探究复合芳纶航空阻燃面料的研制

引言我国军事航空领域的发展迅速,随着科技的进步,现代军需用品的要求也越来越高,军品纺织材料的性能提高能够极大地保障军需,因此对于材料的研究和开发就成为一项重要的工作。复合芳纶阻燃面料是一种耐高温、延缓燃烧的高性能纺织材料,在军事航空领域的应用非常广泛。

芳纶平纹编织复合材料平板弹道冲击特性及损伤分析

为了研究1000D629T/EPMOLD110芳纶平纹编织复合材料平板抗冲击行为及损伤特性,采用真空辅助树脂灌注成型技术(VARI)和树脂传递模塑成型技术(RTM)加工不同厚度的平板试验件,通过空气炮装置进行弹道冲击试验。同时,基于芳纶平纹编织复合材料基础力学性能试验数据,建立经验证的细观代表体积单元(RVE)模型,通过拟合确定宏观模型的材料本构参数;建立芳纶平纹编织复合材料平板弹道冲击宏观有限元模型,结合CT扫描结果进一步分析其弹道极限特性及损伤形貌等。结果表明:芳纶平纹编织复合材料平板在圆柱弹体冲击试验下的失效模式主要为纤维拉伸断裂、纤维脱出、面外剪切与层间分离等;随着平板厚度增加,其弹道极限相应增加,且与VARI工艺相比,采用RTM工艺可将芳纶平纹编织复合材料平板的抗冲击性能提升5%;芳纶平纹编织复合材料平板宏观模型的弹道冲击仿真结果与试验结果吻合较好,弹道极限误差在1%以内。

基于废弃ACFs/PPS复合纸的纳米芳纶凝胶的制备

利用废弃对位芳纶(ACFs)/聚苯硫醚(PPS)复合纸,通过打浆法和去质子化法相结合的方式,“自上而下”地制备纳米对位芳纶(ANFs)凝胶,并表征了ANFs凝胶结构与性能之间的关系。使用傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜表征了ANFs的结构和微观形貌,结果表明成功制备了ANFs凝胶。抽滤、烘干后的未经任何处理的ANFs薄膜的拉伸强度可达20 MPa,表明ANFs具有优异的拉伸性能。ANFs薄膜在200~400 nm的透射率约为5%,表明ANFs凝胶若作为纸基施胶剂,可有效保护纸基材料在极端环境下的使用。

芳纶复合材料的成型工艺及其在体育器械中的应用

芳纶纤维作为一种高性能有机纤维,具有优良的拉伸强度、韧性和耐磨性能,其应用范围已由最早的航空领域逐渐走入民用领域。在体育领域中,芳纶材料充分发挥了自身优势,既提升了体育爱好者、专业运动员的运动成绩,还推动了该材料与其他纤维材料混合加工使用的发展。基于此,对芳纶复合材料的成型工艺进行探究,并分析了几种成型工艺的优缺点,就芳纶复合材料在体育领域中的应用情况进行介绍,从而为后续体育领域中的芳纶复合材料应用提供借鉴。

基于声弹效应的芳纶增强环氧复合材料残余应力检测技术研究

生产或加工过程中浸渍、固化工艺或外力等因素有可能使芳纶增强环氧复合绝缘件内部产生残余应力,交接或操作条件下的拉伸或压缩载荷会与残余应力叠加,当所受应力超过绝缘材料的耐受极限时,就会形成微裂纹等损伤,进而引发机械故障或绝缘击穿。该文采用超声纵波反射法对芳纶纤维增强环氧树脂试样标块进行检测,研究了试样所受垂直压应力与试样中超声纵波声速的关系,验证了声弹效应,并对标准试样超声传播方向垂直于应力的纵波声弹性系数进行计算。对比固化工艺条件对芳纶纤维增强环氧复合绝缘材料残余应力的影响规律发现,固化温度和固化时间的改变均会产生不同程度的残余应力。

数字图像相关方法测量芳纶纤维复合材料I型裂纹应力强度因子

将数字图像相关方法用于芳纶纤维复合材料单边裂纹在拉伸载荷作用下的断裂问题研究。介绍数字图像相关方法的基本原理,建立数字图像相关方法中位移场与裂纹尖端应力强度因子之间的关系。通过搭建数字图像相关方法光学非接触测量系统,试验表征含单边裂纹芳纶纤维复合材料试验件在拉伸载荷作用下的全场位移。由数字图像相关方法所得位移场提取不同载荷作用下裂纹尖端应力强度因子,并分析最小二乘拟合项数、数字图像相关计算子区域和步长大小对计算结果的影响。结果表明,增加最小二乘拟合项次和合理选择数字图像相关计算子区域和步长大小可以提高应力强度因子计算精度。

芳纶纸基复合材料的研究进展

综述了芳纶纸基复合材料的研究进展以及应用前景,提出了该材料国产化面临的技术问题。

装甲钢/芳纶复合材料防爆轰波性能研究

利用防爆轰波模拟试验装置研究了由装甲钢和芳纶复合材料组成的不同复合结构对爆轰波的防护性能。结果表明,以装甲钢为面板的装甲钢/芳纶复合材料的复合结构的防爆轰波性能优于以芳纶复合材料为面板的芳纶复合材料/装甲钢复合结构;装甲钢/芳纶复合材料的防爆轰波性能优于装甲钢/装甲钢的防爆轰波性能。

芳纶纤维复合材料抗弹性能研究

叙述了球形弹体对芳纶纤维增强复合材料冲击的研究结果。对芳纶复合板的抗弹机理进行了研究,并研究了影响芳纶复合材料抗弹性能的主要因素。结果表明,在等厚条件下,预浸料铺层层数越多,靶板面密度越大;采用热塑性树脂材料为基体,且基体含量较低时,芳纶复合材料会具有更好的抗弹性能。

芳纶复合材料抗破片模拟弹丸侵彻的一种工程分析方法

为研究芳纶复合材料抗破片模拟弹丸侵彻的性能,进行了4.5 g破片模拟弹丸侵彻15 mm厚芳纶靶板的穿甲实验。实验结果表明破片初速与穿透剩余速度呈线性关系,靶板的面密度吸收能可能存在极大值。进而提出一种破片模拟弹丸侵彻芳纶靶板的工程分析方法,给出了破片侵彻芳纶靶板的弹道极限速度与穿透剩余速度的预测公式,预测结果与实验结果有较好的一致性。并提出了面密度吸收能存在极大值,最后讨论了芳纶抗破片侵彻性能的表征方法。

芳纶纤维复合材料切削加工研究进展

随着芳纶纤维复合材料的应用日益广泛,不仅需要进行成形加工,还需要二次加工以保证后续精确配合、连接和装配的需要,这就对加工精度、效率和成本提出了相应要求。二次加工多用切削加工,易出现翻边、分层、拉毛、抽丝、烧焦等加工缺陷,限制了该材料的进一步应用。为拓展其用途,迫切需要全面展开芳纶纤维复合材料的二次加工技术研究。阐述了芳纶纤维复合材料的组成、结构、性能特点和应用领域,并以此为依据论证了芳纶纤维复合材料的切削性能,分析了加工缺陷产生的原因。综述了国内外芳纶纤维复合材料的二次加工现状,阐述了其加工机理和实验研究进展,包括芳纶纤维复合材料的典型加工工艺(如切削加工、铣磨、激光、超声、水射流等),以及对于切削力、表面质量、刀具磨损、切削变形、加工缺陷等方面的研究。切削加工是实现芳纶纤维复合材料二次加工的成熟、高效方法,迫切需要开展一系列切削机理和试验研究。

装甲钢/芳纶复合材料抗爆震性能研究

采用圆形炸药设计了平面波发生器,研究了不同结构的装甲钢/芳纶复合材料对冲击波的衰减效果。试验结果表明,在装甲钢上加装纤维复合材料板可提高其抗爆震性能,当材料按照波阻抗减小的顺序进行排列时,可更有效衰减冲击波,具有多层结构的材料比双层结构材料的衰减效果更优。

锥体冲击芳纶复合材料的损伤及其机理研究

采用锥体 (锥角为 6 0°)在 2～ 8m/s的冲击速度范围内对芳纶复合材料进行了冲击试验 ,研究了锥体冲击损伤过程、形貌及损伤机理。结果表明 :芳纶复合材料比玻纤复合材料损伤尺寸大 ;冲击速度提高 ,抗穿透能力提高 ;存在明显的裂纹诱导作用和厚度效应 ;

芳纶纤维复合材料切削加工缺陷研究

为研究芳纶纤维复合材料切削加工缺陷,改进加工效果,对各种加工缺陷进行了深入分析和研究,进行了一系列钻铣试验。提出了避免加工缺陷的工艺方法。试验表明,采用人字形螺旋刃进行铣削,对工件进行预夹紧和工艺涂覆进行铣削和钻削,可以有效避免分层、翻边、抽丝、拉毛等工艺缺陷,使用高强高韧和耐磨性好的刀具材料,控制切削工艺参数,可有效避免烧焦现象的产生。

γ-射线辐照对芳纶纤维复合材料力学性能的影响

本文研究了γ -射线辐照处理对三维编织芳纶纤维增强铸型尼龙 (简称K3D/MCPA)复合材料力学性能的影响。研究表明 ,经γ线处理的芳纶纤维 ,表面氧含量有所提高 ,纤维表面活性增大 ;纤维经表面处理后的弯曲强度、弯曲模量及剪切强度均比未处理的高 。

薄层芳纶复合材料壳体的后加工研究

针对芳纶复合材料壳体后加工存在的问题,本文采用了通用机械加工和激光加工两种方法,通过优化加工工艺,分析了钻头的几何形状、转速、加工条件（冷却和施加背衬材料）等因素对加工的表面质量及尺寸的稳定性的影响,进而探讨了采用通用机械加工方法需要注意的一些问题,且对比分析了激光加工的特点及其实际应用的条件。

超低温条件下芳纶纤维复合材料的铣削加工性能

为了提高芳纶纤维复合材料的铣削加工质量,采用液氮作为冷却液对其进行了超低温铣削,对比研究了常温和超低温铣削条件下的主铣削力、加工表面微观形貌和表面粗糙度,并分析了超低温铣削对该复合材料加工表面质量的影响。结果表明:常温和超低温铣削芳纶纤维复合材料时,主铣削力均随主轴转速的增加而下降,在相同主轴转速下,超低温铣削时的铣削力更小;超低温铣削后试样的表面粗糙度随主轴转速的增加而减小,且均小于常温铣削后的,其加工表面质量更佳;在超低温条件下铣削能有效抑制起毛、烧蚀缺陷,减少纤维的拉伸和弯曲断裂,改善芳纶纤维复合材料的加工性能。

芳纶复合材料抗锥体冲击特性研究

为了研究芳纶复合材料抗锥体冲击特性的影响因素 ,采用锥体 (锥角为 6 0°)在一定的冲击速度范围内冲击薄层芳纶复合材料。结果表明 ,纤维织物本身特性、复合材料面密度。

温度对芳纶复合材料与混凝土抗剪切粘结强度影响的试验研究

用21个试件,测定了芳纶复合材料(AFRP)与混凝土之间的抗剪粘结强度,通过改变温度,研究了温度对AFRP与混凝土间抗剪切粘结强度的影响。研究表明:在-40～60℃之间的温度段内,其抗剪切粘结强度变化较小,破坏形态均为混凝土试块的破坏;而当温度达70℃时,抗剪切粘结强度降低程度非常大,且破坏形态发展为树脂与混凝土粘结层的破坏。

芳纶纤维/环氧复合材料界面超声连续改性处理

运用超声技术在芳纶/环氧复合材料制备过程中对其界面进行改性处理,分析了超声处理过程中纤维与树脂之间浸润性的变化趋势以及超声作用对复合材料界面性能和力学性能的影响。结果表明:超声是通过改善纤维与树脂之间的浸润性,提高复合材料的界面性能及力学性能。