碳/芳混杂编织复合材料拉伸变形及损伤声发射监测

将碳/芳混杂纤维编织布按不同铺层方式制备复合材料层合板,并结合声发射(Acoustic Emission,简称"AE")和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")方法互补技术,实时监测碳/芳混杂编织复合材料拉伸加载试验,研究复合材料拉伸过程的损伤演化。通过获取复合材料拉伸加载过程中的AE信号与表层位移场信息,分析碳/芳混杂编织复合材料损伤过程的AE特征响应行为与表层变形场变化。结果表明,碳/芳混杂编织复合材料碳纤维方向的幅值衰减比芳纶纤维方向的衰减缓慢。A类试件碳纤维方向加载时,复合材料拉伸强度最高;A类试件芳纶纤维方向加载时,复合材料韧性最好。B类复合材料试件的拉伸强度高于A类试件芳纶纤维方向加载强度值,韧性优于A类试件碳纤维方向加载的韧性。表层变形场信息清晰地反映了复合材料层合板变形与损伤破坏特征。AE与DIC方法互补技术为复合材料的无损检测、损伤评估和健康监测提供了有效途径。

三维混杂碳纤维/芳纶纤维增强尼龙复合材料力学性能研究

制备了三维混杂碳纤维 /芳纶纤维增强尼龙复合材料 (HY/PA)并对其力学性能进行了测试。研究表明 :由于芳纶纤维的加入 ,使碳纤维增强尼龙复合材料 (CF/PA)的抗冲击性能有了显著提高 ,HY/PA的抗冲击强度随芳纶纤维体积分数的增大而有所提高 ;另外 ,HY/PA在改善CF/PA的横向剪切强度的同时 ,也改善了芳纶纤维增强尼龙复合材料 (KF/PA)的纵向剪切强度 ;同时 ,混杂效应对HY/PA的弯曲性能的影响最为显著 ,HY/PA的弯曲强度、弯曲模量均高于任一种单一纤维复合材料。

碳-芳纶二维编织复合材料层板的抗低速冲击性能

为评价不同混杂结构复合材料冲击阻抗的混杂效应,通过引入芳纶纤维增强体制备了层间混杂(IE)、夹芯混杂(SA)、非对称混杂(US)和层内混杂(IA)的碳-芳纶二维编织复合材料,并通过落锤冲击实验研究了混杂结构对其冲击载荷、冲击吸收能量、损伤形貌等性能的影响.实验结果表明:层内混杂(IA)试样具有最高的峰值载荷(4.28 k N),比非混杂结构层板高37.2%;其他混杂结构试样中,峰值载荷均低于非混杂结构层板,层板IE的韧性指数DI值比层板SA的高31.5%,说明层间混杂结构表现出比夹芯混杂结构优良的冲击韧性;但IA的弹性应变能(5.964 J)最大,其他试样弹性应变能(几乎为0)远小于试样IA,表明试样IA在冲击过程中产生了较大的弹性变形,表现出优良的韧性性能.通过超声扫描成像系统观察并评价层板内部冲击损伤及失效机理可知:碳纤维层板产生了较严重的内部损伤,试样SA和试样US侧面产生了分层现象;试样IE的C扫描图像显示试样产生了程度较轻的内部损伤,但和试样IA相比,其蓝色区域分布范围较大;IA试样冲击内部损伤面积较小,说明碳纤维和芳纶纤维相互交织排列的层内混杂结构,表现出较强的塑性变形能力和良好的抗冲击性能.

三维编织超高分子量聚乙烯纤维-碳纤维混杂增强环氧树脂复合材料摩擦磨损性能

以超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)-碳纤维(CF)三维混杂编织体为增强体,环氧树脂(ER)为基体,通过树脂传递模塑(RTM)工艺制备了三维编织混杂复合材料,研究了其摩擦磨损性能,并采用混合正压力模型对摩擦系数进行了预测。结果表明,在纤维总体积含量一定的情况下,随着CF体积含量的增加,复合材料的摩擦系数增大,而其比磨损率降低。UH3D/ER复合材料的磨损机制以粘着磨损为主,CF3D/ER复合材料则以磨粒磨损为主,混杂复合材料的磨损机制主要取决于CF与UHMWPE纤维的相对含量,通过调节UHMWPE纤维和CF的体积比例可实现对复合材料摩擦磨损性能的有效调控。采用的计算模型可较好地预测UH3D/ER的摩擦系数。

混杂纤维格栅编织物混凝土梁弯曲强度试验

对碳 /玻璃混杂纤维格栅织物增强混凝土复合材料进行三点弯曲试验 ,绘出了它们的典型荷载挠度曲线 ,实验结果表明 ,碳 /玻璃混杂纤维格栅织物增强混凝土的效果是很明显的 .最后展望了该材料在建筑结构中的发展前景 .

超纤维的多轴编织产品可能大批量生产

目前玻璃纤维采用拉挤成型占压倒多数，而碳纤维和芳酰胺纤维也在采纳。超纤维的批量生产是可能的，也有适应超纤维厂家需求的技术实力。通过导入制作中间素材的多轴编织机，就可实现从素材到成型的一整套生产体制，其中包括超纤维素材。