双轴向纬编针织复合材料准静态侵彻性能及有限元模拟

本文使用双轴向纬编针织复合材料,利用MTS得出材料准静态侵彻实验的载荷-位移曲线,并计算得出侵彻功-位移曲线。运用有限元方法,模拟整个破坏过程,通过计算得出理论上的载荷-位移曲线和侵彻功-位移曲线。将模拟结果与实验结果进行比较,表明两种分析结果具有较好的一致性,并揭示双轴向纬编针织复合材料准静态侵彻机理。

纬编双轴向复合材料壳体回弹变形的时间效应研究

在纬编双轴向复合材料成形过程中,受材料自身性能和工艺条件的影响,会不可避免地出现残余应力及固化变形,从而降低制件的成形精度。在制件的服役期间残余应力的缓慢释放会持续影响着产品的尺寸精度。本文针对纬编双轴向复合材料头盔壳体的回弹变形与时间效应关联问题展开了系统性研究,通过热氧老化来加速实现在服役过程中制件内部残余应力的等效释放,并采用激光扫描技术对元件级到构件级的试样的回弹变形进行表征,刻画制件回弹变形随时间增加的变化情况。结果表明,在制件脱模后的初期,回弹变形量变化明显,随着时间的增加,变形量的增加逐渐放缓,且元件级试样与构件级试样的回弹变形趋势完全一致,本研究可为产品的优化设计提供可靠依据。

纬编双轴向针织物增强复合材料的拉伸性能研究

对增强衬纱为玻璃纤维和芳纶纤维的纬编双轴向多层衬纱织物的拉伸性能进行测试,介绍了试验方法,并对试验结果进行分析,结果表明:该类复合材料具有很好的拉伸性能,两种纤维的增强复合材料横向拉伸性能均优于纵向,其拉伸断裂都为脆性断裂。

UHMWPE交织双轴向纬编复合材料高应变率压缩性能研究

利用SHPB装置对UHMWPE交织双轴向纬编针织物/乙烯基酯树脂复合材料进行了高应变率压缩实验,研究了该材料的应变率效应和能量吸收。结果表明:等离子体处理后,复合材料的高应变率压缩性能有了较大的提高,放电功率100W是一个较为合适的处理条件。UHMWPE交织双轴向纬编复合材料呈现出一定的应变率敏感性:随着应变率的增加,最大应力、压缩模量、断裂应变能密度相应增大。由于交织双轴向纬编结构中的针织线圈及经纬纱交织作用,其具有较好的抗冲击性能。

苎麻纬编针织复合材料的研制

用 RTM成型工艺对用苎麻和玻璃纤维设计、织造的米拉诺罗纹加衬纬和变化畦编加衬纬纬编针织物与树脂进行复合 ,并测试和分析了织物复合前后的拉伸性能。结果发现 ,纬编针织复合材料的拉伸性能主要取决于衬纬纱 ;变化畦编加衬纬复合材料的强度比米拉诺加衬纬的高 ;

双轴向纬编针织热塑性复合材料的加工制造及拉伸力学性能

主要探讨如何利用玻璃纤维和丙纶的共混纱来加工双轴向纬编针织热塑性复合材料及其力学性能,内容包括双轴向纬编针织预制件的编织,热塑性复合材料的热压成型加工以及试样的拉伸试验和分析·研究结果表明,采用玻璃纤维和丙纶(GF/PP)的共混纱作衬经和衬纬纱,有利于基体树脂丙纶的浸渍和分布以及基体树脂丙纶的界面结合,不仅大大改善了复合材料的加工质量,而且提高了复合材料的力学性能·

不同结构UHMWPE纤维纬编针织复合材料弯曲性能

以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维为原料,在电脑横机上编织出较理想的UHMWPE纤维纬平针、罗纹、畦编针织结构织物。采用VARTM工艺、(0°,90°)3s铺层方式成功制备了六层纬平针、六层罗纹以及六层畦编UHMWPE纤维纬编针织复合材料板。对三种复合材料板的弯曲性能及其影响因素进行研究,比较并分析其弯曲应力-挠度变化曲线和破坏形式。结果表明:三种UHMWPE纤维纬编针织结构增强复合材料的弯曲应力-挠度曲线具有非线性特征,曲线均类似于抛物线;其中,纬平针织结构复合材料的弯曲强度最大,罗纹次之,畦编最小;承受弯曲破坏的主要是树脂基体,没有出现增强体断裂、撕开等现象,表明由高强聚乙烯纤维制成的增强体材料具有较强的韧性与较高的强力。

纬编双轴向多层衬纱织物增强复合材料的弯曲性能研究

本文主要对高性能纤维的纬编双轴向多层衬纱织物增强复合材料的弯曲性能进行研究分析。本文所用的增强纤维为玻璃纤维和高强聚乙烯纤维两种,增强织物包括玻璃纤维织物、高强聚乙烯纤维织物及玻璃纤维/聚乙烯纤维层间混合织物三种,基体为乙烯基酯树脂,文中着重对几种复合材料的弯曲性能进行测试和分析比较。分析结果表明,该类复合材料有很好的弯曲性能,含有玻璃纤维的横向弯曲破坏有其特点,玻璃纤维为脆性破坏,而聚乙烯纤维表现为屈曲破坏。

纬编双轴向织物复合材料的弹道冲击响应

对深冲成型的防弹制品,纬编双轴向织物具有良好的加工特性,可使最终产品既没有搭缝又能避免形成褶皱。研究UHMWPE纤维双轴向织物复合材料在弹道冲击作用下的响应特征,发现这种织物结构增强的复合材料与其它结构形式增强的复合材料的弹道冲击响应基本类似,但又有其特殊性。

UHMWPE纤维纬编针织复合材料的制备工艺研究

以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维为原料,实现其在电脑横机上的编织,将6层纬平针织物、6层罗纹织物以及6层畦编织物分别通过真空辅助树脂传递模塑成型技术(VARTM)复合成复合材料板。VARTM工艺的最大优点是模具简单、成本低、模具抽真空形成负压使纤维与树脂分布更均匀。综合考虑UHMWPE纤维特点及VARTM工艺的工艺条件,实验用树脂为粘度低、浸润性好的环氧树脂;为使制备的复合材料均衡对称,采用(0°,90°)3s铺层方式;成功制备出了比较理想的纬平针、罗纹和畦编UHMWPE纤维纬编针织增强复合材料,为后续UHMWPE纤维纬编针织复合材料力学性能的研究及其拓展领域的应用奠定了一定的理论和实验基础。

纬编双轴向针织柔性复合材料开缝拉伸性能的探讨

简述纬编双轴向针织柔性复合材料的编织和涂层加工方法,探讨在开缝方向和开缝长度不变时该材料的开缝拉伸性能。测试结果表明:开缝长度和开缝方向对该材料均有影响,开缝长度增加或开缝角度减少,试样的最大应力均降低,且横向应力的变化大于纵向。此外,文中还分析了开缝拉伸破坏形式与开口方向的关系。

双轴向经编针织复合材料的弹道侵彻破坏

通过真空辅助树脂传递模压法（VARTM）制造双轴向经编针织复合材料。在350～750m/s冲击速度范围内对复合材料作弹道冲击测试，得到弹体的入射速度、剩余速度及动能损失，弹体的剩余速度与入射速发近似满足线性关系，动能损失随弹速的增加呈现先上升后下降的状态。考察复合材料靶体的弹道侵彻破坏损伤形态，发现复合材料受弹面的破坏区域较子弹出射面的破坏区域小且破坏形态不同，由此揭示双轴向经编针织复合材料的弹道侵彻破坏模式与机理。

双罗纹衬纬纬编针织物增强复合材料的拉伸性能

在电脑横机上使用玻璃纤维编织了三种双罗纹衬纬纬编针织物,以玻璃纤维针织物作为增强体,采用手糊工艺与环氧树脂复合制备了复合材料板材,在万能强力机上测试了复合材料试样的拉伸性能。结果表明,双罗纹衬纬纬编针织物增强复合材料在横向拉伸时的应力应变曲线呈现近似线性,纵向拉伸具有明显的屈服现象,横向拉伸断裂强度和模量最高,斜向次之,纵向最低;拉伸应变沿横列方向最小,拉伸性能各向异性明显;复合材料拉伸性能与增强织物结构、密度和纤维体积分数有关。

纬编双轴向多层衬纱织物增强复合材料线圈结构几何模型的建立

在对以往针织物增强复合材料结构分析的基础上 ,文中首次提出了一种新型增强复合材料结构的几何模型 ,该复合材料以天津工业大学复合材料研究所最新研制成功的专利产品———纬编双轴向多层衬纱 (MBWK)织物作为增强材料 (若干层 )。从对线圈曲线的平面投影几何分析入手 ,推导出了其空间曲线方程。其分析为进一步对纬编双轴向多层衬纱织物增强复合材料的力学性能的预测作了理论上的准备。

纬编针织物增强复合材料研究进展

本文综述了纬编针织物增强复合材料的特点与应用 ,结构与加工 ,以及在力学性能等方面的研究进展。

苎麻三维结构纬编针织复合材料预制件的研制

用苎麻和玻璃纤维设计、织造了米拉诺罗纹加衬纬和变化畦编加衬纬三维结构纬编针织复合材料预制件 ,并测试和分析了预制件的拉伸性能 .结果发现 :米拉诺罗纹组织的织物强度和衬纬强度都比变化畦编组织高 ;苎麻纱线性能的一致性差 ,易发生非均匀断裂 。

苎麻芳纶针织纬编复合材料的设计与开发

介绍了以苎麻和芳纶纬编针织物为增强体的复合材料的设计、原材料的选取与处理和成型方法的选择,重点对成型复合材料的性能作了测试和分析,结果表明,混合纱和包芯纱增强的复合材料均达到了轻质、高强力和柔韧性的预期效果。

双轴向经编针织复合材料的冲击压缩性能

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对双轴向经编针织(BWK)复合材料在面外、面内共三个方向进行了高应变率压缩试验,并在MTS材料试验机上进行了准静态压缩试验。计算并提取各应变率下的应力-应变曲线,观察各应变率下材料的破坏形态特征。结果表明,双轴向经编针织(BWK)复合材料具有应变率敏感性和各向异性,在面外压缩中其破坏形态主要是剪切破坏,在面内压缩中准静态下为剪切破坏,在高应变率下为分层破坏。

纬编双轴向织物增强复合材料压缩性能研究

通过压缩试验,研究了不同纤维体积含量的碳纤维3层连接纬编双轴向多层衬纱织物增强复合材料的压缩性能;并对压缩试件的破坏断口进行了VHX-1000超景深三维显微镜分析,以认识其压缩失效机理。试验结果表明:在试验研究的碳纤维体积含量范围内,纬编双轴向衬纱织物增强复合材料的压缩强度和压缩模量随纤维体积含量的增大而增大。纤维体积含量的变化未导致压缩破坏机理的变化,材料表现为脆性特征。

双轴向增强纬编间隔织物复合材料的加工制造及力学性能

利用玻璃纤维编织一种新型双轴向增强纬编间隔织物,采用轻质树脂传递模塑工艺(LRTM)制作了该新型结构织物增强复合材料,并对复合材料在经纬向的拉伸性能、弯曲性能和压缩性能进行了测试与分析.研究表明:制作双轴向增强纬编间隔针织复合材料的关键是织物在厚度方向上不被压扁;复合材料的拉伸性能和弯曲性能主要取决于两个面层衬经衬纬纱的拉、弯性能.压缩性能不仅与纤维束的压剪组合破坏有关,还与纤维束与基体的界面黏结性能有关.