高速造纸用SSB成形网结构与耐磨损性能

为研究高速造纸用自支撑绑定成形网(self-supporting binding, SSB)结构对其耐磨性能的影响,分析不同参数(编织网纹、底面纬线直径、经纬纱线密度和插接方式等)下的SSB成形网在500、750、1 000、2 500和5 000转的磨损试验条件下的质量损失率。结果表明:SSB成形网的磨损程度随摩擦转数增加而加重;编织网纹对SSB成形网耐磨性能的影响随经纬密度变化存在差异,经纬密较小时,底层采用10枚变则经面缎纹成形网时质量损失率最大,经纬密较大时,底层采用10枚变则经面缎纹成形网时质量损失率最小;其他参数相同条件下,SSB成形网耐磨性能与底纬直径、经纬密度呈正相关;SSB成形网主体结构耐磨性能优于插接工序形成的插接结构部分。

碳纤维增强聚碳酸酯复合材料在高温中的准静态压缩强度

选择碳纤维平纹织物、碳纤维单向布分别和聚碳酸酯制备热塑性复合材料,包括碳纤维增强聚碳酸酯平纹层合板、单向板和正交层合板,并自制的高温装置与MTS(Material Testing System)搭配使用,研究上述三种复合材料在20℃、120℃、150℃、180℃四种温度下的面外准静态压缩行为,分析结构和温度对性能的影响,探究不同条件下的失效模式。结果表明:碳纤维增强聚碳酸酯平纹层合板的最大应力值和压缩模量与正交层合板接近,均高于碳纤维增强聚碳酸酯单向板;且温度对三种复合材料的面外准静态压缩性能有很大影响,随温度升高,准静态压缩模量和最大应力值都减小。

三维机织碳纤维/环氧树脂复合材料热氧老化的强度降解机制

三维机织复合材料热氧老化强度降解机制对复合材料的安全性和耐久性设计至关重要。采用“基体收缩”二步法结合高速摄影记录冲击压缩变形过程和micro-CT表征冲击内部损伤形态,研究三维角联锁机织复合材料老化前后的冲击压缩行为,揭示热氧老化的强度降解机制。研究发现,老化复合材料表面产生的界面裂纹随老化时间增加持续变宽。老化复合材料的冲击压缩性能随老化时间增加逐渐下降,其压缩模量在老化32 d后下降了16.6%,老化复合材料中树脂基体热氧降解和界面脱粘共同作用阻碍了应力波从树脂到纱线的传递导致纱线断裂时间提前,破坏形态更严重。同时,老化裂纹会影响剪切裂纹的扩展路径导致剪切带更宽、损伤更严重,使老化复合材料的冲击压缩性能严重下降,但不会改变冲击压缩45°剪切破坏模式。研究结果为复合材料在热氧环境长期服役的冲击工程制造提供了理论依据。

三维编织复合材料弹道侵彻准细观层次有限元计算

三维编织复合材料相比于层合复合材料有较高的层间剪切强度和断裂韧性,因而具有更高的冲击损伤容限。用钢芯弹对三维编织复合材料作弹道贯穿测试,得到弹体的入射速度和剩余速度,并考察侵彻破坏模式。目前对三维编织复合材料弹道侵彻性能计算主要建立在连续介质假设上,从真实细观结构计算三维编织复合材料弹道冲击性能尚有一定难度,用三维结构复合材料的纤维倾斜模型在准细观结构层次上分解三维编织复合材料,就其中的一块倾斜单向板作弹道侵彻有限元计算,由弹体动能损失得到贯穿整个复合材料靶体后弹体的剩余速度。有限元计算及与弹道测试结果的比较证明在准细观层次上计算三维编织复合材料弹道冲击性能的有效性。

叠层织物弹道冲击性能研究

采用弹道贯穿实验，研究叠层芳纶织物、叠层高强维纶织物、叠层高强聚乙烯斜纹织物和高强聚乙烯单向铺层织物对子弹动能吸收规律，以及叠层织物弹道极限、弹道性能指数与叠层织物面密度的关系，对软体防护装甲的选材及设计具有较好的指导意义。

底网针刺造纸毛毯结构和滤水速率

为进一步优化底网针刺造纸毛毯的结构设计,提高造纸毛毯的滤水速率,分析底网针刺造纸毛毯表层植绒纤维线密度以及底网经纱密度变化对造纸毛毯滤水速率的影响;使用逐步回归分析法,得到毛毯的滤水模型,分析造纸毛毯滤水速率与结构参数间的关系。试验结果表明:底网针刺造纸毛毯的滤水通道主要由纤维层间线密度由小到大排列的纤维网、底网经纱间的缝隙以及由空刺整理带来的垂直方向纤维组成;其他结构参数相同条件下,底网针刺造纸毛毯的滤水速率与表层植绒纤维线密度呈正相关,与底网经纱密度呈负相关;表层植绒纤维线密度对底网针刺造纸毛毯滤水速率的影响大于近纸面一侧底网经纱密度的影响。

三维编织复合材料抗侵彻性能——准静态侵彻实验与弹道侵彻有限元计算的对比

用钢制圆柱锥体对四步法三维编织芳纶/环氧复合材料在MTS材料试验机上作准静态侵彻测试,得到准静态侵彻载荷一位移曲线,并由此计算得到侵彻功一位移曲线。在对复合材料侵彻破坏的细观观测中发现,复合材料主要以拉伸断裂方式为主并在受侵彻面伴有压缩和剪切破坏。由于弹道侵彻破坏很难测量侵彻过程中的侵彻功随侵彻位移的变化,这里用有限元程序LS-DYNA960并结合由准静态得到的破坏判据、复合材料力学性质常数模拟动态侵彻,对比准静态侵彻功一位移曲线和弹道侵彻模拟曲线,两者有较好的一致性,表明用该类复合材料的准静态侵彻性能模拟弹道侵彻性能有一定的可行性。

织物弹道贯穿性能分析计算

纤维织物增强复合材料由于轻质和高冲击损伤容限而在防弹装甲设计及制造中逐渐得到应用,如人体防弹衣和车辆防护装甲。但是尚无较好的方法直接计算复合材料防弹特性,其中困难在于复合材料弹道冲击过程中的应变率效应和冲击破坏机理至今没有被揭示。解决问题的第一步是建立复合材料增强相(即织物)防弹特性计算方法。提出基于纤维力学性质应变率效应的织物弹道冲击破坏分析模型,计算不同面密度织物靶体在弹道贯穿过程中的弹体剩余速度,由此反映靶体防弹特性。用本文中提出的简单算法预测的结果与实测结果在靶体厚度不大时极为接近,而且也有可能将其扩展到纤维织物增强复合材料防弹性质的计算。

羊毛纤维重复弯曲疲劳性能的研究

本文在分析固体疲劳强度理论方程的基础上,用自行设计的单纤维重复弯曲疲劳仪测试了70支澳毛的重复疲劳性能。分析得到羊毛纤维重复弯曲疲劳寿命与重复弯曲角2θ、预加张应力ο关系,与固体疲劳强度理论方程反映的规律相同。为纤维重复弯曲疲劳性能测试标准提供了一定依据。

异种组份平行组合混纤丝拉伸曲线研究

本文在混纤丝及各组份拉伸性能测试及实验结果基础上,建立异种组份平行组合混纤维在拉伸状态下的应力-应变模型,得到该模型的应力应变方程,进而模拟出应力应变曲线,与混纤丝及各组份伸实验结果对比具有较好的一致性,由此说明混纤丝总应力应变与各组份应力应变的叠加关系。

非织造布拉伸性能有限元模拟计算

本文运用物理非线性有限元方法对非织造布拉伸性能进行模拟计算,并对该方法的算法作出分析说明;非织造布弹性矩阵[D]的粘弹性质由非织造布窄条确定.本文为计算较宽幅度织物试样的拉伸性能提供了可行方法.

拉伸应变速率与化纤长丝应力应变关系探讨

本文探讨了芳纶、玻纤、高强PE、高强PP、高强PET、普通PET共六种长丝纤维在拉伸应变速率分别为5%、20%、50%、100%、300%、500%min下的拉伸应力应变性能,所表现出的断裂应力、断裂应变随拉伸应变速率的增加,不呈通常认为的单调递增或单调递减的趋势,而呈现上下波动的规律.

机织物拉伸性能有限元模拟计算方法及应用

织物受力拉伸变形时,在应变逐渐增大过程中,织物应力应变本构关系逐渐失去弹性特点,而表现为纺织材料固有的粘弹性质,使织物拉伸变形具有物理非线性特点.本文讨论了具有这些特点的织物受力变形及其分析计算的有限元方法.该方法可以推广到任意类型织物的拉伸性能计算,首先在本文中进行机织物拉伸性能模拟计算.

跨越11个几何量级的纺织复合材料

纺织复合材料作为一种传统工程材料,是目前和未来相当长的时期内真正能在结构工程技术领域得到广泛应用的材料。

纺织材料力学性能研究有限元方法应用综述

综述至今为止有限元方法在纤雄、纱线和织物结构力学方面所有代表性研究工作,并对纺织材料结构力学的发展方向作了展望。

针刺复合织物拉伸性能有限元计算

根据针刺复合织物结构,分析其在拉伸过程中的内部应力场,说明拉伸应力应变预测计算的困难。织物拉伸变形时,随着应变逐渐增大,织物应力应变本构关系逐渐失去线弹性特点,而表现为纺织材料固有的粘弹性质,使织物拉伸变形具有物理非线性特点。讨论了具有这种特点的织物拉伸应力应变分析计算的有限元方法,并对该有限元方法的算法作出说明。计算结果与实验结果有较好的一致性。

三维纺织复合材料和铝中冲击应力波传播与能量吸收(英文)

比较两种三维纺织结构复合材料(三维针织间隔织物和三维正交机织物复合材料)圆板和铝圆板间的冲击行为,讨论三维纺织结构复合材料和均质各向同性材料间的冲击损伤机理.用不同冲击速度下复合材料和铝的载荷位移曲线分析冲击加载下应力波在材料中的传播,同时与有限元计算结果作对比分析.发现复合材料有纤维束断裂、基体开裂以及复杂的应力波传播现象,而铝只表现出弹塑性变形.

高应变率下芳纶纤维力学性能的研究

本文利用MTS和旋转盘式杆 -杆型冲击拉伸试验装置 ,在高应变率、大应变率范围条件下 ( 0 .0 1 /s 1 0 0 0 /s)研究了应变率对芳纶 (Twaron)纤维力学性能的影响 ;同时 。

防弹层压复合材料防弹性能的实验研究

探讨防弹层压复合材料中树脂含量与靶板弹道性能的关系和织物与树脂合理的复合方式 ,结论是芳纶防弹层压复合材料的弹道极限主要取决于靶板所含的织物层数 。

织物树脂层压复合材料抗弹性能研究

针对防弹织物树脂层压复合材料的研制 ,考察了层压复合材料面密度、纤维类型、树脂体系、铺层混杂方式及纤维混杂分数、织物铺层。