玻璃纤维毡增强复合材料的低周拉伸疲劳性能研究

采用玻璃纤维毡和不饱和树脂使用手糊成型的方法制作复合材料,并进行拉伸测试和低周疲劳测试来研究无孔和开孔玻璃纤维毡复合材料的拉伸性能。结果表明,试样的拉伸强度都随着纤维体积含量的增加而增加。在低周疲劳测试中,无孔和开孔试样的拉伸性能在55%载荷水平的低周疲劳作用下基本保持不变,但是在70%以上载荷水平的低周疲劳作用下发生了显著下降。对试样的断裂行为进行了研究,无孔试样拉伸断裂后有分层现象,开孔试样的断裂区域可以分为两个部分,分别为平行区域和扇形区域。特征长度通过使用有限元软件(MSC-Marc)计算出来,和测量出来的平行区域长度很接近,并且随着施加疲劳载荷水平的提高而降低,材料对孔洞的抵抗性降低。最后,对低周疲劳前后的破坏试样进行了扫描电镜观察以比较两者的不同。

丝织物/玻璃纤维毡增强复合材料的弯曲性能研究

通过对丝织物/玻璃纤维毡增强复合材料进行三点弯曲、低周弯曲疲劳测试,研究了丝绸的加入对其弯曲性能的影响。结果表明:丝绸在第三层的混杂型复合材料的弯曲模量和强度在三种混杂型复合材料中最高,比丝绸在第一层的混杂型复合材料分别高出16.3%和8.1%。丝织物的经纬方向虽有差异,但是在复合材料中没有体现出来。55%,70%和85%三个预加载水平的低周弯曲疲劳对其没有产生显著的影响。丝绸的加入可以改善玻璃纤维毡增强复合材料的抗弯曲疲劳性能。

玻璃纤维-钢丝网增强复合材料拉伸性能研究

采用真空辅助树脂灌注成型(VARI)工艺,双向编织玻璃纤维和矩形不锈钢钢丝网制备了10种不同丝径和孔间距的复合材料试件。研究了不同钢丝网参数对复合材料拉伸性能的影响,并结合数字图像相关技术揭示了其失效机制。研究结果表明,材料的变形在拉伸初始阶段受到钢丝网的约束,随着荷载的增加,试件被钢丝网分割为更多的应变单元,最后钢丝网和纤维发生相对滑移,一侧纤维发生断裂并向另一侧迅速撕裂开从而导致试件破坏,试件的失效全部为脆性失效。引入钢丝网显著提高了玻璃纤维-钢丝网增强复合材料的刚度、峰值荷载和极限应变等参数,相较于无钢丝网试件,极限荷载最大提升了61.18%,最大位移提升了37.17%;此外钢丝网在试件内表现出了良好的延性。研究结果为复合材料加固的工程应用提供了一定的参考。

玻璃纤维增强复合材料-活性粉末混凝土组合构件弯剪承载力分析

为研究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)-活性粉末混凝土(RPC)组合构件抗弯承载力和抗剪承载力的计算方法,对GFRP-RPC组合构件进行了静载试验研究.通过比较GFRP-RPC组合构件试验数据,根据材料本构关系和平截面假定,给出了组合构件抗弯承载力以及最小配筋率和最大配筋率的计算方法.对比试验和现有规范,给出了GFRP-RPC组合构件在受弯承载过程中3个阶段的抗弯承载力计算公式以及GFRP-RPC组合构件抗剪承载力计算公式,研究了GFRP-RPC组合受弯构件的最小和最大配筋率.研究结果表明,采用该文提出的抗剪公式得到的理论计算结果,与试验数据吻合较好,两者之间的相对误差控制在8.9%以内.该文开展的相关研究工作,可为GFRP-RPC组合结构的实际工程设计提供理论依据.

纳米颗粒填充玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

为探究纳米颗粒[纳米氧化铁(NFe)、纳米二氧化硅(NS)、多壁碳纳米管(MWCNT)]填充玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(GFRP)的力学性能,对纳米颗粒质量分数分别为0.1%、0.2%、0.5%、1.0%的纳米颗粒/GFRP材料开展了拉伸、压缩、弯曲及冲击力学性能试验,并结合扫描电镜(SEM)分析了纳米颗粒的种类及质量分数对试件力学性能的影响规律。结果表明,随着纳米颗粒质量分数的增加,试件拉伸强度均先增大后降低,纳米颗粒的良好分散性及与树脂间的黏聚力能够提升试件的拉伸强度,但过量纳米颗粒的掺入会形成积聚现象,使得试件拉伸强度降低。相较于GFRP试件,掺入纳米颗粒的质量分数为0.1%、0.2%、0.5%和1.0%时,MWCNT/GFRP抗压强度的增幅分别为25.31%、36.04%、26.84%和27.25%,弯曲强度的增幅分别为58.74%、63.21%、40.89%及43.11%,纳米颗粒的掺入使得试件抗压强度、弯曲强度、冲击强度均得到改善,颗粒种类及质量分数的不同使得试件力学性能提升效果存在差异。SEM试验结果表明,外荷载作用下纤维出现断裂、分层现象,纤维与纳米颗粒间存在的摩擦效应增强其力学性能,颗粒的积聚使得试件力学性能降低。

基于数据库的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度计算方法

玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验主要研究弯折半径与直径之比对弯拉强度的影响,直线段抗拉强度对弯拉强度的影响研究较少。本文基于ACI 440.3R-12中B.5试验方法,开展3组(9个弯拉试件)不同直线段抗拉强度的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验研究。3组试件直线段抗拉强度分别为530(A组)、850(B组)和1100 MPa(C组),弯折半径与箍筋直径之比均为3。试验结果表明:所有试件均发生玻璃纤维增强复合材料箍筋弯折段被拉断的破坏模式;A、B、C组试件弯拉强度分别为325、445和530 MPa。本文系统收集了国内外已有93个弯拉试件,并结合本文9个弯拉试件建立了玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验数据库。基于数据库统计分析,提出了保证率不小于95%的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度计算方法。

玻璃纤维增强复合材料薄壁筒端面车削切削力试验研究

在干切条件下研究了端面车削玻璃纤维增强复合材料薄壁筒时切削力的变化特点,分析切削速度、进给量、切削深度、刀尖圆弧半径、进给方式对切削力的影响规律。试验结果表明:纵向进给方式和横向进给方式下,切削力变化特点不同;在横向进给方式下,切削力随进给量、切削深度的增大而增大,随切削速度的增大先减小后增大;以横向进给方式车削端面时,刀尖圆弧与工件的接触状态直接影响切削力的变化;以纵向进给方式车削玻璃纤维增强复合材料薄壁筒端面时,切削力随着进给量的增大而增大。

车削玻璃纤维增强复合材料薄壁筒沟槽的切削力研究

采用PVD超细TiAlN基纳米涂层刀具对玻璃纤维增强复合材料进行车削试验,研究切槽过程中切削力的变化特点及切削用量、冷却条件对切削力的影响规律。结果表明,由于玻璃纤维按不同角度逐层缠绕,在整个切削过程中切削力处于一定的波动状态;切削温度所导致的工件材料树脂软化是切削速度和冷却条件对切削力变化影响的主要原因;进给量对切削力的影响是切削层几何尺寸和切削温度变化的综合作用结果。

基于递归定量分析与多核学习支持向量机的玻璃纤维增强复合材料缺陷识别技术

为了提高玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP)超声检测中缺陷识别技术的准确性,提出基于递归定量分析(Recurrence Quantitative Analysis,RQA)与多核学习支持向量机(MKLSVM)相结合的检测模型,以提高检测GFRP中不同类型缺陷的能力。结果表明,该模型能够准确识别GFRP中的分层缺陷与夹杂缺陷,检测识别率达到92.92%,并且与基于离散小波变换(Discrete Wavelet Transform,DWT)和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的MKLSVM检测模型的识别率相比,所提出的检测模型的识别率分别提高了7.5%和3.75%。

PCD刀具车削玻璃纤维增强复合材料切削温度研究

进行了PCD刀具车削玻璃纤维增强复合材料实验,研究了切削用量对切削温度的影响规律。研究结果表明:切削温度随着切削速度的增加而增大,随进给量的增加先增大后减小,随着背吃刀量的增加而增大。

阻燃微胶囊改性玻璃纤维增强聚合物基复合材料阻燃性能与冲击性能研究

为了提高玻璃纤维增强聚合物基复合材料(GFRP)的阻燃性能,采用由微流控技术制备的FR-PN@ETPTA阻燃微胶囊改性环氧树脂基GFRP。采用垂直燃烧试验、锥形量热试验和落锤试验,研究阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA对GFRP阻燃性能、燃烧性能和抗冲击性能的影响。试验结果表明:阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA能明显提高GFRP的阻燃性能,相比FR-PN阻燃剂,添加阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA的GFRP表现出更好的燃烧行为,当添加量为10wt%时,阻燃效果最佳;阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA的加入能有效降低阻燃剂对GFRP抗冲击性能的负面影响,添加了10wt%阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA的GFRP抗冲击性能最佳。

基于PET-CNT自感应复合纤网插层的玻璃纤维增强复合材料层间增韧-结构监测一体化响应

为了避免玻璃纤维增强复合材料(GFRC)在服役过程中由于局部分层损伤造成灾难性整体失效,采用高孔隙率、薄型聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)非织造纤网构筑PET-碳纳米管(CNT)自感应复合纤网插层,再将插层嵌入玻纤增强体层间一体成型,在改善GFRC层间性能的同时,对其结构健康状态进行原位、实时、在线的无损监测。结果表明:PET-CNT复合纤网改性GFRC的起始断裂韧性和扩展断裂韧性分别提高了86%和48%,有效提升了GFRC的I型层间断裂韧性。另外,在裂纹扩展阶段,PET-CNT复合纤网插层的电阻变化率增益因子高达270%,表现出了极高的层间裂纹监测敏感性。研究结果为提升GFRC力学性能并实现结构健康监测提供了一种集成结构增韧-监测功能一体化的新型非织造复合纤网插层,也为提升GFRC全寿命周期稳健性提供了一种结构优化方法。

界面柔性层对玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响

通过橡胶分子链在玻璃纤维表面的接枝 ,在玻璃纤维毡增强聚丙烯复合体系中引入了界面柔性层 ,研究了柔性层的种类及厚度对复合体系界面结合及力学性能的影响。结果表明 ,采用容易与玻璃纤维表面形成化学键等牢固结合并与基体树脂有一定相容性的橡胶分子链作为界面柔性层 ,可以获得高强度、高抗冲的玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料 ;柔性层的厚度对复合体系的力学性能有很大的影响 ,超过一定的厚度后 ,随着柔性层的增厚 。

玻璃纤维毡增强热塑性复合材料(GMT)的压缩模塑

玻璃纤维毡增强的热塑性复合材料（GMT）是目前国际上极为活跃的复合材料开发品种之一,它除了具有优越的价格/性能比外,更重要的是它可以回收利用,不会对环境造成污染。本文概括了聚丙烯基GMT材料制品结构设计、坯料设计、模具设计、温度控制、压缩模塑中需注意的问题,为PP-GMT制品的设计和生产提供一定的指导。

滑石粉增强增韧玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料的研究

以滑石粉填充聚丙烯为基体,连续无规玻璃纤维毡为增强材料,通过熔融浸渍工艺制备了滑石粉填充玻璃纤维毡增强聚丙烯(GMT-PP)复合材料。结果表明,滑石粉的加入基本上没有降低基体树脂对纤维毡的渗透率。无马来酸酐接枝聚丙烯(MPP)的情况下,加入滑石粉可明显提高GMT-PP复合材料的模量和弯曲强度,但拉伸强度和冲击强度下降。MPP的加入使滑石粉填充GMT-PP复合材料的强度和模量大幅度提高,冲击强度明显改善,得到了高性能、低成本的GMT-PP复合材料。借助SEM手段对滑石粉增强、增韧GMT-PP复合材料的机理进行了探讨。

玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料的湿热稳定性

本文研究了在湿热环境中的吸湿行为、水对玻璃纤维毡增强聚丙烯（ＧＭＴ－ＰＰ）复合材料界面的破坏作用及沸水浸泡对其力学性能的影响。结果表明：玻璃纤维毡增强聚丙烯（ＧＭＴ－ＰＰ）复合材料的吸湿行为与复合体系的浸渍程度，纤维含量等因素有关，进入玻璃纤维毡增强聚丙烯材料界面的水造成材料的界面脱粘，使材料的力学性能下降，水对界面的破坏作用与复合体系的浸渍程度有关。

树脂基玻璃纤维增强复合材料防护设备生产工艺研究

防护设备是应用于防护工程口部用于堵截或衰减冲击波的设备。防护设备通常采用普通碳钢和混凝土材料制成,随着“四新”成果的转化运用,纤维增强复合材料、不锈钢、超高性能混凝土、POZD等新材料在防护设备上得到了推广,显著提升了设备的防护能力和使用性能。生产工艺是控制防护设备加工缺陷和决定产品质量性能的关键因素,传统材料的防护设备加工工艺较为简单,如:钢结构防护设备采用型钢和钢板组合焊接制成;混凝土防护设备采用将混凝土筑入钢筋骨架并养护成型的方法制成。设备材料调整变化后,将使生产工艺从原材料准备、生产设备、制造方法、加工环境和控制方法等多方面发生改变,传统加工方法不再适用,须专门研究新材料适用的生产工艺,充分发挥材料性能优势,确保设备生产质量满足要求。

玻璃纤维毡增强热塑性复合材料废弃制品回收利用技术的研究

对废弃玻璃纤维毡增强热塑性复合材料 (GMT)制品回收利用技术进行了研究 ,针对制品的特点 ,研究了回炉预热升温过程 ,提出了较为合理的升温序列 ,使废弃制品得到完全回收利用 ;探索了回收利用的次数对制品弯曲性能的影响 ,经过 9次回炉加工的废弃制品的性能仍满足使用要求。

玻璃纤维增强复合材料(GFRP)在建筑结构中的应用综述

随着社会文明的发展以及科技的日新月异,当今建筑结构对材料的要求不仅仅是基于功能和安全性,同时也要求建筑材料具有轻质高强的特性,以实现建筑构造的可持续性、低碳性及环保性。另外,建筑业也积极追求创新性和美学性,所以材料要能够满足设计师对形态、色彩和纹理的要求。玻璃纤维增强复合材料(glass fiber reinforced polymer,GFRP)作为一种具有高强度、轻质、耐腐蚀和抗疲劳等特点的轻质高强材料,不仅具有高强度、轻量化的特点,同时具备良好的耐腐蚀性、绝缘性、隔热性、吸音性、可塑性、耐候性等性质。在建筑结构中,使用GFRP制造成各种材料和构件,可显著改进性能和降低成本。本文旨在结合GFRP的特点和应用情况,综合分析GFRP在建筑结构中的应用现状及前景,旨在为建筑结构材料的发展提供新的研究思路。

长玻璃纤维增强PA66复合材料的综合性能及其影响因素研究

随着现代工业技术的快速发展,高性能复合材料在汽车、航空航天、电子电气等领域的应用范围越来越广.长玻璃纤维增强PA66复合材料因其优异的力学性能、耐热性和耐化学腐蚀性备受关注.据相关数据显示,PA66复合材料在汽车行业的应用可使部件重量减轻20%~30%,明显提高燃油效率并降低排放.此外,其在电子电气行业中的应用,如在电路板和连接器中,也因其良好的热稳定性和机械强度而备受青睐.然而,材料性能的优化和应用范围的拓展,需要相关人员深入研究其微观结构与宏观性能之间的关系.因此,本研究旨在通过实验分析,深入探讨长玻璃纤维增强PA66复合材料的性能,以期为材料的工程应用提供理论基础和实践指导.