤维断裂。     

不同芯材高度三维夹芯复合材料抗低速冲击响应的数值模拟

为研究三维夹芯复合材料低速冲击力学响应及损伤机制,借助ANSYS有限元软件,建立不同芯材高度的三维夹芯复合材料细观结构模型进行低速冲击响应模拟,并将模拟值与实验值进行对比分析。结果表明:从宏观角度分析,三维夹芯复合材料抗低速冲击性能随着芯材高度的增加而增加,在上面板均已损坏的情况下,芯材高度为5 mm的材料芯材破坏情况更严重,模拟结果与实验结果具有较好的一致性;从细观角度分析,材料中的经纱、纬纱、接结经纱是承载的主体,树脂基体起次要作用;在5 J能量冲击作用下,材料的破坏模式主要是树脂形变、碎裂,纤维与树脂脱黏。     

三维整体中空复合材料低速冲击性能

为深入了解三维整体中空复合材料的低速冲击性能,制作了满足要求的测试件。选取2种不同芯层高度的复合材料进行低速冲击相关实验研究。即对5 mm厚的材料进行不同级别能量的低速冲击实验;对7 mm厚的材料进行铝蒙皮前后低速冲击对比实验。借助ORIGIN软件对材料低速冲击过程中的主要参数（速度、位移、冲击载荷、吸收能量等）进行分析。 结果表明：低速冲击过程中的初始损伤能量可用来表征材料的破坏程度;铝蒙皮有利于增强材料的抗低速冲击性能。     

整体中空夹层复合材料抗低速冲击性能的实验研究

文章采用落锤冲击试验机对整体中空夹层复合材料进行了低速冲击试验.探讨了芯材高度对整体中空夹层复合材料的低速冲击特性如最大冲击载荷、冲击点最大位移和材料损伤时能量吸收等的影响.结果表明:随着芯材高度的增加,整体中空夹层复合材料的最大冲击载荷和冲击损伤阈值降低,而到达最大载荷的时间有所延迟.     

抗低速冲击纺织复合材料头盔壳体研究进展

为深入了解和提高抗低速冲击纺织复合材料头盔壳体性能,对比分析了纺织复合材料头盔壳体的二维、三维预制件结构特征及其在头盔壳体应用过程中存在的优缺点,介绍了模压法、气囊加压法和真空袋压法3种复合材料头盔壳体成型工艺及其产品特点,并从头盔壳体的抗冲击性能指标、性能测试以及数值模拟3个方面重点总结了纺织复合材料头盔壳体抗冲击性...     

芳纶平纹机织/非织造混杂结构复合材料低速冲击性能的有限元分析

采用有限元分析方法,研究含芳纶平纹机织物/芳纶非织造布的6种不同预制体结构在不同低速冲击能量下的低速冲击性能,探究不同混杂结构复合材料的低速冲击响应特性,揭示材料在低速冲击条件下的失效机制。有限元分析结果表明,有限元模拟结果和试验结果吻合度较高;在低速冲击能量作用下,层间交替铺层复合材料的损伤程度和变形程度最小;树脂与纱线脱黏、纤维束部分受损,以及非织造布层损伤是复合材料主要的失效模式;芳纶平纹机织物优异的抗剪切性能可阻止损伤的扩展并提高复合材料的损伤容限。     

三维夹芯复合材料冲击损伤后弯曲性能研究

采用手糊成型工艺将环氧树脂与三维机织夹芯织物及玻纤平纹织物复合,制成三维夹芯复合材料,并采用不同的冲击高度对其进行低速冲击试验。利用Instron 5969H型万能材料试验机对经过低速冲击试验的三维夹芯复合材料的弯曲性能进行测试,分析冲击高度对三维夹芯复合材料弯曲性能的影响。结果表明:同种三维夹芯复合材料的弯曲性能与冲击高度呈负相关;相同冲击高度下,同种三维夹芯复合材料的经向剩余弯曲强度明显低于其纬向剩余弯曲强度。     

三点弯曲工况下复合材料层合板的应力变化

为研究三点弯曲工况下复合材料层合板的应力问题,基于连续介质损伤力学以及Hashin失效准则,建立复合材料层合板三点弯曲有限元模型。模拟三点弯曲成形过程,讨论成形过程中应力分布及变化规律。结果表明:0°铺层应力值始终高于90°铺层,下表面的应力值小于上表面,但下表面的应力值达到最大值的时间要早于上表面;沿X轴方向,越接近压头位置,上下表面的应力差越小,在板料端部上下表面应力值相等;沿Y轴方向,上下表面的应力值变化幅度较小,上下表面的应力差基本保持不变。     

低速冲击下纺织复合材料应力波平面传递研究

研究低速冲击下应力波在纺织复合材料中的传递特性。设计了低速冲击应力波测试平台,测试了应力波横向传递幅值在不同纤维材料和织物组织的纺织复合材料中的传递情况。试验结果表明:应力波在纺织复合材料平面传递时,其波幅随距离增加逐渐衰减;应力波在同种材料的单向布复合材料中的平面传递速度较机织物的快;在试验的碳纤维、玄武岩、超高分子量聚乙烯中,超高分子量聚乙烯复合材料应力波传递最快。认为:单向布复合材料较机织物复合材料更有利于应力波的平面传递和能量的扩散;应力波在超高分子量聚乙烯复合材料的平面传播速度较碳纤维、玄武岩复合材料快。     

防弹层压复合材料防弹效果的理论分析

从能量吸收的角度，分析纤维的能量吸收与波传播和纤维与树脂复合效应，可以采用树脂仅存在于平面织物之间，即不渗入到纱线之间以及纤维之间的孔隙的复合方式，而纤维体积分数应大于80％左右。     

防弹层压复合材料防弹性能的实验研究

探讨防弹层压复合材料中树脂含量与靶板弹道性能的关系和织物与树脂合理的复合方式 ,结论是芳纶防弹层压复合材料的弹道极限主要取决于靶板所含的织物层数 ,与树脂含量关系不大     

纤维层合板力学梯度功能复合材料的研究进展

本文介绍了纤维层合板力学梯度设计的新概念 ,特别介绍了近几年来国内外梯度复合材料研究、应用的现状。结合研究课题 ,阐述了纤维层合板力学梯度复合材料的优化设计理论与方法。     

机织层合防弹面料的性能研究

利用自制压缩空气冲击装置对4块机织对位芳纶纯纺面料按22.5°旋转进行层合的面料进行抗冲击实验,并测试对位芳纶面料的服用性能。研究表明:1/1平纹对位芳纶纯纺层合织物抗冲击效果与抗起毛起球性均高于1/2斜纹面料,而相应面的透气率低于1/2斜纹面料;kevlar49对位芳纶机织层合面料抗冲击效果、相应面的透气率、抗起毛起球性均高于国产对位芳纶面料,而回潮率低于国产对位芳纶面料。相比抗冲击效果与服用性能,kevlar49对位芳纶机织层合面料优于国产对位芳纶面料。     

浅析影响浸渍纸层压木质地板耐磨性能的因素

分析影响浸渍纸层压木质地板表面耐磨性能的各种因素.     

不同通风方向对稻谷降水效果影响的数值模拟研究

基于数值模拟方法,对高水分稻谷的就仓降水通风实验工况进行了数值模拟仿真,分析了在垂直机械通风过程中粮食温度和水分的变化规律,对实验数据与计算机模拟结果进行了对比分析。同时,探究了垂直向上和垂直向下通风时的降水效果。研究发现,数值模拟方法可以有效和形象地反映通风过程中粮堆内部的变化规律,在其他条件相同时,沿着粮堆温度梯度方向通风,降水效果更加明显。本研究对粮库的储粮通风操作具有一定的指导意义。     

中国对虾超声辅助解冻的数值模拟及对蛋白变性的影响

为探究中国对虾超声辅助解冻过程中温度分布和解冻时间的变化规律以及对蛋白变性的影响,采用有限元分析软件COMSOL对超声辅助解冻非稳态过程进行模拟并验证,同时测定解冻后肌原纤维蛋白结构与肌肉热稳定性的变化,旨在建立中国对虾的超声辅助解冻模型,为其解冻工艺的确定提供参考。结果表明：超声辅助解冻时中国对虾中心温度模拟值和实验值的均方根误差（root mean square error,RMSE）为0.943 3 ℃,静水解冻处理组的RMSE为0.907 7 ℃,证明该模型能较好地模拟解冻过程;与静水解冻相比,超声辅助解冻的解冻时间缩短了35.9%,显著提高了解冻速率;解冻后肌球蛋白重链和肌动蛋白没有发生变化,分子质量为70～100 kDa蛋白片段发生一定程度的降解和交联;最大荧光吸收波长无显著变化,但荧光强度增加;超声辅助解冻后肌肉的热稳定性接近鲜样,而静水解冻后肌肉热稳定性变差。综上认为超声辅助解冻是一种高效且有利于保持冷冻中国对虾品质的解冻方法。     

考虑横向剪应力连续的复合材料面层夹层板精化理论

采用逐段光滑位移矢假设，考虑了横向剪应力在层间的连续及表面的协调，用最小位能原理建立了复合材料面层夹层析的精化理论，所得控制方程含有７个未知量。本文理论可视为Ｌｉｂｒｅｓｃｕ夹层板模型的精化形式，它可直接计算出数值甚小但工程上颇为重要的层间应力。