三维编织物增强复合材料横向冲击频域响应特征

采用改进型分离式霍普金森杆测试三维编织物增强复合材料在横向(试样厚度方向)冲击加载模式下动态力学响应特征.试验结果表明,最大载荷随冲击速度增加而增加,从试样破坏显微照片中可以得出,随着冲击速度增加,三维编织物增强复合材料失效模式由树脂开裂变为纤维束断裂.采用快速傅里叶变换方法将三维编织物增强复合材料横向冲击时间-载荷曲线转换为频域内频率-振幅曲线,从曲线中可以得出横向冲击应力波频率主要集中于低频区域,且应力波振幅随冲击速度增加而增加.

三维整体编织物增强陶瓷基复合材料的制备工艺及性能表征

本文研究了以连续碳纤维(C_f)三维整体编织物(3D-B)为增强体,以聚碳硅烷(PCS)裂解转化成碳化硅(SiC)为基体的陶瓷基复合材料(CMC)的制备工艺,探讨了不同工艺方法对复合材料微观和宏观性能的影响,并提出进一步改善制各工艺,提高复合材料性能的途径。研究结果表明,采用聚碳硅烷/二乙烯基苯(PCS/DVB)体系浸渍经交联固化后可以大大缩短裂解时间,致密化效率较聚碳硅烷/二甲苯溶液(PCS/Xylene)体系有着显著提高。对于3D-B C_f/SiC CMC用PCS╱DVB体系浸渍经7个浸渍裂解周期后试样密度为1.65g/cm^3,弯曲强度达326MPa,断裂韧性K_(IC)为13.72MPa·m^(1╱2);用PCS/Xylene体系浸渍的试样密度为1.54g╱cm^3,弯曲强度为243MPa,断裂韧性K_(IC)为8.19MPa·m^(1╱2)。研究中利用扫描电镜观察了弯曲试样的断口以分析材料破坏时纤维的断裂、拨出形貌。

用溶胶-凝胶法制备碳纤维三维编织物增强氧化铝基复合材料的研究

本文研究了溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－ｇｅｌ）法制备碳纤维三维编织物增强氧化铝（Ａｌ２Ｏ３）基复合材料的成型工艺及其力学性能，研究了两种主要起始物Ａｌ（ＮＯ３）３、ＡｌＣｌ３配制的氧化铝溶胶对复合材料成型工艺和力学性能的影响。分别以Ａｌ（ＮＯ３）３和ＡｌＣｌ３为起始物，制备得到Ⅰ＃、Ｉ＃复合材料。研究表明，以Ａｌ（ＮＯ３）３为起始物配制的溶胶粘度较小，利于材料的致密化。经过溶胶浸渍、凝胶、裂解１３个周期后，Ⅰ＃材料的密度和室温三点弯曲强度分别为１．８６ｇ／ｃｍ３和１４５．２ＭＰａ，而ＩＩ＃材料的密度和室温三点弯曲强度分别为１．６３ｇ／ｃｍ３和１０４．１ＭＰａ，材料均呈典型的韧性断裂模式。用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察试样的断口形貌，发现断口表面有大量的纤维拔出，纤维表现了较好的增韧效果。

辐射改性三维编织增强聚合物复合材料的研究

采用Co-60γ射线辐照的方法对碳纤维表面进行活化处理和对丙烯酸环氧酯树脂进行辐射固化,进而制备出高性能的纤维增强聚合物复合材料。经检测,得到的复合材料的力学性能为:弯曲强度382MPa,弯曲模量24.3GPa,剪切强度276MPa,冲击强度165kJ.m-2。

复合材料三维四向矩形类编织物表面结构研究

针对有限元计算对几何参数的需要 ,详细研究了由四步 1∶1法编织的复合材料三维四向矩形截面类型预成形件的表面结构 ,为其建立了较准确的几何模型。以矢量分析方法导出表面纱段轴线、表面纱段与内部纱段的接触线等数学表达式。据此得到该材料表面结构的几何参数值和下面结果 :表面纱段轴线由两条相互对称且位于正交平面上的椭圆弧光滑连接而成 ;同一条纱线的表面段和内部段为光滑连接 ;接触线是椭圆弧。

复合材料三维四向矩形编织物角柱结构研究

针对有限元计算对几何数据的需要 ,详细研究了由四步 1∶ 1法编织的复合材料三维四向矩形编织物的角柱结构 ,为其建立了准确的几何模型。以矢量方法导出纺纱 (纤维束 )角柱段轴线、以及角柱段与内部段、角柱段与角柱段的接触线等的数学表达式。据此得到角柱结构几何参数值 。

三维编织芳纶纤维增强尼龙复合材料性能研究

研究了纤维体积比对三维编织芳纶纤维增强尼龙(简称K_(3D)/PA)复合材料力学性能的影响。同时,研究了γ射线辐照处理对K_(3D)/PA的影响。研究发现,随着芳纶纤维体积比的增大,K_(3D)/PA的力学性能提高;芳纶纤维经γ射线辐照处理后,表面含氧量有所提高,并出现新的官能团。纤维经表面处理后,K_(3D)/PA的弯曲强度、弯曲弹性模量及剪切强度均比未处理的高,但冲击强度较低。

原位聚合法制备三维编织纤维增强尼龙复合材料

选择液态原位聚合法成功地制备出性能较好的三维编织碳纤维增强尼龙 6复合材料 (C3D/PA6)及三维编织芳纶纤维增强尼龙 6复合材料 (K3D/PA6) ;并对两种复合材料的力学性能进行了比较。研究发现 ,C3D/PA6的弯曲强度和弯曲模量均高于K3D/PA6。

复合材料中三维编织碳纤维增强体的性能特点

作者对复合材料中的碳纤维增强方式进行了论述,三维编织碳纤维增强体具有整体性和可适应构件多种外形的特点,由其复合成的材料避免了方向性,使复合材料具有优良的综合性能。

三维编织碳纤维增强尼龙复合材料合成工艺的研究

介绍了三维编织碳纤维增强尼龙(简称C_(3D)/PA)复合材料的发展历史,并归纳了C_(3D)/PA复合材料几种合成工艺的利弊所在。其中:采用三维整体编织技术能够制备形状复杂的C_(3D)/PA复合材料,但成本较高;静态浇铸法操作方便、工艺简单但不易制备大型件或形状复杂件;反应注射成型技术,由于有真空、压力的辅助,使得大型件及形状复杂的中空制件的制备成为可能,且性能优良,是制备C_(3D)/PA复合材料较为合适的方法。并进一步提出了改进C_(3D)/PA复合材料性能的几种可能途径。

碳／玻混编织物增强复合材料的基本性能

碳/玻混煽织物增强复合材料具有良好的抗拉和抗腐蚀性能,是钢筋混凝土中的钢筋的潜在代替者。文章介绍了碳/玻混编织物增强复合材料的原料选择,织物的规格以及浸润剂的选择,并且对织物进行了测试和数据分析。

三维整体编织热塑性复合材料的研究

采用三维整体编织技术,将增强材料纤维与基体纤维混合编织成预制件,然后加压,加热成型,建立了制造这种热塑性复合材料的新方法;并研究了不同增强纤维含量对其拉伸性能的影响.

三维混杂碳纤维/芳纶纤维增强尼龙复合材料力学性能研究

制备了三维混杂碳纤维 /芳纶纤维增强尼龙复合材料 (HY/PA)并对其力学性能进行了测试。研究表明 :由于芳纶纤维的加入 ,使碳纤维增强尼龙复合材料 (CF/PA)的抗冲击性能有了显著提高 ,HY/PA的抗冲击强度随芳纶纤维体积分数的增大而有所提高 ;另外 ,HY/PA在改善CF/PA的横向剪切强度的同时 ,也改善了芳纶纤维增强尼龙复合材料 (KF/PA)的纵向剪切强度 ;同时 ,混杂效应对HY/PA的弯曲性能的影响最为显著 ,HY/PA的弯曲强度、弯曲模量均高于任一种单一纤维复合材料。

方形截面玻璃纤维编织复合材料管件物的能量吸收特征

复合材料因其轻质、机械性能好及能量吸收性能高而广受关注。研究表明圆形截面复合材料管件物能量吸收性能优于方形截面的管件物,故目前复合材料管件研究对象高度集中在圆形截面,而对实用价值非常高的方形截面复合材料管件物的研究比较少见。从编织角以及编织方式方面着手,对方形截面玻璃纤维编织复合材料管件物的压缩特征以及能量吸收性能进行了探索性研究,分析了不同编织角的二维(2D)以及三维(3D)结构复合材料管在破坏过程中伴随的微观破坏,并讨论了其破坏机理的差异性。

双结构三维编织复合材料弹性模量的试验研究

编织时使一部分纱参与编织另一部分纱不参与编织,可织得双结构三维编织物。文章对交织纱与轴纱的比例对三维编织复合材料拉伸、压缩以及弯曲弹性模量的影响规律进行了试验研究。试验结果表明,引入一定比例的轴纱不但可以减少编织工作量。

新型三维多层管状编织复合材料的制备及压缩性能研究

本文采用针织和编织相结合的工艺制备了一种新型三维多层管状编织复合材料,研究了该结构材料的轴向及径向压缩性能,探讨了影响材料压缩性能的因素。结果表明,三维管状编织复合材料受到轴向和径向压缩作用力时,其载荷位移曲线规律一致,均表现为"先增加后下降"的趋势,且这种材料线性粘弹性显著,抗压性能优良;轴纱的加入,使得结构材料的轴向承压能力增强,而径向承压能力下降。本文研究结果对于该类结构材料的设计与应用具有极好的指导作用。

织物增强PVC压延类柔性复合材料的蠕变性能研究

对不同增强结构和不同载荷水平下的PVC压延类柔性复合材料进行了蠕变试验,研究了PVC压延类柔性复合材料的蠕变性能。试验结果表明,在同等载荷水平条件下机织物增强PVC压延类柔性复合材料的耐蠕变性能差于双轴向经编织物增强PVC压延类柔性复合材料,且材料所受载荷水平越高蠕变速率越大。

三维六向编织SiC_(f)/SiC复合材料的力学行为及其损伤机制

为解决陶瓷基复合材料在服役过程中因拉伸和弯曲导致的失效问题,以三维六向编织SiC_(f)/SiC复合材料为研究对象,分析了受力过程中复合材料力学行为与纤维及结构的联系机制。采用微计算机断层扫描技术获得材料结构及孔隙的三维图像,对复合材料纵向和横向进行拉伸、弯曲性能测试,并阐明其损伤机制。结果表明:复合材料呈现明显的各向异性特性,纵向拉伸强度和弯曲强度分别是横向的10.37、5.06倍;复合材料不同方向受力的损伤模式不同,拉伸载荷下纵向试样裂纹沿着六向纱呈Z字形扩展,而横向试样裂纹沿着编织轴向扩展,最终导致拉伸破坏;弯曲载荷下裂纹沿着厚度方向扩展,并最终导致纵向及横向试样的韧性断裂,且纵向韧性优于横向。