混杂结构纤维体积含量计算方法及其在飞机零件上的应用

纤维体积含量是评价复合材料力学性能的关键指标,复合材料纤维体积含量的测量方法包括密度法、金相法、煅烧法、化学溶解法等。推导出了混杂铺层复合材料的纤维体积含量的计算公式:Fvc(%)=ρL-ρR/ρF-ρR×100%,根据密度法测得复合材料试板密度,并通过查询预浸料的纤维密度、树脂密度、试板铺层数等基本参数,引入了等效密度的概念,实现了C919复合材料零件的混杂铺层结构的纤维体积含量的检测计算,测试结果与理论值进行比较,偏差范围符合工程设计预期。

三维正交机织物参数对纤维体积含量的影响

三维机织物设计的一个目标是满足要求的纤维体积含量。通过分析三维正交机织物单元体的结构,可以计算经纱、纬纱和捆绑纱的截面尺寸,建立纤维体积含量与织物参数间的关系。实际制织了一块6层经纱、5层纬纱的玻璃纤维三维正交机织布,测试了经纱、纬纱、捆绑纱以及织物的纤维体积含量,并与理论计算值进行了对比,分析了产生误差的原因。最后,分析了织物参数对纤维体积含量的影响,发现经纬纱粗度比的增大或间距比的减小,将使经纱和织物的纤维体积含量增大,纬纱的纤维体积含量减小;捆绑纱的引入,降低了经纱、纬纱和织物的纤维体积含量。

2.5维编织结构纤维体积含量的数值计算

2 .5维编织是近年来发展起来的一种新型编织技术 ,有着较广阔的工程应用前景。本文以最典型的 2 .5维结构为例 ,讨论了该种结构的单元体模型 ,推导出了单元体内纤维体积含量的计算公式 ,并用实验对计算数值进行了验证 。

考虑纤维体积含量的单向层合板材料退化模型

基于损伤因子与刚度和强度退化的关系,考虑纤维体积含量vf和应力水平对单向层合板材料性能的影响,推导建立了单向层合板疲劳累积损伤过程剩余刚度和剩余强度退化模型。通过对三种vf单向层合板的疲劳试验,对本文建立的剩余刚度和剩余强度退化模型进行了验证。结果表明:本文提出的模型能较好地描述不同vf层合板疲劳过程中的面内剪切剩余刚度和剩余强度的退化规律,为层合板疲劳损伤分析提供了有力依据。

机织物复合材料纤维体积含量计算机图像测定

利用CCD摄像机和专用A/D板采集的碳纤维织物增强的复合材料层合板截面图像检测碳纤维机织物增强复合材料的纤维体积含量。按照测定纤维体积含量的原理,设计了几何法和阀值法的测试步骤。用Photo-shop软件对所采集的图像进行数据处理分析,获得了层合板的纤维体积含量值。对比分析表明,检测结果与所采用复合材料的纤维体积含量标准值相符合。可以认为利用界面图像测定纤维体积含量的方法是可行的。

三维机织复合材料纤维体积含量计算方法

三维机织复合材料的纤维体积含量是一个表征其性能的重要指标,目前尚无确切的检测标准可依。文中阐述了适用于三维机织复合材料纤维体积含量测定的3种新方法:称量法、理论模型法、数字图像分析法。分析了每一种方法的适用范围,并指出数字图像分析法是今后的发展方向。

玻璃纤维复合材料纤维体积含量的测定方法

复合材料的纤维体积含量是表征其性能的一个重要指标,对复合材料的拉伸、弯曲、压缩等力学性能有较大的影响。介绍了3种测试玻璃纤维复合材料纤维体积含量的方法,分析各种方法的优缺点,认为密度法最为精确,是首选方法。

三维整体纺织结构复合材料的纤维体积含量分析

在复合材料的设计与制造中，纤维体积含量（Vf）是一个重要多数。本文论述了用不同纺织方法生产的预制件的几何模型从的推导公式及影响因素，为使用三维整体复合材料提供了理论基础。

纤维体积含量对C/7740复合材料性能的影响

本文研究了纤维体积含量(V_f)与碳纤维/7740玻璃的相对密度(Ds)抗弯强度(σ_b)和冲击韧性(ak)之间的关系。用泥浆浸渗法制带及热压成形技术制备试样。实验结果表明:材料的 Ds 随 V(?)的增加而降低;σ_b 和 ak 值开始随 V_f 的增加而增大,在 V_f 为40%左右时出现极大值,之后随 V_f 增加而降低。对 V_f 为4096样品的σ_b分布规律进行了分析,表明:其σ_b 服从韦布尔分布。所获材料的最高σ_b 为370Mpa,ak 值为31KJm^(-2)。

2.5D编织结构纤维体积含量的数值计算

2.5D编织是近年发展起来的一种新型编织技术,有着较广阔的工程应用前景。本文以最典型的2.5D结构为例,讨论了该种结构的单元体模型,推导出了单元体内纤维体积含量的计算公式,并用实验对计算数值进行了验证,最后指出了该计算方法的应用范围。

纤维体积含量对炭/炭复合材料性能的影响

通过对不同纤维体积含量的炭／炭复合材料进行力学性能、导热、导电性能试验，分析了纤维体积含量对炭／炭复合材料性能的影响。初始坯体的纤维体积含量对炭／炭复合材料的力学性能影响较大，导热、导电性能则与材料内部结构关联较大而与纤维体积含量的关系不大。预制坯体的纤维体积含量选为２５％至３０％为最好。

参数化单胞计算三维编织预制件纤维体积含量

在Pro/E中建立了三维编织预制件的内部单胞、表面单胞和棱角单胞的3D实体模型,并对模型进行了参数化设计。当编织工艺参数改变时能自动生成新的单胞模型,单胞纤维体积由Pro/E的模型分析功能直接输出。提出了基于参数化单胞计算预制件纤维体积含量的公式。计算了长方体形预制件的纤维体积含量,并与实测值进行比较,理论计算与实验结果吻合良好。计算了扇环形预制件的纤维体积含量,为复杂外形预制件纤维体积含量的计算提供了新方法。

合成枕木纤维体积含量的理论分析

合成枕木是连续玻璃纤维增强聚氨酯泡沫复合材料,其中纤维含量的多少,对合成枕木的性能起着决定性的作用。本文根据复合材料混合律,将具有三维空间含义的纤维体积含量简化在二维平面上,推算出合成枕木纤维体积含量,并根据混合律的并联模型及采用最紧密的六方密堆积结构,分析了合成枕木中纤维体积含量的极小值和理论极大值,对合成枕木配方设计具有一定的指导意义。

纤维体积含量对开孔层压板拉伸性能的影响

本文主要研究了碳纤维织物增强复合材料的纤维体积含量V_f对开孔层压板的抗拉强度σ、断裂伸长率ε的影响。采用T300碳纤维平纹织物为增强材料,经树脂传递模塑法(RTM工艺)复合而成T300/环氧TDE-85层压板,用岛津强力测试机进行拉伸性能测试。

三维织造复合材料预制体纤维体积含量的预测及实验验证

为确定三维织造复合材料预制体的纤维体积含量,建立四边形和三角形预制体的细观结构模型,将预制体划分为内胞、边胞、角胞等单胞形式,确定单胞类型系数并根据单胞排布方式将预制体用矩阵表示,将计算的纤维体积含量理论值与称重法得到的实测值进行比较。结果表明:预制体纤维体积含量的理论计算模型较为准确,误差控制在4%以内;纤维体积含量随Z向纤维股数的增大而增大,随规格的增大而减小,当规格增大到一定值时,纤维体积含量趋近相同;纤维体积含量实测值随织造层数和水平面内纤维股数的增大而减小。

纤维体积含量对纤维增强复合材料拉伸断裂强度影响

本文通过理论分析和实验,就纤维体积含量与复合材料抗拉强度的关系进行了研究。得到纤维体积含量的理论下、上界极限以及许用的上界极限。并提供了有关参数和影响因素。

聚酰胺6帘线/天然橡胶复合材料中纤维体积含量对拉伸性能的影响

纤维体积含量是决定纤维增强复合材料各项力学性能的一个重要的参数。本文通过理论分析和实验.就纤维体积含量与聚酰胺6(锦纶)帘线/天然橡胶复合材料的拉伸强度、拉伸模量的关系进行了研究.得到了纤维体积含量的理论下界极限和上界极限以及许用的上界极限。实验结果提供了有关参数和影响因素,这将对聚酰胺6帘线/天然橡胶复合材料的细观力学设计提供依据。

碳纤维体积含量对碳玻混复合材料性能的影响

为研究不同碳纤维体积含量对复合材料力学性能的影响,以环氧树脂为基体,制备了不同混杂比的碳纤维-玻璃纤维(碳玻)层间混编织物复合材料,研究了不同碳纤维体积含量的碳玻混杂复合材料的拉伸性能、压缩性能及其破坏形貌。0°拉伸试验表明,混杂层合板的拉伸强度与模量及碳纤维的体积含量均呈正相关,0°拉伸强度最高可以达到899.92 MPa,模量最高可以达到73.58 GPa。在混杂纤维中,适当提高碳纤维体积含量,能有效提高复合材料的拉伸模量,混杂复合材料的拉伸失效方式主要为边缘剥离断裂。0°压缩试验表明,混杂层合板压缩强度最低值为552.56 MPa,最高可以达到603.16 MPa。碳纤维的体积含量每增加2%,0°压缩模量提升约6%。在90°拉伸试验中,碳玻混杂层合板较玻纤层合板的拉伸模量有小幅下降,拉伸强度基本不变,模量最大下降幅度为7.81%,拉伸强度最低为51.48 MPa。碳纤维的体积含量对混杂层合板的拉伸模量基本无影响,均约为12.10 GPa。

VARI工艺中纤维体积含量的影响因素及控制技术研究

分别采用了不同预定型参数和注射工艺参数成型了VARI工艺平板,并研究了各个工艺参数对复合材料平板厚度(纤维体积含量)的影响规律。研究结果表明,适当增加树脂过注和过抽时间,提高纤维预定型压力,并降低树脂注射粘度,可增加纤维的重排时间,减少树脂对真空成型压力抵消,从而提高纤维的排列密实程度,达到提高平板纤维体积含量的效果。采用VARI工艺成型的复合材料平板纤维体积含量最高可至57.1%。

纤维体积含量对含孔对称复合层板孔边应力集中的影响

纤维体积含量是决定纤维增强复合材料各项力学性能的一个重要参数。针对含孔对称层板在面内载荷作用下应力集中的问题,文章以含圆孔、椭圆孔和正方形孔的无限大复合材料对称层合板受无穷远处面内双向拉伸载荷为例,对纤维体积含量发生改变时,孔边应力集中的变化情况进行了研究,得到了纤维含量对孔边应力集中的影响规律。