中空成型和热成型过程的数值分析I.变形过程的数学描述

热成型和中空成型过程实质上是热塑料膜的膨胀过程 ,它们都涉及到材料的大变形。从弹性体有限变形理论出发 ,聚合物膨胀过程被看作是超弹性类似于完全橡胶的变形 ,材料模型采用Ogden和Mooney -Rivlin超弹性模型 ,应变描述采用Green变形张量 ,应力描述采用二阶Piola -Kirchoff应力张量。利用虚功原理得到描述塑料热成型和中空成型过程的数学模型     

纤维增强复合材料的力学性能预测的数值模拟

纤维增强复合材料的力学性能和热物理性能依赖于纤维的取向状态.在注射成型过程中纤维最终的取向状态依赖于充填过程的速度场,因此最终的产品性质依赖于成型的详细过程.研究发现,注塑成型制品的结构呈层状分布,层数依赖于模具几何和成型条件,不过大多数的结构在成型表面为沿流动方向取向,而在中心层为横向排列,有时在制件表面还有一层薄的介于二者之间排列的取向层.本文主要给出两个简单模型中纤维取向预测的理论和数值方法,这两个模型分别为:中心浇口圆盘和边浇口长条.     

TPU无纺布/碳纳米纤维膜对玻璃纤维复合材料固体颗粒侵蚀性能的影响

选用TPU无纺布/碳纳米纤维膜作为复合材料外层保护层,采用树脂传递模塑(RTM)工艺制备无纺布/碳纳米纤维/玻璃纤维/环氧(NTPU/CNF/GF/EP)复合材料,并对复合材料的机械性能、耐固体粒子侵蚀磨损性能进行了研究。结果表明,直径为~500μm的尖角碳化硅侵蚀颗粒,在侵蚀距离为76 mm、冲蚀角度为90°的条件下,对复合材料的侵蚀磨损破坏行为较强;一层100μm厚NTPU的加入使复合材料的拉伸性能相比于GF/EP(FRP)降低了大约10%,耐固体颗粒侵蚀性提高了8倍;NTPU/CNF膜的加入可以有效地提高玻璃纤维复合材料的力学性能和御蚀性能。     

PLA基复合材料高温拉伸诱导的宏微观变形

采用聚乳酸(PLA)和螺旋碳纳米管(HCNT)与不同质量分数的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)熔融机械共混造粒,并利用真空热压机在不同压力和保压时间下制备矩形样条.利用差示扫描量热仪(DSC)、林肯拉伸热台和广角X射线衍射仪对复合材料的玻璃化转变温度以及恒定拉伸速率下的宏微观变形进行了研究.结果表明,样品中分子取...     

汽车前挡玻璃黏结支架脱落行为研究

针对3个制件(西南区域失效件:重庆件;华南失效件:广州惠州件和正常人为破坏件)分别使用傅里叶红外光谱仪、超景深显微镜和扫描电子显微镜3种仪器对它们进行观察并作对比分析,同时也分析了清洁溶剂异丙醇对支架的影响.结果表明,清洁溶剂异丙醇对支架的影响极小;,2个失效件的底涂部位和脱胶部位有不同程度的缺陷和裂纹,说明黏结部位的...     

高牵引速率下iPP/玻璃纤维复合材料界面结晶

在等规聚丙烯(iPP)熔体中高速牵引玻璃纤维(GF)的过程中,首次发现GF表面出现了一层具有明显厚度的包覆结构,并对这种结构在牵引过程中的变化规律及其对界面结晶形貌的影响进行分析研究。结果表明,包覆结构的产生可能是GF在高牵引速率下使iPP分子链克服自身屈服应力而沿着纤维轴方向伸展取向并堆积的结果;该结构为热力学稳定的α晶,且具有诱导iPP生成β横晶的能力。     

TPU无纺布对玻纤预制体渗透率和FRP层合板层间韧性的影响

将熔喷成型的热塑性聚氨酯(TPU)无纺布(TNF)作为复合材料结构化的增韧层,采用真空树脂传递模塑(VARTM)工艺制备无纺布/玻璃纤维/环氧(TNF/GF/EP)复合材料,研究了其层间断裂韧性以及增韧机制,并对无纺布引入前后的玻璃纤维织物预浸体的渗透率进行了测量。结果表明:TNF增韧后的复合材料层间断裂韧性得到提高,Ⅰ型能量释放率GⅠC由790J/m~2增加到1411 J/m~2,提高了78%,Ⅱ型能量释放率GⅡC由569. 9 J/m~2增加到1223. 8 J/m~2,提高了115%,均表现出明显的增韧效果;同时,TNF的引入使得复合材料预制体体系的渗透率下降了56. 5%。     

不同纤维牵引速率下iPP/GF复合材料界面的β横晶

以不同的速率牵引等规聚丙烯(iPP)熔体中的玻璃纤维(GF),并逐步增加剪切时间,得到了不同的iPP/GF界面结晶形貌。通过偏光显微镜(POM)观察以及对界面剪切应力的分析,研究了不同速率下形成界面β横晶的临界剪切时间以及在该时间范围内界面剪切应力随时间的变化关系。结果表明,在10,30,60,90μm/s的牵引速率下,所需临界剪切时间分别为220,105,60,50s;所有牵引速率下界面剪切应力随剪切时间均先快速增大,在出现1个平台期后又逐步上升;界面剪切应力随牵引速率的增大而增大。     

CPCs在应力场下的性能演变及机理研究进展

综述了导电高分子复合材料(CPCs)在压缩应力场、拉伸应力场及应力-应变循环力场中电阻率随应力、应变、循环次数及时间等的变化规律,分析了CPCs在上述应力场中电阻率变化与其微观结构演变之间的关系,结合导电粒子在高分子基体中的位置改变及导电粒子与高分子基体间相互作用,归纳了CPCs电性能在上述外力场中的演变机制。针对目前该复合材料在上述循环应力场中出现的磁滞效应和可重复性差等问题,归纳了相应的改善方法。简要概括了CPCs的工业应用。     

注射模CAE技术的工程应用

注塑模CAE技术是利用高聚物流变学、传热学、计算力学和计算机图形学等基本理论，建立高聚物成型过程的物理和数学模型，构造有效的数值计算方法，实现成型过程的动态仿真分析，为优化模具设计和控制产品成型过程提供科学依据和设计分析手段。但是，作为一种工具，它只是用来帮助和完善工程师的设计而不是取代他们，因此．和其他工具一样。分析模拟作用的大小取决干使用的熟练程度，或说。取决于使用对分析模拟结果的正确认识和判断。