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关于各向异性纤维复合材料板裂纹尖端应力场的探讨 被引量:7
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作者 杨维阳 张少琴 马玉兰 《太原重型机械学院学报》 2000年第4期263-269,共7页
本文对各向异性纤维复合材料板的Ⅰ型、Ⅱ型和混合型裂纹尖端应力场进行了有关的力学分析。通过求解一类线性偏微分方程的边值问题推出了Ⅰ型、Ⅱ型和混合型裂纹尖端附近的应力场的计算公式。
关键词 各向异性纤维复合材料板 裂纹尖端应力场 材料力学
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关于各向异性纤维复合材料板Ⅰ型,Ⅱ型裂纹尖端的应变能释放率 被引量:2
2
作者 张雪霞 杨维阳 《太原重型机械学院学报》 2003年第2期92-98,共7页
研究各向异性纤维复合材料板的断裂问题 ,首先分两种情况给出了I型 ,II型裂纹尖端的应力与位移公式 .其次将应力与位移代入应变能释放率的基本公式 ,推出了I型 。
关键词 各向异性纤维复合材料板 应变能释放率 Ⅰ型裂纹 Ⅱ型裂纹 中心穿透裂纹
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关于各向异性纤维复合材料板Ⅲ型,混合型裂纹尖端的应变能释放率 被引量:1
3
作者 张雪霞 杨维阳 《太原重型机械学院学报》 2003年第3期180-186,共7页
研究各向异性纤维复合材料板的断裂问题.首先给出了Ⅰ、Ⅱ混合型,Ⅲ型裂纹尖端的应力与位移公式的极坐标形式.其次将应力与位移代入应变能释放率的基本公式,推出了Ⅰ、Ⅱ混合型,Ⅲ型以及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ混合型裂纹尖端应变能释放率的具体计... 研究各向异性纤维复合材料板的断裂问题.首先给出了Ⅰ、Ⅱ混合型,Ⅲ型裂纹尖端的应力与位移公式的极坐标形式.其次将应力与位移代入应变能释放率的基本公式,推出了Ⅰ、Ⅱ混合型,Ⅲ型以及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ混合型裂纹尖端应变能释放率的具体计算公式。 展开更多
关键词 各向异性纤维复合材料板 断裂 应变能释放率 中心穿透裂纹 混合型裂纹 Ⅲ型裂纹
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转向架用碳纤维复合材料起吊板铺层工艺设计与试验研究
4
作者 吴生提 肖少朋 +4 位作者 贺世忠 黄阳 陈凯 张锦光 李小满 《电力机车与城轨车辆》 2024年第4期88-93,共6页
文章以轨道交通车辆典型承载件起吊板作为研究对象,面对减重要求及制造成本的压力,提出一种碳纤维复合材料起吊板替代方案,从理论分析方法、成型工艺和试验验证等多方面进行了设计和改进优化,其中,为应对碳纤维复合材料平铺模压成型构... 文章以轨道交通车辆典型承载件起吊板作为研究对象,面对减重要求及制造成本的压力,提出一种碳纤维复合材料起吊板替代方案,从理论分析方法、成型工艺和试验验证等多方面进行了设计和改进优化,其中,为应对碳纤维复合材料平铺模压成型构件易开裂的问题,创新性地提出了0°环向缠绕与包覆铺设相结合的铺层工艺。对碳纤维复合材料起吊板进行无损检测和拉伸试验测试,最终结果显示,该起吊板完全满足承载要求,实现轻量化65%,抗拉伸性能明显增强。 展开更多
关键词 起吊 纤维复合材料 铺层工艺 无损检测
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跨河桥梁纤维增强复合材料板的预制及拼装施工探析
5
作者 乔雄伟 《中国水运》 2024年第7期139-140,共2页
为探索纤维增强符合材料板在跨河钢拱桥中应用的技术要点,以某桥梁工程为例,应用Rhino软件构建起板件块体三维实体模型,并对模具制作、板件预制、运输及吊装等过程展开分析,进而对河道内施工控制和板件吊装施工控制要点进行分析研究。... 为探索纤维增强符合材料板在跨河钢拱桥中应用的技术要点,以某桥梁工程为例,应用Rhino软件构建起板件块体三维实体模型,并对模具制作、板件预制、运输及吊装等过程展开分析,进而对河道内施工控制和板件吊装施工控制要点进行分析研究。结果表明,作为新型建造材料,纤维增强复合材料板具有强度高,抗疲劳及抗腐蚀性好,质轻,可塑性强,外形美观等优势;但其板件形状缺乏规则性,预制加工难度大,材料成本高,吊装困难。通过预制及拼装过程控制,取得了较好的纤维增强复合材料板件施工效果。 展开更多
关键词 跨河桥梁 纤维增强复合材料 预制 安装
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连续碳化硅纤维增韧陶瓷基复合材料微结构数字化建模和宏观各向异性模量预测 被引量:1
6
作者 蔡兴瑞 万逸飞 +5 位作者 李翰超 宋嘉玲 冯志强 曾庆丰 关康 刘建涛 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第13期230-236,共7页
围绕陶瓷基复合材料连续增韧相各向异性难以快速建模和宏观模量精准预测困难的问题,本工作结合水平集法和有限元法建立了陶瓷基复合材料复杂微结构数字化自动建模方法及预制体不同区域材料各向异性赋值策略。同时,以二维SiC编织布增韧... 围绕陶瓷基复合材料连续增韧相各向异性难以快速建模和宏观模量精准预测困难的问题,本工作结合水平集法和有限元法建立了陶瓷基复合材料复杂微结构数字化自动建模方法及预制体不同区域材料各向异性赋值策略。同时,以二维SiC编织布增韧陶瓷基复合材料(SiC_(f)/SiC)为例,采用细观力学均匀化方法和自编程序实现了兼顾自然孔隙影响的连续纤维增韧陶瓷基复合材料宏观各向异性模量跨尺度准确计算。与已有文献中的SiC_(f)/SiC性能实验数据对比,验证了本工作中建模方法和模量计算算法的有效性。此外,本工作还探究了SiC_(f)/SiC自然孔隙形状及纤维束波纹度比对材料宏观性能的影响机制。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 碳化硅纤维 宏观各向异性模量 自然孔隙 数字化建模
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航空高强度碳纤维单向层合结构复合材料在切削过程中的各向异性行为研究 被引量:10
7
作者 蔡晓江 邱坤贤 +3 位作者 王呈栋 明伟伟 安庆龙 陈明 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期684-693,共10页
单向层合结构的高强度碳纤维增强树脂基复合材料已逐渐发展成为航空承力结构件的主要材料,相关的切削加工需求也越来越多。由于显著的各向异性,单向层合结构的碳纤维复合材料易在切削加工中形成缺陷,难切削加工性明显。采用直角自由切... 单向层合结构的高强度碳纤维增强树脂基复合材料已逐渐发展成为航空承力结构件的主要材料,相关的切削加工需求也越来越多。由于显著的各向异性,单向层合结构的碳纤维复合材料易在切削加工中形成缺陷,难切削加工性明显。采用直角自由切削试验的方法,得到了T700航空高强度碳纤维单向层合结构复合材料在不同纤维方向角下的切削力、切削比能、切削温度、切削加工表面。基于试验结果讨论了碳纤维单向层合材料在切削过程中力热行为的各向异性,得到了不同切削参数条件下的切削比能图谱以及碳纤维复合材料的切削热源和传导模型。通过扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)分析了典型切削加工表面的特征,得到了不同纤维方向下的表面形成规律。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料 正交切削 各向异性 切削力 切削温度 表面形貌
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动态压缩下一种碳纤维织物增强复合材料的各向异性力学性能实验研究 被引量:18
8
作者 蒋邦海 张若棋 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期109-115,共7页
为获得一种碳纤维二维正交平纹机织布增强树脂基复合材料准静态和动态压缩力学性能, 对其三个主方向(垂直于碳布方向、碳布经向、碳布纬向), 分别利用Instron试验机和SHPB实验技术, 进行了准静态压缩和动态压缩实验。得到了三个主方向... 为获得一种碳纤维二维正交平纹机织布增强树脂基复合材料准静态和动态压缩力学性能, 对其三个主方向(垂直于碳布方向、碳布经向、碳布纬向), 分别利用Instron试验机和SHPB实验技术, 进行了准静态压缩和动态压缩实验。得到了三个主方向从低应变率(10-3/s)到高应变率(约103/s)下的压缩应力应变曲线和压缩强度, 并通过分析得到了三个主方向上的动态压缩响应特点: 垂直于碳布方向的力学性能及其与应变率的相关性主要由树脂基体所控制; 碳布经向和纬向的力学性能主要由碳纤维所控制, 并且和纤维初始微屈曲相关。最后, 分别给出三个主方向上的压缩强度和弹性模量与应变率相关性的表达式。 展开更多
关键词 纤维 平纹机织 复合材料 各向异性 动态性能 SHPB
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一种碳纤维织物增强复合材料应变率相关的各向异性强度准则 被引量:10
9
作者 蒋邦海 张若棋 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期333-338,共6页
为了获得一种碳纤维二维正交平纹机织布增强树脂基复合材料在一维应变状态下的强度准则,在已完成的准静态和动态压缩实验的基础上,拟合出了单轴压缩下三个主方向上的计及应变率的应力-应变关系式,进而得到初始屈服应力和压缩破坏强度与... 为了获得一种碳纤维二维正交平纹机织布增强树脂基复合材料在一维应变状态下的强度准则,在已完成的准静态和动态压缩实验的基础上,拟合出了单轴压缩下三个主方向上的计及应变率的应力-应变关系式,进而得到初始屈服应力和压缩破坏强度与应变率相关性表达式。依据该表达式,得到了该复合材料在一维应变下考虑应变率效应的Tsai-Hill屈服强度和破坏强度准则方程。通过计算,考察了Tsai-Hill屈服强度和破坏强度准则随应变率的变化规律。结果表明,本文中研究的复合材料的强度性能,不但存在应变率效应,而且这种效应是各向异性的。 展开更多
关键词 固体力学 各向异性强度准则 应变率 复合材料 纤维
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正交各向异性复合材料孔板性能参数识别测点的最优布置 被引量:3
10
作者 黄立新 向志海 +2 位作者 孙秀山 刘应华 岑章志 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期30-34,共5页
基于静态位移的测量和边界元分析,性能参数识别的问题转化为极小化目标函数的问题,其中目标函数定义为测量位移与边界元计算的位移之差的平方和。求解此优化问题采用Levenberg-Marquardt算法。通过该算法适定性的分析,提出了考虑诸多因... 基于静态位移的测量和边界元分析,性能参数识别的问题转化为极小化目标函数的问题,其中目标函数定义为测量位移与边界元计算的位移之差的平方和。求解此优化问题采用Levenberg-Marquardt算法。通过该算法适定性的分析,提出了考虑诸多因素综合影响的优化测点布置的方法。该方法的有效性得到了数值算例的验证,算例结果表明测点布置对正交各向异性复合材料孔板性能参数识别的结果有较大的影响。提出的方法可以找出测点的最优布置,得到令人满意的识别结果。 展开更多
关键词 正交各向异性复合材料 参数识别 边界元分析 测点布置
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短纤维增强树脂基复合材料强度和模量的各向异性 被引量:3
11
作者 付绍云 李来风 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期408-414,共7页
研究了短纤维增强聚合物复合材料(SFRP)的强度和模量的各向异性。纤维的平均长度l_(mean)对纤维增强有效因子有很大的影响。在Φ=0°,纤维增强有效因子随着l_(mean)的增加而增加;当Φ=90°,纤维有效因子在Θ不太大时随着l_(mean... 研究了短纤维增强聚合物复合材料(SFRP)的强度和模量的各向异性。纤维的平均长度l_(mean)对纤维增强有效因子有很大的影响。在Φ=0°,纤维增强有效因子随着l_(mean)的增加而增加;当Φ=90°,纤维有效因子在Θ不太大时随着l_(mean)增加而增加,当Θ很大时,纤维有效因子值变成零。θ_(mean)对纤维有效因子也有很重要的影响。在Φ=0°,Θ不太大(<40°)时,纤维有效因子随着θ_(mean)增加而减小;而当Θ很大(>50°)时,则随着θ_(mean)的增加而增大。在Φ=90°,Θ不太大时,纤维有效因子随着θ_(mean)增加而减小;而当Θ很大时,纤维有效因子值为零。模式纤维长度对复合材料的强度无明显影响。大l_(mean)对应高的复合材料模量。当Θ接近60°时,平均纤维长度对模量的影响不大。模式纤维长度对模量的影响相对比较小,而对于一个很小的l_(mean),影响则比较明显。当Θ很小时,θ_(mean)值越小,模量值越高;相反,Θ很大时,θ_(mean)值越小,模量值越低。 展开更多
关键词 复合材料 树脂基复合材料 纤维 强度 模量 各向异性
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碳纤维复合材料各向异性特性对气泡形态影响试验研究 被引量:2
12
作者 常青 张敏弟 +2 位作者 马潇健 黄彪 黄国豪 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2272-2282,共11页
为探究碳纤维复合材料各向异性特性对气泡溃灭形态的影响,利用高速全流场显示系统记录和观测单向纤维铺层的碳纤维复合材料边界附近气泡形态,以及复合材料边界变形随时间变化的过程,对气泡在不同铺层角度复合材料边界附近的形态变化进... 为探究碳纤维复合材料各向异性特性对气泡溃灭形态的影响,利用高速全流场显示系统记录和观测单向纤维铺层的碳纤维复合材料边界附近气泡形态,以及复合材料边界变形随时间变化的过程,对气泡在不同铺层角度复合材料边界附近的形态变化进行分析。在气泡距复合材料边界相同初始距离下,针对铺层角度为0°、90°以及0°+90°交替叠加铺层的3种碳纤维复合材料板,对比了复合材料边界附近气泡的形态变化过程以及复合板变形的差异。研究结果表明:气泡在边界附近溃灭时产生高速射流以及冲击波是破坏边界的主要原因;铺层角度的不同会导致单向纤维复合材料边界的变形方式不同,从而严重影响气泡的形态演化过程以及溃灭方式。 展开更多
关键词 纤维复合材料 气泡形态 铺层角度 各向异性
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关于各向异性复合材料板裂纹尖端应变场与位移场的探讨 被引量:3
13
作者 杨维阳 张少琴 马玉兰 《太原重型机械学院学报》 2002年第2期93-98,共6页
采用复变函数方法推出了各向异性复合材料板的Ⅰ型、Ⅱ型裂纹尖端附近的应变场与位移场的计算公式。
关键词 各向异性 复合材料 应变 位移 裂纹 复变函数方法
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各向异性复合材料板混合型裂纹尖端的J-积分 被引量:2
14
作者 赵文彬 张雪霞 《太原科技大学学报》 2006年第5期368-371,共4页
利用叠加原理,将各向异性纤维复合材料单层板混合型裂纹尖端的力学模型-偏微分方程的边值问题化为I型和II型两个边值问题求解,应用复变函数公式,得到裂纹尖端的应力场和位移场的复形式,将其代入J-积分的一般公式,推出了各向异性纤维复... 利用叠加原理,将各向异性纤维复合材料单层板混合型裂纹尖端的力学模型-偏微分方程的边值问题化为I型和II型两个边值问题求解,应用复变函数公式,得到裂纹尖端的应力场和位移场的复形式,将其代入J-积分的一般公式,推出了各向异性纤维复合材料单层板混合型裂纹尖端J-积分的复形式———复变函数积分的实部,再利用柯西-古萨基本定理证明了该J-积分的路径无关性,进而利用柯西积分公式得到它的具体计算公式。 展开更多
关键词 复变函数方法 J-积分 各向异性纤维复合材料 Ⅰ+Ⅱ混合型裂纹
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复合材料正交各向异性裂纹板Kelvin问题研究
15
作者 王红玲 《郑州大学学报(理学版)》 CAS 2004年第4期91-92,共2页
给出了正交各向异性弹性板 Kelvin解的积分 ,得到正交各向异性裂纹板的位移场和应力场 .
关键词 复合材料 正交各向异性裂纹 Kelvin问题
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各向异性碳纤维复合材料的方向性涡流检测 被引量:6
16
作者 徐帅 程军 +2 位作者 杨继全 刘益剑 裘进浩 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期631-637,676-677,共9页
根据碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer,简称CFRP)的层合结构和电各向异性,提出一种基于A-Φ(矢量磁位-标量电位)的电磁有限元数值分析方法。采用COMSOL多物理场仿真软件对数值方法实现并建立各向异性复合材料层合板分析... 根据碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer,简称CFRP)的层合结构和电各向异性,提出一种基于A-Φ(矢量磁位-标量电位)的电磁有限元数值分析方法。采用COMSOL多物理场仿真软件对数值方法实现并建立各向异性复合材料层合板分析模型,利用仿真得到感应出的涡流密度在平面和厚度方向的分布规律,以及复合材料板铺层方向、裂纹缺陷以及激励电流频率对涡流线圈阻抗幅值和相位的影响,并通过实验进行了验证。结果表明,一定范围内裂纹缺陷越大、频率越高,线圈阻抗变化就越大,涡流检测效果更好,且正交铺层复合材料板的检测效果明显优于单向铺层复合材料板。 展开更多
关键词 涡流检测 纤维复合材料 有限元分析 各向异性 COMSOL软件
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高强度碳纤维增强复合材料层合板的钻削制孔过程及其缺陷形成分析 被引量:15
17
作者 陈明 邱坤贤 +2 位作者 秦声 王呈栋 蔡晓江 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期667-674,共8页
单向层合结构的高强度碳纤维增强树脂基复合材料已逐渐发展成为航空承力结构件的主要材料,相关的切削加工需求也越来越多。由于显著的各向异性,单向层合结构的碳纤维复合材料易在切削加工中形成缺陷,难切削加工性明显。针对T800级高强度... 单向层合结构的高强度碳纤维增强树脂基复合材料已逐渐发展成为航空承力结构件的主要材料,相关的切削加工需求也越来越多。由于显著的各向异性,单向层合结构的碳纤维复合材料易在切削加工中形成缺陷,难切削加工性明显。针对T800级高强度CFRP单向层合材料开展直角自由切削试验,研究其在切削过程中的切削力和切削热随纤维方向角的变化产生的各向异性行为。针对制孔刀具三尖钻和八面钻开展CFRP层合板的钻削制孔试验,研究了三尖钻和八面钻的具体钻削过程中切削力、扭矩和切削温度的变化规律及其对钻削缺陷形成的影响。此外,对钻削制孔形成的孔壁加工表面进行分析,得到了典型孔壁缺陷的形貌照片并分析其形成原因。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料 各向异性 切削力 切削温度 表面形貌
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室外地板用竹基纤维复合材料制备技术 被引量:19
18
作者 余养伦 秦莉 于文吉 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期133-139,共7页
以酚醛树脂为胶黏剂,以毛竹和慈竹为原料,在不去竹青和竹黄的条件下,采用点裂和线裂纤维分离技术,将半圆竹筒疏解形成由竹纤维束交织而成的网状结构纤维化竹单板,经过热处理、浸胶、热压等工序制造本色和炭化色室外地板用竹基纤维复合材... 以酚醛树脂为胶黏剂,以毛竹和慈竹为原料,在不去竹青和竹黄的条件下,采用点裂和线裂纤维分离技术,将半圆竹筒疏解形成由竹纤维束交织而成的网状结构纤维化竹单板,经过热处理、浸胶、热压等工序制造本色和炭化色室外地板用竹基纤维复合材料,并与室外地板用重组竹的性能进行对比。结果表明:竹基纤维复合材料性能优于重组竹,慈竹竹基纤维复合材料的性能优于毛竹;热处理对吸水厚度膨胀率、防腐和防霉等性能具有改善作用,对水平剪切强度具有不利影响;采用纤维化单板,改变了传统重组竹的束状元结构,提高了竹材的利用率和生产效率,可促进竹材产业升级尤其是丛生竹的工业化利用。 展开更多
关键词 纤维化竹单 竹基纤维复合材料 室外地
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碳纤维复合材料汽车B柱加强板的优化与性能分析 被引量:13
19
作者 马芳武 熊长丽 +3 位作者 杨猛 蒲永锋 王晓军 支永帅 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期36-44,共9页
通过建立B柱总成的有限元仿真模型,在等刚度原则下,对碳纤维复合材料B柱加强版进行自由尺寸优化、尺寸优化、铺层角度优化设计,并对B柱总成进行三点弯曲有限元仿真,获取优化后模型的最大位移及最大强度.通过真空导入成型工艺制作B柱加... 通过建立B柱总成的有限元仿真模型,在等刚度原则下,对碳纤维复合材料B柱加强版进行自由尺寸优化、尺寸优化、铺层角度优化设计,并对B柱总成进行三点弯曲有限元仿真,获取优化后模型的最大位移及最大强度.通过真空导入成型工艺制作B柱加强板样件,并对碳纤维复合材料B柱总成进行三点弯曲试验,校核总成的强度指标.最后基于2018版C-NCAP标准分析整车侧面碰撞性能.通过对比刚度、弯曲性能、侧面碰撞侵入量、侧面碰撞侵入速度、侧面碰撞加速度,优化设计后的碳纤维复合材料B柱加强板可在保证刚度、强度及侧面碰撞性能的前提下替代原钢制B柱加强板,并使B柱加强板减重1.376 kg,减重比达到76.4%. 展开更多
关键词 纤维复合材料 轻量化 B柱加强 优化设计
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竹基纤维复合材料纤维化单板的形态研究 被引量:8
20
作者 齐锦秋 于文吉 +3 位作者 谢九龙 余养伦 张亚慧 孙华林 《木材工业》 北大核心 2012年第2期6-9,共4页
对梁山慈竹纤维化单板形态进行了研究。结果表明:节间竹青面和竹黄面、节部竹青面和竹黄面的平均裂隙角度为60°~70°;节间52%的竹青、节部75%的竹青发生脱落;节间竹束平均断面面积1.97mm2,包含4.61个维管束。节部竹束平均断面... 对梁山慈竹纤维化单板形态进行了研究。结果表明:节间竹青面和竹黄面、节部竹青面和竹黄面的平均裂隙角度为60°~70°;节间52%的竹青、节部75%的竹青发生脱落;节间竹束平均断面面积1.97mm2,包含4.61个维管束。节部竹束平均断面积1.83mm2,包含4.07个维管束。通过碾压疏解,对原竹进行可控分离,使复合材料制备达到广谱可设计性。 展开更多
关键词 竹基纤维复合材料 纤维化单 竹束 维管束 梁山慈竹
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