不同增强方式下泡沫夹芯复合材料三点弯曲性能研究

研究了缝合及加强筋增强方式下泡沫夹芯复合材料的三点弯曲性能.采用万能试验机分别进行了缝合与未缝合碳纤维、玻璃纤维、玻碳混杂纤维泡沫夹芯复合材料的三点弯曲实验,分别得出各自的载荷-挠度曲线,再引入加强筋的方式进一步研究缝合碳纤维泡沫夹芯复合材料的弯曲性能.结果表明,玻碳混杂纤维泡沫夹芯复合材料较玻璃纤维泡沫夹心复合材料性...     

缝合碳纤维泡沫夹芯复合材料低速冲击及损伤检测

研究了低速冲击对缝合与未缝合碳纤维泡沫夹芯复合材料冲击性能及损伤的影响;采用落锤冲击试验机对缝合和未缝合夹芯复合材料板分别进行了不同冲击能量下的冲击实验,得出冲击力和冲头位移分别随时间变化的曲线;采用水浸超声波扫描成像系统对冲击后的复合材料板进行损伤检测,得出夹芯复合材料板内部损伤情况。结果表明,在相同冲击能量下,缝合碳纤维复合材料板的冲击力较未缝合的要大,但冲头接触时间要短;此外,缝合碳纤维泡沫夹层复合材料板比未缝合的损伤面积要小,这说明缝线能有效的抑制冲击载荷下复合材料板内损伤扩散,减小分层损伤面积,提高复合材料板的抗冲击性能;缝合的抑制损伤效果在表面层和最内部层效果显著,而在中间层缝线的效果一般。     

不同纤维面层对泡沫夹层复合材料低速冲击性能的影响

采用玻璃纤维、碳纤维、混杂碳/Kevlar和Kevlar纤维织物为面层,自制闭孔硬质聚氨酯泡沫芯材,通过RTM工艺制备了泡沫夹芯复合材料,分析了25J能量下的冲击损伤程度。提出了以泡沫夹芯结构的平均损伤角度、穿透深度和最大开裂宽度作为表征试样损伤程度的参数。结果表明:25J冲击能量下,Kevlar纤维面层泡沫夹芯试样,冲击载荷—时间历程曲线峰值最高,完成一次冲击试验历程最短,冲击后试样损伤程度最低;玻璃纤维面层泡沫夹芯试样,低速冲击载荷—时间历程曲线峰值最低,冲击后试样损伤程度最高。     

玻璃纤维与碳纤维混杂复合材料的拉伸及低速冲击性能研究

本文采用真空辅助树脂渗透成型(VARI)工艺成型了0°/90°玻璃纤维经编织物和0°/90°碳纤维经编织物不同混杂比的复合材料板,并探讨了混杂比、混杂方式等因素对碳-玻纤混杂纤维复合材料的拉伸性能及低速冲击性能的影响。研究结果表明:少量碳纤维的加入便可很好地改善纯玻璃纤维材料的拉伸和冲击性能;同种混杂比下,玻璃纤维铺覆表面的层间混杂结构拥有最好的拉伸性能;对于低速冲击性能来说,随着试样中碳纤维含量的增加,冲击能降低,扩展能降低,韧性指数降低,冲击后剩余压缩强度增大;碳纤维、玻璃纤维含量相接近时,玻璃纤维铺覆表面的层间混杂结构表现出较好的抗低速冲击性能;碳纤维、玻璃纤维含量相差较大时,玻璃纤维铺覆表面的夹芯结构的抗低速冲击性能较好。     

玻/碳纤维混杂复合材料层合板的振动特性研究

为了获取玻/碳纤维混杂复合材料层合板的振动特性,以玻/碳纤维混杂复合材料层合板为研究对象,基于有限元分析软件ANSYS Workbench分析了夹芯混杂、层间混杂两种混杂方式下的复合材料层合板的振动特性,得到了层合板的混杂类型、铺设厚度、长宽比、铺设角度对玻/碳纤维混杂复合材料层合板固有频率的影响规律.结果表明:夹芯混...     

碳纤维／玻璃纤维混杂复合材料性能研究

以玻璃纤维毡和玻璃纤维布为夹芯材料、碳纤维为表层材料，制备了混杂纤维增强复合材料，测试了在不同碳纤维含量和不同碳纤维辅层方向时增强复合材料的纵向拉伸强度 和冲击强度等力学性能。结果表明：该杂方式经济且有效。     

碳纤维/玻璃纤维混杂拉挤板的力学性能研究

混杂复合材料可以改善复合材料的某些性能，提高其性价比，在工业领域中得到了广泛应用。本文使用碳纤维、玻璃纤维和环氧树脂，进行了五种不同碳纤维相对体积比夹芯型混杂拉挤板的设计和试制。针对完成的混杂拉挤板，对其拉伸性能、压缩性能和弯曲性能进行了实验，并对实测数据与混合定律计算数据进行了比较和分析。实验表明：本文研究的碳纤维/玻璃纤维(碳/玻)混杂拉挤板，其拉伸强度和压缩强度均呈负的混杂效应，拉伸模量和压缩模量都符合混合定律；弯曲强度呈负的混杂效应，而弯曲模量则呈正的混杂效应。     

苎麻纤维/玻璃纤维混杂增强不饱和聚酯复合材料的力学性能研究

采用真空辅助成型技术(VARI)制备不饱和聚酯为基体的苎麻/玻璃纤维混杂增强复合材料。通过改变层间混杂的铺层方式以及改变两种纤维的相对含量对比其力学性能,从而得到以上两种因素对力学性能的影响方式。结果表明,在相同的混杂比下,层间夹芯混杂(玻璃纤维在壳层,苎麻纤维在芯层)铺层的力学性能优于层间夹芯混杂(玻璃纤维在芯层,苎麻纤维在壳层)铺层,而层间交替混杂铺层的力学性能介于两者之间;在相同的铺层方式下,苎麻纤维相对含量与复合材料力学性能存在负相关关系,其中与拉伸性能呈现线性(一次函数)关系,与弯曲性能呈现三次函数关系。     

混杂纤维复合材料力学性能及其低速冲击性能研究

采用热压成型工艺制备单一碳纤维、碳纤维/玻璃纤维(CF/GF)和碳纤维/Kevlar纤维(CF/KF)均质和非均质混杂增强环氧树脂基复合材料,通过三点弯曲、层间剪切、低速冲击及冲后压缩性能测试,研究纤维组分、混杂结构和混杂比对复合材料力学性能及低速冲击性能的影响。结果表明,单一碳纤维复合材料力学性能最佳,其弯曲模量、弯曲强度和层间剪切强度分别达到66.16 GPa、830.35 MPa和42.73 MPa,而CF/GF混杂结构性能总体优于CF/KF混杂结构,内层混杂结构性能优于外层混杂结构;单一碳纤维复合材料低速冲击性能较差,其冲击损伤凹坑深度最高可达混杂结构的3.5倍,对应的分层阈值为2 723.53 N;CF/KF均质混杂结构的剩余压缩强度最大,而单一碳纤维复合材料则最小,对应数值分别为0.92和0.79。     

碳玻混编单向复合材料的性能分析

采用碳纤维质量含量分别为7.4%、10.7%、13.8%的三种碳玻层间混编单向织物制备了纤维增强环氧树脂复合材料,分析了该类材料的力学性能与工艺性能。结果表明:碳玻层间混编复合材料的0°拉伸模量和0°压缩模量均随碳纤维含量的提高而升高,掺入碳纤维后碳玻混杂复合材料的0°拉伸强度比纯玻纤复合材料的有所降低,但随碳纤维含量的增加而升高,碳玻层间混编复合材料的0°压缩强度则没有明显的变化规律;掺入碳纤维后,碳玻层间混编复合材料的90°拉伸强度和模量均有所下降;低碳纤维含量的碳玻层间混编单向织物具有良好的Z向渗透性能。该类新材料未来有望在风电叶片结构减重和成本优化上发挥重要作用。     

平纹织物混杂纤维复合材料低速冲击性能试验研究

使用玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维3种平纹纤维织物和乙烯基酯树脂,通过真空导入工艺制备了4种不同混杂组合的平纹织物纤维增强层合板,并对其进行了摆锤冲击试验;通过有限元模拟软件Abaqus对试验过程进行仿真建模,并与试验结果相比较。结果表明:低速冲击荷载下,纯玻璃纤维试样所受冲击力最大,吸能效果最差;碳纤维/芳纶纤维加入混杂后,冲击力、吸能效果均得到提升。其中:G2/A4/G2试样缓冲效果最好,冲击力减少54. 4%; C2/G4/C2试样吸能效果最好,吸能提高了34. 1%。Abaqus模拟结果与试验结果较为接近,可较好地反映复合材料的损伤过程。     

风电叶片用碳/玻层内混杂VARI成型复合材料结构与性能研究

采用真空辅助树脂灌注成型(VARI)工艺制备碳纤维/玻璃纤维(碳/玻)层内混杂织物的复合材料层合板,系统研究了不同混杂比的层内混杂复合材料的结构与性能。结果表明,随着碳纤维含量的增加,碳/玻层内混杂复合材料的0°拉伸强度逐渐增加而90°拉伸强度稍有下降;0°压缩强度和压缩模量均有上升;弯曲强度稍有降低而弯曲模量逐渐升高;层内剪切强度几乎维持不变;混杂复合材料的储能模量在混杂比达到1∶1时最高,随碳纤维含量继续增加而下降,碳纤维含量的提高也使混杂复合材料的内耗峰明显下降,界面阻尼降低;扫描电子显微镜观察复合材料90°拉伸断裂截面发现,不同混杂比的层内混杂复合材料中环氧树脂对纤维浸润充分,几乎没有观察到纤维拔出与基体的气孔缺陷。     

混杂FRP复合材料单轴拉伸性能研究

为制备优异综合性能的混杂FRP(Fiber Reinforced Plastic/Polymer)复合材料,本文试验研究了芳纶、玄武岩、玻璃纤维与碳纤维混杂复合材料的单轴拉伸力学性能,分析了纤维种类、碳纤维相对体积含量、铺层方式等混杂参数对混杂效应的影响。结果表明,HFRP(Hybrid FRP)复合材料的单轴拉伸弹性模量基本符合混合定律,层间混杂FRP复合材料均表现出良好的混杂效应。当碳纤维铺层在中间时,碳/芳纶/玻璃层间混杂复合材料的混杂效应系数为0.647,混杂效应最优。     

混杂FRP得合材料单轴拉伸性能研究

为制备优异综合性能的混杂FRP(Fiber Reinforced Plastic/Polymer)复合材料,本文试验研究了芳纶、玄武岩、玻璃纤维与碳纤维混杂复合材料的单轴拉伸力学性能,分析了纤维种类、碳纤维相对体积含量、铺层方式等混杂参数对混杂效应的影响.结果表明,HFRP(Hybrid FRP)复合材料的单轴拉伸弹性模量基本符合混合定律,层间混杂FRP复合材料均表现出良好的混杂效应.当碳纤维铺层在中间时,碳/芳纶/玻璃层间混杂复合材料的混杂效应系数为0.647,混杂效应最优.     

BF/CF层间混杂结构对复合材料性能影响

制备了碳纤维/玄武岩纤维(CF/BF)层间混杂增强酚醛树脂基复合材料,通过力学性能测试研究了混杂结构对复合材料性能的影响,并与层数相同叠合压制成型的BF复合材料的性能进行了对比。结果表明,CF/BF混杂纤维增强酚醛树脂基复合材料较BF复合材料力学性能提高,嵌层结构复合材料综合性能好于夹芯结构。     

玻璃纤维和碳纤维混杂复合材料纤维含量试验方法验证

以树脂为基体的玻璃纤维和碳纤维混杂纤维复合材料具有优异的性能,正是由于这一特点,这种复合材料的应用也越来越广。在纤维增强复合材料中纤维含量会直接影响产品的整体性能,但目前国家标准中只有玻璃纤维增强塑料和碳纤维增强塑料中纤维含量的试验方法,由于碳纤和玻纤的物理性能差异很大,使用以上任一方法都无法检测出玻纤-碳纤混杂增强复合材料中混杂纤维各自的含量,因此建立玻璃纤维-碳纤维混杂纤维复合材料中纤维含量的检测方法势在必行。所以本文通过结合GB/T2577—2005玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法(烧失法)、GB/T 3855—2005碳纤维增强塑料树脂含量试验方法(消解法)两种方法建立一套玻璃纤维-碳纤维混杂纤维复合材料中纤维含量的测试方法,并通过试验验证,证明这一方法的可行性、准确性。     

碳/玻璃混杂纤维复合材料力学性能及其加固混凝土梁抗弯性能研究

混杂纤维复合材料可以优化单一FRP(Fiber Reinforced Plastic)复合材料的性能,是未来FRP复合材料发展的主导方向.本文试验研究了碳/玻璃混杂纤维复合材料的直接拉伸性能,在材料性能研究的基础上,采用碳/玻璃纤维混杂布对混凝土梁进行抗弯加固,并与单一碳纤维布加固梁进行了比较.结果表明,当纤维布层数相同时,碳/玻璃纤维混杂布加固梁的位移延性系数相比单一碳纤维布加固梁提高约9%,表明碳/玻璃混杂纤维复合材料可以显著改善单一碳纤维复合材料的延性.     

城轨车辆复合材料板件及组合结构隔声量分析研究

纤维增强复合材料、高分子复合材料、三明治板等基础板件及其组合结构在城轨车辆中已经被广泛应用。由于其特有的性能和功能以及组合方案的多样性,在使用过程中往往很难判断和取舍。基于试验测试数据,重点分析了目前几种典型的单层复合材料板,玻璃纤维与碳纤维复合材料板,铝蜂窝、泡沫夹芯等三明治板及多种材料组合结构的隔声量,同时综合考虑了轻量化要求,提出了城轨车辆复合材料选择的基本建议,可为城轨车辆复合材料的选择提供参考。     

三维五向编织玻纤/碳纤环氧树脂混杂复合材料冲击性能和冲击后弯曲性能研究

该文研究了三维五向玻纤/碳纤编织混杂复合材料的冲击性能和冲击后弯曲性能,对试样分别进行了落锤冲击试验和三点弯曲试验。研究表明,通过落锤冲击试样发现,冲击后冲击面的损伤比背面的损伤低,冲击背面裂纹主要沿纵向扩展;通过弯曲性能测试得出碳纤维的加入使玻璃纤维复合材料的弯曲模量提高;当轴纱排布为CF∶GF∶CF时,混杂复合材料的抗冲击性能最好,材料的抗冲击性能与混杂方式有关。     

缝合增强泡沫夹芯结构复合材料力学性能研究

采用机械缝合设备连续制备了"X"型构型缝合增强泡沫夹芯结构预成型体,并采用真空导入模塑工艺(VIMP)整体成型了缝合增强泡沫夹芯结构复合材料。实验研究了面板纤维布层数、面板纤维布穿透缝合层数、缝合角度、缝合针距及纱线股数对缝合增强泡沫夹芯结构复合材料弯曲性能和平压性能的影响规律。实验结果表明:与未缝合结构相比,缝合结构在质量未明显增加的情况下,弯曲性能和压缩性能得到了显著提高,其弯曲刚度最大提高了4.66倍,破坏载荷最大提高了13.8倍;压缩强度和压缩模量最大分别提高了26.2倍和15.2倍。