碳纤维三向织物/TPU柔性复合材料制备及变形性能

碳纤维三向织物因其具有结构稳定、密度小和准各向同性特点,在空间展开装置具有良好应用前景。为研究碳纤维三向织物/热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethanes,TPU)柔性复合材料变形性能,通过热压法将TPU与碳纤维三向织物复合,结合金相显微镜与扫描电子显微镜进行观测,建立三向织物单胞模型,计算模型截面惯性矩,结果表明:纬向截面惯性矩大于经向的,三向织物纬纱方向更难变形;对碳纤维平纹织物与三向织物进行悬垂实验,结果表明:三向织物变形能力强于平纹织物,并且三向织物在悬垂时经向变形大于纬向,与模型截面惯性矩的计算结果一致;对碳纤维三向织物/TPU柔性复合材料在0°,15°和30°方向进行拉伸实验,分析3种角度不同应变阶段载荷曲线变化和极限载荷。

功能化PVC/PET柔性复合材料的性能研究

本研究采用聚氯乙烯(PVC)和聚酯纤维(PET)作为原料,通过热压贴合工艺制得了PVC/PET柔性复合材料。在PVC涂层膜中添加不同的阻燃剂和抗紫外剂,发现氧化锑-硼酸锌协同作用的阻燃体系表现出良好的阻燃效果,当添加5 phr时,可将涂层布的极限氧指数提高至28.7%。此外,该阻燃体系还具有抑制烟雾生成的效果,使烟密度降低了35.2%。在抗紫外方面,抗紫外剂UV-531的效果与UV-234效果相当,但在抗热迁出方面表现更加优异,因此选择UV-531作为PVC/PET柔性复合材料的抗紫外剂。在涂层膜和基布复合时,添加3.0 g/m2的胶黏剂可将材料的剥离强度提高至28.89 N/5 cm,同时不影响其他性能,从而延长PVC/PET柔性复合材料的使用寿命。

芳纶柔性复合材料防刺机理有限元模拟

为了预测芳纶柔性复合材料的防刀刺性能,及其受到刀穿刺响应的基本规律,采用多相剪切增稠液浸渍和碳化硅/热塑性聚氨酯涂层制备芳纶柔性复合材料,并进行抽拔和准静态刀刺实验。通过细化摩擦因数建立单层准静态刀刺芳纶复合材料模型以及多层纯芳纶材料动态刀刺模型的有限元模拟,并采用Python脚本有效简化建模流程,探究芳纶柔性复合材料以及多层纯芳纶材料的防刀刺机理。结果表明:碳化硅/热塑性聚氨酯涂层芳纶复合材料纱线间摩擦因数最高;剪切增稠液浸渍芳纶纱线间摩擦因数较好且不限制纱线拉伸变形,具有较好的防刺性能;多层纯芳纶织物动态穿刺过程中织物的主要失效模式为纱线断裂,纱线形变较少;模型的建立可为快速准确预测柔性复合材料的防刀刺性能提供参考。

使用柔性复合材料对混凝土结构堵漏应用技术研究

针对镇海炼化分公司吸水池混凝土结构伸缩缝渗漏问题,分析其渗漏原因,决定采用柔性复合材料对吸水池伸缩缝进行堵漏。分析柔性复合材料的性能、质量和使用特点,详细阐述了在堵漏施工工艺流程、合理选择柔性复合材料、混凝土结构表面处理、柔性复合材料封堵步骤、粘贴碳纤维布、柔性复合材料表面防护等方面柔性复合材料堵漏应用技术,从验收资料、验收标准和验收方法等方面,论述堵漏质量验收工作,提出伸缩缝处混凝土表面处理、伸缩缝碳纤维布表层封堵等方面施工要点,为柔性复合材料在伸缩缝堵漏中的应用提供可借鉴经验。

超高分子量聚乙烯织物/聚脲柔性复合材料的抗破片侵彻机制

为研究平纹机织叠层和三维角联锁增强聚脲柔性复合材料的抗侵彻性能,以15 mm角联锁整体织物及叠层平纹织物(单层厚度0.39 mm,40层)为研究对象,通过表面喷涂聚脲制备2种不同织物结构的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)织物/聚脲柔性复合材料;采用1.1 g柱状楔形破碎片,开展了弹道侵彻实验,并获取了弹道极限速度和比吸能;在此基础上,借助超景深显微镜及计算机断层扫描仪,观察侵彻后UHMWPE织物/聚脲柔性复合材料的表面及内部损伤形貌,分析抗破片侵彻机制。研究结果表明:UHMWPE织物/聚脲柔性复合材料抗破片侵彻性能具有明显的织物结构效应;相较于同厚度的叠层平纹织物增强聚脲柔性复合材料,角联锁织物增强聚脲柔性复合材料的弹道极限速度提升了4.9%;对于未被穿透的UHMWPE织物/聚脲柔性复合材料,其被侵彻过程主要包括聚脲对破片的包裹、剪切冲塞和纤维拉伸断裂破坏;叠层平纹织物的主要失效模式为剪切冲塞、分层失效,角联锁织物主要为纤维拉伸变形、拉伸断裂破坏。

长、短碳纳米管改性PCL柔性复合材料

利用熔融沉积制造(FDM)3D打印技术构建聚己内酯(PCL)基柔性电子结构单元应用于生物医学领域,是未来柔性器件发展的一个新方向。选用PCL作为柔性基体不仅可以满足FDM 3D打印工艺的需求,而且可以满足柔性电子材料在大形变可穿戴器件及生命健康监测领域应用的需求。采用长碳纳米管(LCNTs)、短碳纳米管(SCNTs)改性PCL基柔性复合材料,研究了SCNTs,LCNTs以及复配的SCNTs/LCNTs添加量对PCL基柔性复合材料力学、电学性能的影响。结果表明,当PCL基体中掺入CNTs(CNTs≤5wt.%)时,无论是LCNTs,SCNTs还是复配SCNTs/LCNTs的掺入,均可以明显地提升PCL基柔性复合材料力学及电学性能,且LCNTs的掺入量以及掺入比对PCL基柔性复合材料的力学以及电学性能的影响较为显著。当3wt.%≤CNTs≤5wt.%,此具有良好电学及力学性能的PCL/CNTs系列柔性复合材料适合制作大形变、高灵敏性柔性导电线材。

芳纶增强环氧柔性复合材料耐介质老化行为研究

采用芳纶织物与柔性环氧树脂复合,获得高柔韧性的芳纶织物增强环氧复合材料。将柔性复合材料浸泡于一定温度下的原油和盐水两种介质中,研究了温度和介质对其外观形貌和力学性能的影响,并采用Γ.M.Gunyaev中值老化方程估算其5年后拉伸断裂强力保留率。结果表明:试样浸泡至不同温度同一介质中,高温比低温对其外观产生的影响更明显,试样树脂颜色均由无色变成深黑色,试样浸泡至同一温度不同介质中,原油和盐水对试样外观影响效果一致;试样的拉伸断裂强力随浸泡时间的延长表现出先增大后减小的趋势;经2万次屈挠试验,老化1年的试样未破坏;采用中值老化方程估算,在80℃原油浸泡5年后的试样其拉伸断裂强力保留率最低,为62.74%。

基于柔性复合材料面层的土钉墙支护应用研究

为解决钢筋混凝土面层土钉墙支护工期长、效益低、环境影响大等问题,对柔性复合材料面层土钉墙支护体系在实际工程中的应用进行了探讨。介绍了柔性复合材料支护结构的基本组成和原理,在实际项目应用中对结构稳定性、支护效果、支护效益等方面进行了验算和分析。该柔性复合材料支护结构能够满足基坑工程的技术要求,可以在一定条件下替代混凝土面层支护,具有施工简单、成本低廉、无需大型设备等优势,值得类似工程借鉴。

柔性复合材料前掠翼飞机静气动弹性分析

本文作者计算分析的是柔性复合材料前掠翼概念机的静气动弹性特性。文中作者利用 NASTRAN计算了单独机翼的发散速度 ,并重点计算和分析了该机在亚音速情况下 ,飞行载荷和纵向静稳定性、操纵性导数分别随马赫数和动压变化的曲线。通过对比分析可以看出 :(1)相同高度下 ,随着马赫数的增加 ,刚体纵向静稳定性、操纵性导数和弹性纵向静稳定性、操纵性导数分别呈不同的变化趋势 ,且某些变化相差甚大 ;机翼剪力、弯矩和扭矩随翼展变化的曲线中 ,刚体部分所占的比例不断减小 ,弹性部分所占的比例不断增加 ;机翼的最大垂直挠度 (在翼尖前缘处 )和最大扭角 (在翼尖处 )略有增加。 (2 )相同马赫数下 ,随着动压的不断增加 ,刚体纵向静稳定性、操纵性导数保持不变 ,弹性纵向静稳定性、操纵性导数呈线性变化 ;机翼剪力、弯矩和扭矩随翼展变化的曲线中 ,也同样是刚体部分所占的比例不断减小 ,弹性部分所占的比例不断增加 ;机翼的最大垂直挠度 (在翼尖前缘处 )和最大扭角 (在翼尖处 )略有增加。 (3)使用复合材料剪裁技术可以适当减小机翼内洗 ,从而提高发散速度 。

织物增强柔性复合材料的缺口敏感性

为了解织物增强柔性复合材料在不同形式切口下的单向拉伸力学性能,从而更好地设计和应用织物增强柔性复合材料,对不同切口深度下单边、双边及中心切口拉伸试样的拉伸力学性能进行测试与分析。同时,对3种切口拉伸试样的切口扩展过程、破坏过程进行分析,对缺口扩展临界强力的确定方法进行探讨,对3种切口拉伸试样的缺口敏感性及断裂韧性进行分析研究。试验结果表明:织物增强柔性复合材料具有强烈的缺口敏感性,相对于中心切口,织物增强柔性复合材料对单边切口较为敏感,对双边切口的敏感性较低。

反复加载下机织物增强柔性复合材料的力学行为

为进一步研究纺织结构增强柔性复合材料的力学行为特性,更好地设计和使用材料,对双层机织物增强柔性复合材料在不同载荷水平下反复加载时的力学行为特性进行试验研究。对其在不同载荷水平下的残余变形量、最大伸长量以及相对残余变形指数与加载次数之间的变化关系,双线性区的弹性模量以及屈服强度与加载次数的变化趋势进行了分析和讨论。结果表明:机织物增强柔性复合材料具有明显的非弹性、显著的非线性,在低应力水平下表现出明显的双线性;同时,在反复加载试验条件下,材料的非弹性程度、非线性水平、双线性区模量、屈服强度等性能参数不仅取决于施加的载荷水平,同时还与加载次数密切相关。

经编双轴向柔性复合材料的顶破性能

主要探讨PVC涂层的经编双轴向柔性复合材料的顶破性能,试验分析两种不同顶破条件下(圆头顶破和尖头顶破)经编双轴向柔性复合材料的力学特性和破坏形式.试验结果表明:不同顶破条件下经编双轴向柔性复合材料的力学性能有很大的差异,同时基布结构参数的不同对顶破性能也有一定的影响.

机织物增强双层柔性复合材料拉伸异向性能及其失效准则

为进一步研究织物增强双层柔性复合材料的力学性能,对偏轴向试样的单向拉伸性能进行实验分析,研究了材料的拉伸破坏机制,并比较了2种强度失效准则下的预测值。结果表明:与机织物膜结构材料相比,该种材料表现出明显的拉伸异向性能;相对于Tsai-Hill强度失效准则,调和余弦级数强度失效准则可较好地适应各种破坏模式下失效强度的预测,且这种材料的拉伸性能指标之间表现出非同相特性。

柔性复合材料钻孔技术

以芳纶纤维和高强聚乙烯纤维增强的聚合物基柔性复合材料为对象，针对这种柔性复合材料的结构和力学特性，分析了钻削特点和钻孔时产生缺陷的原因，并通过钻孔试验，在工艺装置、工艺参数、刀具材料及结构参数等方面研究了提高柔性复合材料钻孔质量的技术途径。

浮空器用柔性复合材料的力学性能

通过试验研究了某浮空器蒙皮用柔性复合材料的基本力学性能和断裂力学性能。通过单轴拉伸试验研究了该材料经向和纬向试样的力学特性,结果发现两者的弹性模量均在10 GPa左右,复合材料的柔软度很高;而经向拉伸试样的抗拉强度比纬向拉伸试样的高出约32 %;通过改变切口相对宽度的撕裂试验发现撕裂试验的载荷-位移曲线和裂纹扩展特性基本表现为脆性断裂特性,试验结果和根据弹塑性断裂理论计算得到的结果相一致,即随着切口相对宽度的增加,柔性复合材料的极限载荷降低。

经编预定向织物在柔性复合材料领域的优势

概述柔性复合材料的发展和应用情况,分析了经编预定向技术的特点及其在柔性复合材料领域的优势,重点介绍了经编预定向织物增强柔性复合材料的优良特性和应用前景。

多轴向经编增强柔性复合材料的发展及应用

概述了柔性复合材料的发展,重点介绍了多轴向经编技术的发展状况及在柔性复合材料领域的优势,阐述了多轴向经编柔性复合材料的后整理工艺及应用情况。

双轴向经编织物增强柔性复合材料中心裂缝撕裂性能研究

对双轴向经编织物增强柔性复合材料中心裂缝撕裂性能进行了试验研究,特别对不同初始裂缝长度及角度的撕裂进行了观察及分析。试验结果表明撕裂强力与应变主要依赖于初始裂缝长度及角度。

双向拉伸载荷下双轴向经编织物增强柔性复合材料开缝撕裂性能研究

对双轴向经编织物增强柔性复合材料在双轴向拉伸载荷下开缝撕裂性能进行了试验研究,特别对不同初始开缝长度及角度的撕裂进行了观察与分析。试验结果表明开缝撕裂性能主要由衬入纱线的线密度和纱线密度的大小决定,经编地组织也有一定影响。撕裂强力与应变随初始开缝长度增加而减少,开缝撕裂强力与应变随初始开缝角度的增大而增加。

新型柔性复合材料的发展与应用

本文主要论述了新型柔性复合材料的定义、特点、种类及其应用。