纤维预浸织物管充气展开分析

针对纤维预浸织物管在充气展开过程中的力学特性,本文提出了一种各向同性剪切模型,用于描述在充气压力作用下预浸织物的剪切行为变化,并利用该模型结合有限元法模拟了折叠管的充气展开过程,结果表明,剪切特性对纤维预浸织物管的充气展开过程有明显的影响.

预浸织物剪切变形时树脂细观分析模型

为了更好地研究在发生剪切变形时预浸织物材料的力学性能,建立了在像框剪切试验时未固化的树脂对织物发生剪切变形时的阻碍作用的细观分析模型.通过对材料的单胞进行分析,得到了织物单胞变形前、后各质点间的运动学关系,进而得到了树脂材料对整个织物单胞的阻力矩,即树脂的阻尼作用.此阻尼作用较好地说明了树脂在预浸织物材料中的作用.此外,通过树脂的流变试验得到其粘性系数,该粘度系数确定,即该材料的阻尼作用确定.

预浸机织织物二维剪切性能模型

利用安装在拉伸试验机上的像框剪切装置,研究了平纹预浸碳纤维机织织物的剪切行为。研究发现,预浸碳纤维织物的剪切行为与织物的分阶段剪切行为类似。根据实验结果,分两个不同剪切阶段建立了预浸碳纤维织物的二维剪切性能模型。在剪切初始阶段,利用扭力弹簧来模拟纱线交叉点之间的剪切摩擦,通过实验确定了扭力弹簧扭转刚度系数。在剪切第二阶段,给出了载荷与剪切角之间的关系模型。试验结果表明,利用扭力弹簧可以很好地模拟剪切初始阶段的剪切摩擦。

预浸机织织物的本构关系

预浸机织织物是一种未固化的织物复合材料,其性质既不同于纯织物材料也不同于固化后的织物复合材料,具有独特的力学性质。根据连续介质力学的理论,结合预浸织物的非线性的黏弹性特性,从代数不变量出发,推导了预浸织物的本构方程。同时对描述预浸织物性能的像框剪切试验的步骤及方法做了阐述。通过像框剪切试验的结果与本构方程的对比,验证了本构方程的正确性,该方程较好地描述了预浸积物的性质。本构方程的导出为研究空间充气结构的静态、动态及热分析奠定了一定的理论基础。

薄层碳纤维织物预浸料的制备与性能

通过超声波扩展技术将T700-12K碳纤维扩展成20mm宽,然后利用全自动编织机编织成平纹布,最后采用后浸渍法中的胶膜法制备高性能YPH-69/T700和SZ-125/T700的织物预浸料。预浸料的单位面积纤维质量为(80±3)g/m^2,单层固化厚度为(0.080±0.015)mm。通过模压工艺制备层合板测试力学性能,结果表明:利用SZ-125树脂制备的层合板比用YPH-69树脂制备的层合板力学性能好,与树脂的性能密切相关。同时用abaqus软件建立有限元模型,研究在拉伸、压缩载荷下复合材料层合板的应力分布,模拟结果与实验过程中断裂位置相符。

国外FRP预浸料发展概况

预浸料是用树脂预先浸渍,可以储存的纤维增强塑料(FRP)半成品,随时可以用来制造复合材料制品。预浸料有热固性和热塑性预浸料之分。因它们容易使用、性能稳定、空隙率低、模塑过程清洁等诸多优点,预浸料在复合材料工业中日趋普遍,前景甚好。

单向带与织物碳纤维增强树脂基复合材料中孔隙的细观特征

研究单向带与织物碳纤维增强树脂基复合材料中孔隙的细观特征,主要包括孔隙的分布特征、形貌、位置、面积和长宽比等。采用金相显微镜、扫描电镜和超声C-Scan检测对不同孔隙率(0~5.0%)的复合材料层压板进行观测和表征,比较单向带和织物层压板中层中孔隙和层间孔隙的细观特征,并采用统计分析的方法研究孔隙面积和孔隙长宽比随孔隙率的变化趋势。研究结果表明:受纤维分布的影响,单向带层压板和织物层压板中孔隙有其各自的细观特征,且随孔隙率的增加呈现一定的规律,从细观尺度上为孔隙率检测评估和性能预测提供了更客观、更符合实际的物理描述。