钢板与三维编织碳纤板盲端拉铆连接静力学性能研究

对钢板与三维编织碳纤板盲端拉铆连接进行静力学性能研究。先对相同试件宽度及连接端距下的2种不同料厚组合的钢板与三维编织碳纤板盲端拉铆连接试件进行静力学试验,而后对同一料厚组合不同试件宽度W及连接端距E下的盲端拉铆连接组合进行静力学试验,以研究钢板与碳纤复合材料盲端拉铆连接的静力学性能、失效模式以及试件宽度、连接端距对其静力学性能的影响。研究表明:采用盲端拉铆钉连接钢板与碳纤板可获得较好的力学性能;碳纤板与钢板盲端拉铆连接组合的失效模式及连接最大破坏载荷与三维编织碳纤板切割方向相关;试件宽度及连接端距对连接的失效模式及最大破坏载荷均有影响。

内置式永磁电机碳纤维护套转子强度及过盈量分析

为解决内置式高速永磁电机在高速运行时的强度问题,对内置式永磁电机转子冲片结构和外部碳纤维绑扎带进行了综合设计研究。采用有限元方法,对冲片和碳纤维护套进行了整体刚度协调变形分析,重点考虑了碳纤维绑扎预紧力对初始绑扎状态和高速运行状态的不同影响。分析了初始过盈量及绑扎层厚度与静态及动态应力分布的关系,得出了动、静态下内置式永磁电机转子碳纤维护套强度与冲片强度的规律。

碳纤维护套高速永磁电机转子应力解析建模

针对温升等因素影响下碳纤维护套表贴式高速永磁电机的转子应力分析问题,将转子简化为永磁体和护套2个圆柱套筒结构。在此基础上,基于转子平面应力模型,采用弹性力学理论,推导了考虑过盈量、转速及温度影响的碳纤维护套永磁转子的应力解析解,并采用有限元法验证了解析模型的有效性。最终,通过转子应力解析解,研究了转子应力随过盈量、转速、温度及护套厚度等参数的变化规律。结果表明:解析法与有限元法的计算结果一致,通过该方法推导的解析解能够精确计算出永磁体和碳纤维护套的应力,对转子应力影响较大的因素分别为过盈量、转子转速以及温升,而护套的厚度对转子应力的影响较小。

长碳纤增强生物基PA56的应用研究

生物基聚酰胺56(PA56)的合成单体戊二胺来源于生物质转化,为部分可再生材料。基于PA56、碳纤(CF)、增韧剂、抗氧剂、润滑剂等,通过熔融浸渍法制备了一系列长碳纤(LCF)增强PA56材料,对材料的力学性能、导电性能、热老化性能进行了系统研究。对比了LCF、短碳纤(SCF)增强PA56材料的拉伸强度、拉伸模量、缺口冲击性能、表面电阻、热老化性能的差异。结果表明:SCF增强材料韧性不足,添加增韧剂后综合性能改善不明显;相同CF含量下,LCF增强体系的力学性能、导电性能、热老化性能均优于SCF增强体系;适量润滑剂的加入提高了样品中CF保留长度,对LCF增强材料的力学性能、长期热老化性能影响不大,仍可以满足长期耐热应用要求。

高速表贴式转子碳纤维护套冷套工艺研究

对高速表贴式永磁电机转子制作的工艺特点进行分析,解决了表贴式转子碳纤维护套冷套的技术难点。通过验证,确认液氮冷冻不会对转轴材料性能、磁钢性能和磁钢粘接胶强度等产生影响,证明了转子冷套工艺的可行性。

表面处理对碳纤织物增强环氧树脂复合材料界面及性能的影响

为了探索提高衬层型重载摩擦副用碳纤织物增强聚合物自润滑复合材料使用性能的途径,采用微观分析与力学性能检测等手段,研究了碳纤织物不同表面处理方法(空气氧化、浓硝酸氧化、偶联剂涂覆、气液双效和液相双效处理)对碳纤及其复合材料界面和性能的影响。结果表明,与未处理的碳纤相比,表面处理后的碳纤比表面积增大/表面活性官能团升高,复合材料层间剪切强度得到显著提高;采用偶联剂涂覆处理具有较佳的综合效果,所制备的复合材料弯曲强度达1088.9 MPa,拉伸强度为538.1 MPa,压缩强度为551.3 MPa;冲击韧性为72.2 k J/m2。断口形貌分析表明,碳纤表面处理后有利于胶体均匀分布包覆于碳纤周围,从而使材料性能得到提高。

常压等离子处理碳纤/玻纤间隔织物的效果表征

碳/玻纤间隔织物是一种新型结构的纤维增强材料,其纤维与树脂的结合牢度是决定其复合材料性能的主要因素。为了进一步改善碳纤维和玻璃纤维与树脂的界面结合性能,本文采用不同功率的常压低温等离子技术对整体中空织物进行处理,然后通过扫描电镜、吸光率表征、玻纤单丝微脱粘测试以及碳纤维复丝拉伸性能测试等对织物中的碳纤维与玻璃纤维进行表征。研究结果表明,经过等离子处理后,混杂织物中的面层和芯材均受到等离子体刻蚀,纤维表面的官能团增多,纤维浸润性界面结合性能得到改善。同时,研究结果还表明,等离子处理碳/玻间隔织物的改性效果随着功率的增加是先增加后降低,在功率为150w的常压低温等离子处理的效果最佳。

热处理温度对PAN基碳纤维微观结构的影响

利用X射线衍射、元素分析、拉曼光谱研究了不同热处理条件下聚丙烯腈基碳纤维(PAN-CFs)微观结构和元素含量的变化,定义了PAN-CFs石墨微晶长度和石墨微晶体积。结果表明:随着热处理温度升高,纤维中氮元素含量不断减小;石墨微晶长度、微晶宽度、微晶堆叠厚度以及微晶体积均不断增大;纤维的空隙率不断增加,空隙率增加的原因为氮元素的脱出和微晶体积的增大;纤维的石墨化程度不断增加。

碳纤维增强尼龙66复合材料的制备及性能

采用双螺杆挤出机熔融共混法制备了碳纤维(CF)增强尼龙66复合材料(PA66/CF),对其结构进行了表征,并研究了其力学性能。扫描电镜照片显示,在PA66/CF复合材料中,CF与PA66基体充分粘结在一起,其微观形貌表明,体系中碳纤长度为0.5~0.7 mm。力学性能测试发现,与尼龙66相比,PA66/CF复合材料各项力学性能指标均有大幅度提高。当加入4束碳纤维时,PA66/CF复合材料力学性能最佳,该复合材料的拉伸强度为200.2 MPa,与PA66相比提高了113.2 MPa;弯曲强度为280.2 MPa,比PA66提高了190.3 MPa;弯曲模量为13560.8 MPa,比PA66提高了10628.7 MPa;冲击强度为14.8 kJ/m^2,比与PA66提高了6.3 kJ/m^2。该PA66/CF复合材料密度较小、力学性能优良,可以广泛应用于风电叶片、发动机罩盖、仪表盘、车尾门等产品当中。

碳纤热塑复合材料激光连接技术研究进展

碳纤热塑复合材料在航空航天、无人机制造、新能源汽车等领域应用前景广阔,高质量的连接是其产业化应用的关键技术之一。介绍了几种碳纤热塑复合材料激光焊接/连接方法的研究现状,分析了当前研究存在的问题,以及未来研究的发展趋势。

电化学氧化对碳纤维表面电化学性质的影响

碳纤维表面呈现化学惰性,缺乏活性官能团,限制了碳纤维作为电化学分析电极的应用。目前,许多手段被用于碳纤维的表面改性处理。采用电化学氧化方法,在磷酸溶液中对碳纤维进行了处理,并进行了红外光谱和循环伏安试验。结果发现:处理后碳纤维的表面接上了活性官能团,大量活性碳原子被剥离出来。在K4Fe(CN)6加KC l、FeSO4加HC lO4两组混合溶液体系中的电化学响应明显改善,适合作为电化学分析电极。

大鼠嗜铬细胞分泌的膜电容和微碳纤电极检测

在原代培养的大鼠肾上腺嗜铬细胞上，综合运用细胞内钙测定法和全细胞膜片钳法，以检测膜电容变化为手段测定单一肾上腺嗜铬细胞的胞吐过程。－７０ｍＶ到＋２０ｍＶ去极化引起的钙电流和细胞膜电容的变化以及吹加６０ｍｍｏｌ／ＬＫＣｌ时，细胞内游离钙离子浓度［Ｃａ２＋］ｉ和细胞膜电容变化的同时检测，表明了Ｃａ２＋对细胞胞吐的控制作用。而用微碳纤电极则能检测到吹加６０ｍｍｏｌ／ＬＫＣｌ导致嗜铬细胞胞吐时儿茶酚胺的量子化释放。

大跨度碳纤维复合材料主缆悬索桥的抗风性能研究

为了探讨碳纤维复合材料缆索在大跨度悬索桥中应用的可能性,以主缆等轴向刚度为原则,拟定了一座主跨为1 490 m的碳纤维复合材料主缆悬索桥,并运用三维非线性计算理论进行了动力特性、静风和空气动力稳定性的分析.通过与同跨度钢主缆悬索桥的比较,讨论了不同主缆材料对大跨度悬索桥抗风性能的影响.分析结果表明大跨度悬索桥采用碳纤维复合材料主缆后:(1)结构的自振频率特别是扭转频率有显著的提高;(2)静风作用下结构变形增大,但其静风稳定性却与钢主缆悬索桥基本接近;(3)空气动力稳定性要比钢主缆悬索桥好.因此从抗风性能角度而言,大跨度悬索桥采用碳纤维复合材料主缆是可行的,但是主缆截面尺寸的确定应采用等轴向刚度为原则.

碳纤方格布的工艺实践

碳纤方格布由涤棉、涤长丝和碳纤复合丝3种纤维制成,织造难度大。文章介绍了较为完善的工艺参数。

用杯芳烃膜修饰碳纤维电极计时电流法测定过氧化氢

在含8．0×10^-4mol·L^-1杯芳烃的0．1mol·L^-1四丁基高氯酸铵溶液中，在-0．4～0．6V电位下，在碳纤维电极表面电沉积一层杯芳烃膜，制得杯芳烃膜修饰碳纤维电极。采用扫描电镜和交流阻抗法对电极表面的性能进行了表征，采用循环伏安法和计时电流法对其电化学性能进行研究。试验发现：过氧化氢在杯芳烃膜修饰碳纤维电极上出现一个明显氧化峰，氧化峰电位为0．6V，提出了用计时电流法测定过氧化氢的方法。在优化的试验条件下，氧化峰电流与过氧化氢的浓度在1．5×10^-5～3．8×10^-3mol·L^-1叫范围内呈线性关系，检出限（3S／N）为5．0×10^-6mol·L^-1。。修饰电极用于医用消毒水中过氧化氢的测定，所得结果与高锰酸钾滴定法测定值相一致，用标准加入法做回收率试验，所得结果在979，6～104％之间，测定值的相对标准偏差（n=10）为4％。

碳纤维布加固钢筋砼梁二次受力受弯能力分析

从理论上分析了碳纤维加固混凝土梁的二次受力,计算了各种因素对于二次受力的影响。根据规程给出的二次受力公式,通过加固前后的比较得到了,对于碳纤维加固梁,钢筋的腐蚀及配筋率对于承载力的影响比较明显,会降低承载力,所以加固时必须考虑钢筋梁的腐蚀情况。

全棉色织布的碳纤磨毛加工工艺的探讨

文章通过对碳纤磨毛工艺的分析,介绍了仿桃皮磨毛产品加工的工艺条件和参数。

碳纤方格布的生产实践

介绍了以涤棉 6 5 /35 14 /2双股线府绸为基布 ,34 5tex涤长丝与 2

木梁拼接截面碳纤加固抗弯承载力

木结构矩形截面承重梁跨中拼接,拼接点没有任何连接构造,基本上失去了抗弯能力,出于外观的考虑,采用碳纤维片材加固,对此,导出拼接木梁极限抵抗弯矩公式。矩形截面拼接木梁用碳纤加固后弹性受力阶段抗弯承载力比原材全截面计算的承载力可提高25%。界限破坏时抵抗弯矩比原材全截面计算的承载力提高约30%,提高值取决于木材受压比例极限与屈服极限之比,即由木材性质所决定。

全棉色织布的碳纤磨毛加工工艺的分析

全棉色织布的磨毛加工已由传统的普通磨毛向高档的仿桃皮效果方向发展,通过对碳纤磨毛工艺的分析,介绍了仿桃皮磨毛加工的条件和参数。