短纤维增强塑料注射成型中三维纤维取向的数值预测

在建立聚合物熔体在型腔中充填流动以及短纤维取向的数学模型的基础上，对平面薄壁型腔内纤维取向的预测算法加以推广，提出适合于具有任意几何形状的三维薄壁型腔内纤维取向的数值预测技术，并且给出一个熔体充填三维薄壁壳体状型腔的算例，预测的结果与由流动引起的纤维取向定性规律相符合。     

短玻纤增强聚丙烯注射充模过程的数值模拟

通过对玻纤增强聚丙烯注射充模阶段纤维取向的研究,考虑流场和纤维取向的相互作用,基于连续介质力学理论,建立了耦合有纤维取向的薄壁制品注射充模阶段的双尺度模型,并使用有限元/有限差分/控制体积法对控制方程组进行了求解,预测结果与实际基本符合.     

注射流动纤维取向的耦合模型

短纤维复合材料注射充模是一个复杂的流体流动过程,其多尺度结构的形成及演化是多层次-多尺度耦合问题。将塑料熔体中分布的纤维粒子处理成介观纤维硬棒粒子,以宏观连续介质模型为基础,采用拉格朗日-欧拉法建立了耦合有介观纤维柱状粒子的流动控制方程。使用有限元/有限差分/控制体积法对其进行了求解,模拟结果与实际基本符合。     

注射模充模流动和传热过程的理论与算法

从粘性流体力学的质量、动量和能量方程出发，针对塑料注射成型特点，基于量纲分析，建立了适合于充模分析的数学模型。控制方程的求解主要包括三个阶段：压力场、温度场和流动前沿位置的确定。数值求解采用有限元法求解压力场、有限差分法求解温度场、控制体积法确定流动前沿位置，并详细讨论了数值算例的分析结果。     

短纤维增强塑料中纤维定向及微观断裂形态分析

本文研究了四种注射模塑碳纤维增强热塑性复合材料的空间纤维分布和断裂形态（ＰＰＳ，ＰＥＩ，ＰＥＥＫ，ＰＡ）。运用了电子扫描电镜，对注塑试件断裂表面进行观察，发现除了芯部外，一般说来大多数纤维排列在注塑方向。在芯部的纤维倾向于和注塑方向垂直，但是，确切的纤维分布图与注胶口的设计以及基体的熔体粘度有关。检查材料的断裂表面发现ＰＥＥＫ和ＰＡ与纤维之间的界面结合最好，其次是ＰＥＩ。而且在芯部区断裂表面一般有定向纤维存在。尽管ＰＰＳ复合材料的界面键较弱，但与基体树脂相比在静态拉伸强度方面有较大改善。ＰＥＩ复合材料性能改进最少，而且在基体断裂时伴随着纤维的断裂。但是，最终最强的基体得到最强的复合材料，最弱的基体仍得到最弱的复合材料。     

剪切场作用下短纤维复合材料纤维取向的耗散粒子动力学研究

为了描述短纤维复合材料注射充模过程的介观结构生成、演化规律,借鉴硬棒模型和粒子模型,建立了一种修正的耗散粒子动力学模型,采用修正的Verlet算法对剪切场作用下短纤维复合材料熔体纤维取向进行研究,模拟结果与实际基本符合.     

气体辅助注射成型工艺及充模过程CAE分析

描述了气体辅助注射成型的工艺过程及熔体充填和气体穿入的数学模型，采用有限元／有限差分／控制体积法计算充填阶段的压力场和温度场，确定两类移动边界—熔体前沿和熔体／气体边界。并对典型制件进行模拟以验证模型的可行性。     

纤维增强塑料在挤出过程中纤维取向的模拟

本文采用Ｄｉｎｈ－Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ流变模型，研究了中等浓度纤维悬浮体系中纤维的取向状态以及与速度场及应力场的关系，运用了纤维跟踪技巧来计算取向张量，由取向椭圆表征纤维的取向状态。预测结果与实验数据基本相符。     

聚丙烯注射制品的层结构和充模流动分析

用偏光显微镜对不同条件下注射成型的聚丙烯平板进行了研究。平板具有皮心二层结构。笔者观察到皮层又能细分为４层，皮心层分界线β行球晶层一分为二，皮心层分界线处球晶尺寸有突变等现象。由此认为注射充模时，熔体流动层应分为二层：高粘度流动层和低粘度流动层。皮心层分界线即是这二层流动熔体的分界线。在此分界线处熔体流动过度和熔体温度有在大的差异，由此形成β行球晶层。     

长玻纤增强复合材料注塑成型构件强度分析

基于广义牛顿流体本构方程,采用ARD-RSC纤维取向模型,考虑纤维间相互作用,仿真预测长玻纤增强复合材料注塑构件的纤维取向分布;应用复合材料细观力学Eshelby夹杂理论和Mean Field均匀化方法,建立长玻纤增强复合材料均质化RVE模型;综合运用复合材料细观建模、离散RVE模型场、注塑成型和结构有限元分析技术,提出了长玻纤增强复合材料注塑构件强度分析方法。对推力杆注塑构件进行强度分析,显示仿真危险位置与实际破坏位置较为吻合。在此基础上对推力杆进行结构改进,结果表明杆体中间部分在拉伸载荷下的最大主应力降低了57.18%,在压缩载荷下的最大主应力降低了71.25%。     

长玻璃纤维增强聚丙烯

采用自行研制的熔体浸渍包覆长玻璃纤维装置,制备了长玻纤增强聚丙烯(LFT-PP)复合材料。研究了玻纤含量(10%(质量分数,下同)、20%、30%、和40%)、预浸料粒料长度(3mm和18mm)及相容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)含量(2%、4%、6%、和8%)对长玻纤增强聚丙烯(LFT-PP)复合材料力学性能的影响。结果表明,长玻璃纤维增强聚丙烯(LFT-PP)的力学性能明显优于短玻璃纤维增强聚丙烯,当玻纤含量在30%时,拉伸强度达到50MP左右,冲击强度达到6kJ/m2左右,相容剂PP-g-MAH的加入增强了界面粘接强度,大幅度地提高了长玻纤增强聚丙烯(LFT-PP)复合材料的力学性能,当相容剂PP-g-MAH含量达到3%左右,其综合力学性能达到最佳值,拉伸强度达到100MP左右,冲击强度达到10kJ/m2左右。     

玻纤含量对玻纤增强聚丙烯拉伸性能的影响

采用不同玻纤含量的标准拉伸试样,应用试验方法,通过玻纤含量对玻纤增强PP复合材料的拉伸性能进行比较,找出了实现最佳抗拉强度的玻纤含量。     

玻纤增强聚丙烯复合材料的应变率敏感特性

采用层合热压实验法将玻璃纤维基毡与聚丙烯薄膜复合制成不同玻纤含量的玻纤增强聚丙烯(GF/PP)复合板材,在不同的加载速率下进行拉伸测试,研究GF/PP复合材料的应变率敏感特性,分析Burgers模型对该材料本构关系拟合预测的可行性。结果表明:GF/PP复合材料在低应变率范围内对应变率是敏感的,随应变率的增加,其断裂应力和抗拉强度增大;随玻璃纤维含量的增加,其所对应的应变率效应反而有所下降。同时,Burgers模型能够有效地拟合预测出该材料的拉伸应力-应变曲线,与实验曲线相比,进一步验证了GF/PP复合材料的应变率敏感特性及其变化趋势。     

短切玻纤增强杂萘联苯聚醚砜共混树脂基复合材料的力学性能

在考察并优化不同基体树脂配方情况下,采用熔融混合的方式制备了不同含量的短切玻璃纤维增强二氮杂萘联苯聚芳醚砜(PPBES)/聚醚醚酮(PEEK)复合材料。并对复合材料不同温度下的力学性能进行了研究。玻璃纤维增强后,体系的拉伸强度大幅提高,其中30%玻璃纤维增强复合材料在150℃的拉伸强度稳定在91 MPa,具有优异的高温力学性能。扫描电子显微镜(SEM)照片表明复合材料中玻璃纤维和基体有较强的相互作用。     

玻璃纤维/大麻纤维增强聚丙烯混杂复合材料的力学性能和断裂特征(英文)

目前在土木工程,建筑,汽车等领域里使用的复合材料中,玻璃纤维是用量最大的增强材料。由于保护地球环境的呼声日趋高涨,天然纤维被期待着代替源于石油而且再利用困难的玻璃纤维,成为绿色复合材料的必要材料之一。本文通过注射成型工艺制作了玻璃短纤维,大麻短纤维以及混杂型纤维增强复合材料,并在拉伸实验中应用两种不同频率的声发射技术检测了拉伸断裂特性。实验发现,随着大麻纤维的加入和混杂复合材料绿色度的增加,复合材料的拉伸弹性模量随之线性增大,而拉伸强度基本保持不变。当大麻纤维的含量超过20wt%的时候,拉伸强度开始降低。在不同频率的声发射实验中,混杂型复合材料的声发射事件的产生都比单一纤维增强型复合材料要来的晚,也就是说,纤维的混杂有助于推迟微裂纹的产生。     

短玻纤增强尼龙10T复合材料的热氧老化性能

通过熔融共混法制备短玻纤增强尼龙10T(SGF/PA10T)复合材料,采用DSC、DMA、红外光谱、力学测试等表征方法对240℃下SGF/PA10T的热氧老化性能进行研究。结果表明:热氧老化使SGF/PA10T的初始结晶温度有所增加,玻纤与PA10T基体之间的界面作用减弱,阻尼性能下降;随着热氧老化时间的延长,复合材料的玻璃化转变温度先增加后减小,通过Arrhenius方程对SGF/PA10T发生玻璃化转变时的活化能进行计算,结果进一步证明热氧老化影响分子链的活动能力,并且PA10T分子链在老化初期发生微交联;同时热氧老化显著降低SGF/PA10T的力学性能,当老化天数为50d时,拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度保持率分别为18.4%,9.8%和37.7%。     

Effects of Fiber Orientation and Moisture on the Crack Growth in Short Glass Fiber Reinforced Polyamide

Short glass fiber reinforced polyamides are increasingly used in automotive applications. Concepts and models are needed, which enable the prediction of the structural durability. The fiber orientation and the content of moisture have a major influence on the fracture mechanical properties and on the damage mechanisms. The complex crack growth behavior was investigated and described in an empirical model.     

长纤维增强反应注射成型多指标工艺参数优化

针对长纤维增强反应注射成型（LFR-RIM）工艺过程的复杂性、影响制品质量因素的多样性及制品质量评价标准不统一的问题,应用正交试验及模糊加权综合评价法研究了主要工艺参数对LFR-RIM制品综合质量（包括弯曲弹性模量、冲击韧性和翘曲变形量等）的影响,得到了最佳的成型工艺参数,即纤维含量30%、纤维长度25 mm、模具温度...