数值分析开孔碳纤维复合材料层压板屈曲性能研究

主要讨论开孔碳纤维复合材料层压板线性屈曲性能。具体通过有限元方法数值分析孔态等因素对复合材料层压板抗屈曲的影响。结果表明,铺层角度会显著影响屈曲因子以及屈曲模态的离面位移,而增加孔的直径、沉孔形式以及增加沉孔角都会不利于碳纤维层压板的屈曲性能。     

玻璃纤维-铝合金层合板湿热老化性能研究

通过研究玻璃纤维-铝合金层板在70℃、RH85%湿热环境下不同老化周期后的力学性能、基体红外光谱、铝合金表面形貌及元素变化,分析了层板的湿热老化机理。结果表明:在加速湿热老化条件下,复合材料层内部基体会发生吸湿塑化,并破坏树脂与纤维以及铝合金层的界面,影响了材料内部应力的传递,使与界面及桥接应力相关的性能发生明显退化;表层铝合金层随湿热老化时间的延长,表面氧化加剧,使铝合金塑性降低,主要影响依靠铝合金承载的力学性能。     

碳纤维拉伸性能测试方法精密度研究

通过对国内有代表性的13家碳纤维企业和专业实验室的循环比对试验结果进行统计分析和研究,首次得到了碳纤维拉伸性能试验法可重复性和再现性的精密度数据,为准确测定和评价碳纤维的拉伸强度和模量提供了科学依据。     

碳纤维复丝拉伸性能测试影响因素研究

碳纤维作为增强材料使用时,其复合材料的力学性能很大程度上取决于碳纤维本身的力学性能,因此准确表征碳纤维的拉伸强度、拉伸模量等力学性能对其后续研究、生产和应用具有重要作用。根据标准GB/T 3362—2017、ASTM D4018—17以及ISO 10618:2004(E)中的规定,并结合实验室碳纤维拉伸测试积累的数据结果,测定T300B、T700SC及T800HB 3种碳纤维浸胶复丝的拉伸强度、拉伸模量及断裂伸长率,确定最佳测试条件。结果表明:在2 mm/min及5 mm/min的拉伸速率下,T300B、T700SC及T800HB碳纤维复丝拉伸强度和拉伸模量测试值接近真实值;应变区间为0.3%～0.6%时测出的拉伸模量值接近T300B、T700SC及T800HB碳纤维复丝的真实值。     

变角度牵引铺缝复合材料开孔拉伸性能研究

对碳纤维TFP预制件增强复合材料的开孔拉伸强度进行了研究,对比了TFP预制件和平纹机织物两种不同增强形式对层压板开孔拉伸强度的影响.利用有限元软件Abaqus实体建模,分析两种开孔层压板在承受拉伸载荷条件下的应变分布.结果表明:TFP碳纤维预制件相对于平纹机织物,孔边的最大应变减小62.8％,有效缓解了孔边的应力集中;...     

中小型无人机用国产碳纤维复合材料拉伸性能研究

研究测试了不同国产碳纤维预浸料的拉伸性能,包括T700中温固化0°/90°拉伸性能、T700高温固化0°/90°拉伸性能、T800高温固化0°/90°拉伸性能。0°拉伸强度最大达到2062Mpa(江苏恒神),拉伸模量最大139GPa, 90°拉伸强度最大51Mpa,拉伸模量9.15GPa, 0°压缩强度最大1171MPa,压缩模量130GPa, 90°压缩强度最大达到187MPa,而T700和T800高温固化国产碳纤维的性能更加优异,0°拉伸强度高了将近1500MPa,拉伸模量提高了将近100GPa左右。结果表明,目前国产T700中温固化碳纤维预浸料力学性能基本与进口材料相当,大于中小型无人机拉伸性能设计准则,能够满足中小型无人机的结构设计和生产。     

玻璃纤维-铝合金层合板补强拉伸性能及破坏机理研究

对含预置孔缺陷的玻璃纤维-铝合金层合板修补前后进行了拉伸试验,讨论了拉伸过程中载荷随拉伸位移的变化趋势,并分析了补强片对于材料拉伸强度的影响及断裂破坏形式。结果表明,修补前后的玻璃纤维-铝合金层合板在拉伸过程中均经历了屈服阶段,修补后的层合板表现出了更明显的屈服现象,且载荷在破坏前出现了较大波动,孔直径为6 mm、10 mm、12 mm的缺陷试样在补强后的极限强度修复率分别为17.7%、13.2%、20.6%,补强片使层合板在拉伸破坏后在断裂位置呈现双扇形损伤,补强片的破坏为胶膜的剪切破坏,破坏界面位于铝合金表面。     

纤维增强塑料－铝合金层合板分析

由纤维增强塑料板与铝合金板经热压粘合而成的层合板综合了纤维增强塑料与铝合金的优点，在飞机结构上有良好的应用前景，纤维增强塑料的热膨胀系数明显比铝合金的小，所以展板由热压粘合温度冷却后存在有害的残余应力，本文分析了纤维增强塑料－铝合金层板中热胀冷缩而形成的残余应力分布．纤维增强塑料的屈服应力、屈服应变明显比铝合金的高，所以可用拉伸塑性变形的方法，使展板中的铝合金产生塑性变形，从而在层板中形成有利的残余应力（预应力），本文分析了层板塑性拉伸后的残余应力分布，最后本文给出一算例，计算了层板因热胀冷缩而产生的残余应力和拉伸塑性变形后的残余应力．     

T700/LT-03A层合板在不同环境下的拉伸性能研究

在室温、低温和湿热三种环境下,对碳纤维层合板分别开展了静力和拉-拉疲劳试验。得到了T700/LT-03A层合板的拉伸性能和破坏机理。在抗拉强度和抗疲劳性能方面,室温环境优于其它两种环境。试验和模拟结果表明:T700/LT-03A层合板在三种环境下的应力结果较为接近;与室温环境下的结果相比,低温和湿热环境下层合板的应力分别减少了3.37%和4.3%,而湿热环境下层合板的应力增大了5.69%。环境对该层合板的疲劳性能影响较大。研究成果对碳纤维复合材料的工程应用提供一定的参考。     

碳纤维增强改性PVC拉伸强度的研究

研究了碳纤维增强改性PVC的拉伸强度,讨论了碳纤维及偶联剂用量对拉伸强度的影响.结果表明,在碳纤维的用量为11.7份,偶联剂的用量为0.083份时,PVC的拉伸强度达到最大,为90 MPa左右,此时材料的密度约为1.38 g/cm3.     

钢纤维混凝土的轴心抗拉韧性

钢纤维混凝土与素混凝土相比,其最大的优点是韧性有极大地提高,因此,钢纤维混凝土可用于抗震、抗爆和抗冲击等特殊混凝土工程的特殊部位。本研究表明,在所用的试验条件下,当钢纤维的体积掺量为1％和2％时,钢纤维混凝土的轴拉韧度值是素混凝土的2至7倍,并且,韧性的改善程度与素混凝土基体的强度有关,强度越低,钢纤维的增韧效果越好。基体强度S_m与钢纤维指数V_fl/d两参数对轴拉韧性的影响有交互作用。     

胶接碳纤维复合材料层合板拉伸性能及有限元模拟

使用自动铺带工艺制得胶接的碳纤维复合材料层压板试验件,通过轴向拉伸测试,测得了整个试验件的载荷-位移曲线和检测点附近的应变-载荷曲线。试验结果表明,在拉伸载荷作用下试件发生层间剪切破坏,由于胶层的剪切强度高于层合板的层间剪切强度,破坏并没有发生在胶接面内,而是发生在胶层以外的层合板的层间。建立了相应的有限元模型,模拟结果和试验结果的一致说明了有限元模型的合理性。     

碳纤维增强水泥复合材料的机敏性

采用水热热压技术制备了短切碳纤维增强水泥复合砂浆,讨论了材料本身作为探头时电阻测量信号的机敏效应,并用ＯＭ,ＳＥＭ观察了材料的显微结构。研究表明：材料结构中存在电导渗流现象,受载后材料电阻率下降并导致民导渗流阈值降低;一次加载和循环加载条件屯下的电阻变化均能反映材料在弹性、非弹性和断裂区间的应力并具有灵敏的响应;碳纤维掺量与材料断裂时电阻相对变化率呈相正比关系,但纤维长度与测量灵敏度呈反比。     

短纤维增强SiC／Al复合材料在高温下粘弹性拉伸性能的细观力学分析

本文采用细观力学模型和有限元法研究短纤维增强ＳｉＣ／Ａｌ复合材料在高温下的粘弹性行为，着重讨论了纤维体分比和长径比对复合材料总体蠕变性能的影响。结果表明，随着纤维体分比和长径比的增加，纤维能显著抑制复合材料沿轴向蠕变行为。     

碳纤维复合材料激光切割综述

综述了激光切割碳纤维复合材料的国内外研究进展,阐述了激光切割碳纤维复合材料的特点、表面质量及其影响因素,总结了激光切割碳纤维复合材料的表面质量的研究进展,最后对激光切割碳纤维复合材料的发展趋势进行了展望。     

重复升温过程中碳纤维水泥基材料的温阻特性

碳纤维水泥基材料(carbon fiber reinforced cement-based composites,CFRC)经过重复升温后,不同碳纤维掺量的CFRC材料的温阻特性各异.低于渗流阈值(碳纤维掺量分别为0.1%和0.2%,质量分数,下同)的低掺量CFRC材料,在20～130℃范围内第1次升温过程中,碳纤维掺量为0.1?RC材料电阻率随温度升高而降低;碳纤维掺量为0.2%的CFRC材料呈弥散性波动,然而在随后的重复升温过程中,在同样的温度范围内,其电阻率均随温度升高而增大.而碳纤维掺量高于渗流阈值(碳纤维掺量分别为0.3%和1.0%)的CFRC材料在同样的温度范围内,第1次升温和随后的重复升温过程中,其电阻率随温度的升高而单调减小.不同碳纤维掺量的CFRC材料在经历第1次升温后,其常温(20℃)时的电阻率均有不同程度地减小,减小的幅度随碳纤维掺量增加而降低.     

轻质碳纤维复合材料帆船桅杆的设计与制备

碳纤维复合材料与金属相比,具有重量轻、可设计性强等优点.本文目的是设计并制备轻质碳纤维复合材料桅杆.基于等刚度准则,对具有等壁厚、异型截面的中空碳纤维复合材料桅杆进行设计,并运用数值模拟技术对结构铺层进行优化.采用纤维铺放和缠绕工艺制备出长度为16m的大尺寸碳纤维复合材料帆船桅杆,与铝合金桅杆相比减重43.4%.在设计工况下,桅杆变形试验值与数值模拟结果相近.     

环境温度对架空导线用碳纤维复合芯成型工艺及性能的影响

研究了两种不同树脂体系黏度与环境温度、凝胶化时间与温度的关系,确定了用于拉挤工艺的树脂体系.采用该树脂体系制备了架空导线用碳纤维复合芯,分析了环境温度对碳纤维复合芯制品成型工艺和拉伸强度的影响,采用扫描电子显微镜分析了碳纤维复合芯的拉伸断裂机理.结果表明,环境温度对碳纤维复合芯的拉伸强度及表现性能影响较大,当环境温度变...     

碳纤维增强环氧模塑料的研制

采用沥青碳纤维增强多官能度环氧树脂,制得马丁耐热可达200℃,水润滑下摩擦系数为0.125,比磨耗率为5.0×10~(-8)mm~3/(N·m)的碳纤维增强环氧模塑料。     

碳纤维复合材料金属铜涂层的制备及其导电性能研究

碳纤维复合材料在民用飞机上得到广泛应用,但是由于其差的导电性易受雷击损伤。采用化学镀的方法在碳纤维复合材料试样表面制备了导电金属铜镀层以提高复合材料抗雷击特性。利用扫描电子显微镜和X射线衍射分析了镀层的表面形貌与晶体结构,研究了硫酸铜的浓度对金属铜镀层的沉积速率与导电性能的影响。结果表明,随着硫酸铜浓度的增加,沉积速率逐渐升高,而镀层电阻值逐渐降低,导电性增加。当硫酸铜浓度为14g/L时,碳纤维复合材料表面铜晶粒均匀,结晶性好,电阻为19.8mΩ/sq,具有良好的导电性。