具有结构健康监测功能的纤维增强聚合物基复合材料的研究现状

纤维增强聚合物基复合材料以其优异的力学性能在许多行业中得到了广泛的应用。但由于纤维增强聚合物基复合材料本身的结构特点,以及所处环境和荷载情况的复杂性,对其整体性和耐久性进行分析比较困难。采用结构健康监测(SHM)技术对复合材料的结构状况进行监测,提高了复合材料结构的安全性和可靠性,在许多行业得到了广泛的应用。综述了基于电阻传感的纤维增强聚合物基复合材料的SHM方式及其应用,并对纤维增强聚合物基复合材料SHM的发展进行了展望。

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。

连续纤维增强聚合物基复合材料CAE仿真材料参数测试方法

针对复合材料参数,目前大多数标准测定的性能数据更适合于产品检验和质量控制,标准适用范围往往未明确适用于设计端使用,导致计算机辅助工程(CAE)分析设计时难于参考使用。总体而言,在复合材料CAE仿真过程中,目前依然存在所需材料参数不明确、测试方法不明晰、缺少完整的测试体系等问题。鉴于此,针对层合板与织物两种形式的连续纤维增强聚合物基复合材料,介绍了其弹性本构参数以及强度参数原理,明确了CAE动静态仿真分析所需材料参数,对比分析了拉伸测试、压缩测试、剪切测试的国内与国外测试标准,指出了目前各种测试标准在设计方面存在的不足。最后,在美标及国际标准基础上改进并建立了一套完整的连续纤维增强聚合物基复合材料CAE仿真分析用材料参数测试方法,使测定性能数据更适用于CAE分析设计使用。

剑麻纤维增强聚合物基复合材料

剑麻是一种价廉质轻、具有高比强度和比模量的天然纤维 ,可用作聚合物复合材料的增强材料。本文作者总结了近年来剑麻 /聚合物复合材料的研究进展 ,介绍了剑麻的结构与性能、表面改性方法及其复合材料力学性能的影响因素等 。

纤维增强聚合物基复合材料的低温性能

对纤维增强聚合物基复合材料在低温领域的实际应用进行了分类介绍,通过对纤维增强聚合物基复合材料的低温性能、性能影响因素和作用机理、低温应用安全性等方面的研究工作进行总结,突出各类纤维增强聚合物基复合材料低温下的性能优势,阐明了材料性能的不足之处及相应改进措施。对于实际低温应用中纤维增强聚合物基复合材料的选择、性能设计优化,系统安全性的增强提供了参考作用。

纤维增强聚合物基复合材料低速冲击研究进展

综述了连续纤维增强聚合物基复合材料的低速冲击响应研究进展。讨论了测试方法及相关影响参数,例如冲头的形状、冲击速率对复合材料冲击的影响;介绍了冲击损伤的类型,进一步描述了层压板结构参数(如层合板厚度,铺层和缝纫)、复合材料组分材料性能(如纤维,树脂和纤维/树脂界面)以及预应力、环境条件等的影响;提出了纤维增强聚合物基复合材料冲击响应研究今后的发展方向。

纤维增强聚合物基复合材料的界面研究进展

本文较系统的综述了国内外增强树脂用玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维表面处理的方法,对各种改性技术的特点进行了评述,并指出了其进一步的发展趋势。

纤维增强聚合物基复合材料阻尼性能的研究进展

纤维增强树脂基复合材料越来越广泛地应用于航空航天、风机叶片等高科技领域。对这一先进材料的阻尼性能进行分析、预报和优化设计,从而实现对结构振动、冲击、噪声和疲劳破坏的有效控制,日益受到从事复合材料研究和开发的科技工作者的关注和重视。本文对纤维增强树脂基复合材料阻尼研究的进展情况进行了综述,分为复合材料阻尼机理、复合材料阻尼性能的研究现状、界面对复合材料阻尼的影响等三个方面的内容,最后对该领域研究工作进行了展望。

钢纤维增强聚合物水泥基复合材料界面特性

采用聚丙烯酸酯乳液 (PAE)、苯乙烯 -丙烯酸共聚乳液 (SA )、聚乙烯醇缩甲醛水溶液 (PVFO)对钢纤维增强水泥基复合材料进行改性 ,发现聚合物提高了复合材料的宏观性能如抗弯强度、韧性、纤维与水泥基体界面粘结强度。红外光谱分析表明 ,聚合物加入后其活性官能团与水泥或集料间发生化学健合 ,DSC放热曲线表明 ,加入聚合物后混合物的放热峰值提高 ,验证了红外光谱的结果。通过聚合物与水泥石之间的化学键合强化了钢纤维与水泥基体间界面 ,形成强度。

聚合物基天然植物纤维增强复合材料研究进展

综述了近几年来国内外在聚合物基天然植物纤维增强复合材料领域的最新研究进展,介绍了聚合物基天然植物纤维增强复合材料的增强纤维种类、树脂基体种类以及其他因素对复合材料性能的影响,并展望了这类复合材料的发展及应用前景。

纤维增强聚合物基复合材料界面问题的研究现状与前景

纤维增强聚合物基复合材料是一类性能优越、应用广泛的结构材料,制约其发展的基本问题是界面问题。总结了近10年来在纤维增强聚合物基复合材料界面研究中存在的局限和问题,并对其研究前景和发展方向进行了分析和预测。

碳纤维增强聚合物基复合材料自诊断性能研究

对碳纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料在拉伸、弯曲条件下电阻率与应变的变化关系进行了研究 ,对测试结果进行了数理分析 ,确定了相应的数学经验公式 ;由此研制出一类可通过电阻率变化对相应复合材料应力状况进行自诊断的复合材料。

碳纤维增强聚合物基复合材料修补空心柱体结构的屈曲分析

采用有限元数值方法和解析方法研究了碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)加固含损伤空心柱体钢结构在压缩载荷作用下的屈曲问题。通过有限元数值仿真对受轴向压缩载荷的含损伤钢结构进行了纤维增强复合材料的模拟修复,采用八节点复合材料板壳单元模拟复合材料补片结构,考虑理想黏结,通过约束方程建立了CFRP加固含损伤空心柱体钢结构屈曲分析的有限元模型,计算了钢结构的屈曲临界载荷,并与基于能量原理推导的CFRP加固受轴向压缩载荷空心柱体屈曲载荷的理论公式做了比较。参数讨论表明,粘贴CFRP对提高受压结构载荷效果显著;通过改善CFRP层参数可提高结构的临界载荷,增强修补效果;有限元法结果与解析公式计算结果比较吻合。

纤维增强聚合物基复合材料的回收与再资源化

综述了纤维增强聚合物与纤维材料的分离、回收和再资源化方法,并作简明展望。

炭纤维增强聚合物基复合材料的热氧老化机理

从基体、纤维和纤维/基体界面的角度,探讨了炭纤维增强聚合物基复合材料(CFRPMCs)的热氧老化机理。总结了纤维性能、纤维取向、纤维体积含量、织物结构、树脂性能、纤维/基体界面强度等因素对CFRPMCs热氧老化性能的影响规律,并简要分析了目前提高CFRPMCs热氧老化性能的方法。研究指出,立体织物增强的聚合物基复合材料能够很好地克服传统层合复合材料热氧老化后易分层的缺点,采用立体织物来增强聚合物,将会是今后提高CFRPMCs热氧稳定性的一个主要发展方向。

纤维增强热塑性聚合物复合材料的界面控制与设计

本文综合分析了纤维增强热塑性聚合物复合材料界面的形成过程、界面结合及方式、应力传递行为、复合过程所引起的界面效应以及界面层性质对复合材料宏观力学性能的影响。在此基础上，探讨了纤维增强热塑性聚合物复合材料界面设计及优化的方法。

纤维增强聚合物基复合材料的蠕变力学研究进展

叙述近几年国内外纤维增强聚合物基复合材料蠕变力学领域的研究状况 ,着重阐述了从理论、试验等方面已经取得的成果 ,和现实需要解决的问题。对在该领域未来的研究方向和需要开展的工作提出建议。

X-ray CT在纤维增强聚合物复合材料中的应用研究进展

X射线计算机断层扫描(X-ray computed tomography,X-ray CT)作为一种具有高分辨率、非破坏性、三维可视化等特征的材料表征测量技术,显示出独特的优势。X-ray CT不仅能得到试样的高分辨率外部特征,还能够获取其详细的内部结构信息,在各个领域已经受到越来越多的关注。通过简单比较几种无损检测技术的适用性和局限性,引出了X-ray CT的独特性,阐述了X-ray CT的原理以及实验室断层扫描和同步辐射计算机断层扫描(synchrotron radiation computed tomography,SRCT)的特点;从探索纤维增强聚合物(fiber reinforced polymer,FRP)复合材料的内部结构、评估制造过程、获取损伤失效演变以及X-ray CT与其他表征手段相结合等几个方面归纳了X-ray CT在FRP中的应用,并提出了X-ray CT在FRP研究中的挑战。

玄武岩纤维增强聚合物基复合材料的研究进展

玄武岩纤维是四大高新技术纤维中综合性能最好和综合性价比最优的品种,玄武岩纤维增强聚合物基复合材料在工业上有着重要的使用价值,是21世纪支撑高科技产品,尤其是市政城建、建筑建材和国防军工建设的一种主要材料。本文综述了玄武岩纤维增强热固性聚合物基复合材料和热塑性聚合物基复合材料的研究现状及国内外的发展应用,以及今后需要深入研究的方向。

电纺纳米纤维增强聚合物复合材料的研究进展

与作为填料的普通纤维相比,通过静电纺丝所得纳米纤维(简称电纺纳米纤维)的长径比及比表面积较大,相对于基体材料具有较大的模量和韧性,对聚合物基体有较好的力学增强效果;电纺纳米纤维在复合材料中应力集中程度低、与聚合物基体间界面结合较好。加入电纺纳米纤维可以提高复合材料的性能,如拉伸及弯曲强度、模量,抗冲击性能等都有较大提高。电纺纳米纤维在聚合物基体中的分散及其与基体间的界面黏结等问题有待进一步研究和改善。