三维整体中空复合材料低速冲击性能

为深入了解三维整体中空复合材料的低速冲击性能,制作了满足要求的测试件。选取2种不同芯层高度的复合材料进行低速冲击实验研究,即对5 mm厚的材料进行不同级别能量的低速冲击实验;对7 mm厚的材料进行铝蒙皮前后低速冲击对比实验。借助ORIGIN软件对材料低速冲击过程中的主要参数(速度、位移、冲击载荷、吸收能量等)进行分析。结果表明:低速冲击过程中的初始损伤能量可用来表征材料的破坏程度;铝蒙皮有利于增强材料的抗低速冲击性能。

整体中空夹层复合材料力学性能的实验研究

研究了整体中空夹层复合材料的复合成型工艺,制作了满足要求的实验件。对整体中空夹层复合材料经、纬向的侧拉、侧压、平拉、平压、双层剪切和4点弯曲等性能进行了实验研究,获得了该种材料的主要力学性能参数,并与类似的蜂窝夹层材料部分力学性能进行了对比。分析了整体中空夹层复合材料经、纬向性能的差异以及材料的失效形式,得到了一些有益的结论,为该种材料的结构设计和性能分析奠定了重要的基础。

整体中空复合材料有限元模型的建立

采用有限元法对整体中空复合材料进行计算机模拟,利用ANSYS分析软件建立了整体中空复合材料的有限元模型,并模拟了压缩、剪切和弯曲过程中的应力分布情况,为材料的优化设计提供依据。由于其在设计、织造、成型等过程中各类参数的变化,该模型还需根据实际情况不断地调整与修正。

整体中空夹层复合材料经向弯曲刚度的预测

提出了预测整体中空夹层复合材料经向弯曲刚度的理论方法。根据织物结构特点,运用夹层梁理论推导出纯弯曲时面板承担的弯矩占总弯矩的比例,在此基础上建立了材料宏观弯曲刚度和面板弯曲刚度的关系式,从而通过计算面板刚度以及相应结构参数预测了材料经向弯曲刚度,并研究了不同织造参数下弯曲刚度的变化。通过与实验值和理论预测值的对比,验证了理论预测方法的正确性。

整体中空层连织物复合材料预埋作用中的新结构

本文设计了一种新型三维结构纺织复合材料-整体中空层连结构复合材料,并对材料的侧拉、平压、低速冲击等力学性能进行测试。结果表明:此种结构复合材料各项性能完全满足一些特殊工程要求,可作为现有材料的替代品。

改性氢氧化铝的制备及其对整体中空复合材料阻燃性能的影响研究

为了提高整体中空复合材料的阻燃性能,利用DOPO型硅烷偶联剂对氢氧化铝(ATH)进行表面改性制得DOPO/ATH。对改性后的ATH进行红外光谱分析(FT-IR),结果表明,在ATH与DOPO型硅烷偶联剂之间存在化学键合。LOI和UL-94测试结果表明,DOPO/ATH对整体中空复合材料的阻燃性能具有提高作用。当球磨改性制得DOPO/ATH的填充量达到20%时,整体中空复合材料的LOI值为29%,并且通过UL-94V-0测试。

组织结构对三维整体中空复合材料压缩性能的影响

为了研究整体中空复合材料的压缩性能,制作了满足要求的测试件。选取不同面板组织的整体中空复合材料进行侧压性能对比实验,对不同芯材结构的整体中空复合材料进行平压性能对比实验。借助ORIGIN软件对上述几类材料的压缩特性进行分析,研究了组织结构对材料压缩性能的影响。结果表明:面板组织为平纹的整体中空复合材料的压缩性能比经重平结构材料好;芯材结构为"细长X型"的整体中空复合材料压缩性能比"扁平X型"结构材料好。

整体中空夹层复合材料隔声性能的有限元研究

采用有限元软件ABAQUS研究了整体中空夹层复合材料的隔声性能,根据材料的细观结构特点将其等效为加筋双层板,建立了相应的有限元模型计算了整体中空夹层复合材料的隔声量,通过试验数据的对比,验证了计算的准确性,同时对有限元方法、传统质量定律以及传递矩阵法进行了比较;研究了芯材厚度和夹层填充材料对整体中空夹层复合材料隔声性能的影响;研究表明:提高整体中空夹层复合材料芯材厚度或者采用泡沫作为夹层填充材料均能提高整体中空夹层复合材料的隔声性能。

整体中空夹层复合材料低速冲击损伤及剩余强度实验研究

简要论述了整体中空夹层复合材料低速冲击及冲击后剩余强度的研究情况,选取了三种不同规格的试件进行了不同能量下的低速冲击试验和冲击后的拉伸,压缩强度试验,得到不同能量下材料的损伤情况和强度变化曲线。实验结果与国外相关文献进行了对比,与文献结果具有一致的变化规律,对整体中空夹层复合材料的运用及推广有一定得参考意义。

改性氢氧化铝对整体中空复合材料阻燃性能的研究

通过化学接枝的方法以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和KH-560为原料合成了DOPO型硅烷偶联剂,用其对氢氧化铝(ATH)进行表面改性,以改善整体中空复合材料的阻燃性能。利用扫描电镜(SEM)和傅立叶红外光谱(FT-IR)表征ATH的改性效果。利用氧指数法(LOI)和垂直燃烧法研究改性ATH对整体中空复合材料阻燃性能的影响。研究改性温度和DOPO型硅烷偶联剂用量对ATH改性效果的影响,得出最佳的改性工艺条件。结果表明:DOPO型硅烷偶联剂和ATH之间存在化学键合,形成了化学键。改性ATH能够提高整体中空复合材料的阻燃性能。改性温度为65℃,DOPO型硅烷偶联剂用量为3%时改性效果最佳。

整体中空夹层复合材料弯曲刚度研究

基于整体中空夹层复合材料的织物结构特点以及对经纬向弯曲变形现象的分析,建立两种夹层梁模型,分别推导了经向与纬向弯曲刚度的解析表达式。通过理论解、有限元解以及试验值的对比,验证了模型的合理性和准确性。在此基础上,运用本文理论方法探讨了纱线密度对整体中空夹层复合材料弯曲刚度的影响。研究表明,随着纱线密度的增加,整体中空夹层复合材料经纬向弯曲刚度均呈线性增加;经向弯曲刚度的影响因素按影响程度从大到小依次为经纱、绒经、纬纱;纬向弯曲刚度的影响因素按影响程度从大到小依次为纬纱、经纱、绒经;和纬向弯曲相比,绒经对经向弯曲刚度的影响更大。

整体中空夹层复合材料侧压性能的研究

文章设计了以平纹组织和经重平组织为面板的整体中空夹层复合材料预制件,研究面板结构对整体中空夹层复合材料侧压性能的影响。研究表明:以平纹组织为面板的整体中空夹层复合材料无论是夹层结构侧压性能还是面板的侧压性能均优于以经重平组织为面板的整体中空夹层复合材料。

整体中空夹层复合材料抗低速冲击性能的实验研究

文章采用落锤冲击试验机对整体中空夹层复合材料进行了低速冲击试验。探讨了芯材高度对整体中空夹层复合材料的低速冲击特性如最大冲击载荷、冲击点最大位移和材料损伤时能量吸收等的影响。结果表明:随着芯材高度的增加,整体中空夹层复合材料的最大冲击载荷和冲击损伤阈值降低,而到达最大载荷的时间有所延迟。

整体中空夹层复合材料芯材倾角与平压性能关系的研究

整体中空夹层复合材料作为一种新型结构的三维机织复合材料,有着广阔的应用前景。本文选取了同一规格的"8"字型中空织物,对其进行复合,根据芯材倾角不同,选取了5种不同倾角的试样件进行平压性能测试。结果表明,相同规格的复合材料的抗压性能和弹性模量均随芯材倾角θ的减小而减小,且当θ<(70±3)°时,材料的抗压性能大幅度下降;另外,芯材的破坏形式与倾角θ有密切关系,θ在(70±3)°以下时的曲线形态与其在(70±3)°以上时的曲线形态有着明显差异。

整体中空夹层复合材料平压性能的实验

选取了不同织造参数和基体材料的试验件进行了平压试验,观察描述了平压试验中试验件的破坏过程,并将得到的实验数据进行整理分析。讨论了厚度、绒经密度、基体材料以及绒经粗细对于整体中空夹层复合材料平压性能的影响。发现随着厚度的增加,绒经密度的减小,材料的平压强度减小;基体材料不同,材料的平压强度也明显不同;绒经的粗细对平压性能影响显著。

三维整体中空复合材料的力学性能研究进展

三维整体中空复合材料是一种新型的夹芯结构材料,是将芯材和上下面板交织连接在一起,芯材和面板构成一个整体。三维整体中空复合材料的面板与芯材为一体结构且一次固化成型,因此具有优异的抗分层、抗冲击、高损伤容限等性能。研究三维整体中空复合材料的力学性能对其结构设计与应用具有重要的指导意义。详细介绍了三维整体中空复合材料的平压性能、侧压性能、剪切性能、弯曲性能等力学性能的研究进展,提出目前研究存在的问题,以期为以后的发展提供研究方向。

整体中空夹层复合材料剪切性能研究

为了研究整体中空夹层复合材料的层间剪切性能,该文在分析整体中空夹层复合材料细观结构的基础上,将材料的芯材结构简化为双菱形,建立了相应的实体模型。采用渐进损伤分析有限元方法预测了材料的剪切刚度及强度、各组分材料的应力分布和破坏模式。理论分析与实验结果表明,整体中空夹层复合材料的经向剪切性能优于纬向性能,剪切载荷作用下的主要承力部件为绒经,绒经根部是发生破坏的主要区域。

整体中空复合材料预制件等离子体处理的效果表征

采用空气介质阻挡放电(DBD)常压等离子体对整体中空复合材料玻纤预制件的表面进行处理。利用FTIR-ATR、SEM、毛效实验表征处理后的预制件表层纤维及芯材纤维,并利用LRXPlus电子材料试验机测试整体中空复合材料的平压性能。结果表明,等离子体可通过预制件孔径渗透到织物芯材,表层纤维和芯材表面反应活性点增多;两者表面粗糙度均增加;纤维浸润性分别提高了20.9%和19.4%;整体中空复合材料的平压强度提高了28.79%。

铝蒙皮整体中空夹层复合材料低速冲击的实验研究

本文采用落锤冲击试验机对铝蒙皮整体中空夹层复合材料进行了低速冲击试验。利用加速度传感器记录落锤冲击过程中加速度随时间变化曲线,通过数学处理得到了冲击载荷、冲击点位移、材料损伤吸收能量随时间的变化曲线。探讨了铝蒙皮对整体中空夹层复合材料的低速冲击特性,如最大冲击载荷、冲击点最大位移和材料损伤时能量吸收等的影响。结果表明,附加铝蒙皮后,整体中空夹层复合材料的接触刚度、最大冲击载荷以及材料的初始损伤能量都有明显增加。

整体中空夹层复合材料侧压性能研究

引入“双菱形”芯材结构,建立侧压方向全尺寸模型进行有限元分析,并通过试验验证了整体中空夹层材料的侧压性能仿真模型的有效性。研究表明:侧压工况下整体中空夹层复合材料的失效表现为反对称失稳,其侧压抗失稳能力主要与芯材抗剪性能有关,且经向侧压失稳载荷高于纬向。