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Ablation Property of Ceramics/Carbon Fibers/Resin Novel Super-hybrid Composite
1
作者 JunQIU XiaomingCAO +1 位作者 ChongTIAN JinsongZHANG 《Journal of Materials Science & Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2005年第1期92-94,共3页
A novel super-hybrid composite (NSHC) is prepared with three-dimension reticulated SiC ceramic (3DRC), high performance carbon fibers and modified phenolic resin (BPR) in this paper. Ablation performance of super-hybr... A novel super-hybrid composite (NSHC) is prepared with three-dimension reticulated SiC ceramic (3DRC), high performance carbon fibers and modified phenolic resin (BPR) in this paper. Ablation performance of super-hybrid composite is studied. The results show that the NSHC has less linear ablation rate compared with pure BPR and CF/BPR composite, for example, its linear ablation rate is 50% of CF/BPR at the same fiber content. Mass ablation rate of the NSHC is slightly lower than that of pure BPR and CF/BPR composite because of their difference in the density. Scanning electron microscopic analysis indicates that 3DRC can increase anti-erosion capacity of materials because its special reticulated structure can control the deformation of materials and strengthen the stability of integral structure. 展开更多
关键词 Ablation performance Carbon fiber Modified phenolic resin Three-dimensional reticulated SiC ceramic super-hybrid composite materials
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Ablation Performance of a Novel Super-hybrid Composite 被引量:3
2
作者 JunQIU XiaomingCAO +1 位作者 ChongTIAN JinsongZHANG 《Journal of Materials Science & Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2005年第2期269-273,共5页
A novel super-hybrid composite (NSHC) was boron-modified phenolic resin (BPR) with three-dimensional reticulated SiC ceramic (3DRC) and high silica fibers. Ablation performance of the NSHC was studied. The results sho... A novel super-hybrid composite (NSHC) was boron-modified phenolic resin (BPR) with three-dimensional reticulated SiC ceramic (3DRC) and high silica fibers. Ablation performance of the NSHC was studied. The results show that the linear ablation rate of NSHC was lower than that of pure BPR and the high silica/BPR composite. Its linear ablation rate is 1/17 of the high silica/BPR. Mass ablation rate of the NSHC is very close to that of the pure BPR and the high silica/BPR composite. Scanning electron microscope (SEM) analysis indicates that 3DRC has scarcely changed its shape at the ablation temperature. Its special reticulated structure can restrict the materials deformation and prevent high velocity heat flow from eroding the surface of the materials largely and thus increase ablation resistance of the NSHC. 展开更多
关键词 Ablation performance High silica fiber Modified phenolic resin Three-dimensional reticulated SiC ceramic super-hybrid composite materials
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HDPE纤维/树脂基超混杂复合材料设计及其性能研究 被引量:2
3
作者 刘威 李学闵 周春华 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期49-53,共5页
本文研究了高密度聚乙烯纤维增强树脂基超混杂复合材料(PESHCM)性能,通过采用功能剪裁技术进行混杂设计,超混杂复合材料既具有良好的力学性能,同时又兼具耐腐蚀、耐磨耗等功能性,借助于SEM和理论分析,初步探讨了PES... 本文研究了高密度聚乙烯纤维增强树脂基超混杂复合材料(PESHCM)性能,通过采用功能剪裁技术进行混杂设计,超混杂复合材料既具有良好的力学性能,同时又兼具耐腐蚀、耐磨耗等功能性,借助于SEM和理论分析,初步探讨了PESHCM具有优异耐磨性的原因。 展开更多
关键词 超混杂复合材料 hdpe纤维 塑料基 复合材料
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混合结构机械臂的设计与仿真分析
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作者 袁雪莲 孟婥 +2 位作者 张荣涛 张玉井 左明光 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第1期55-62,共8页
为减轻金属机械臂的重量,以六自由度机器人的大臂为研究对象,结合三维编织碳纤维复合材料的成型工艺,设计机械臂结构,提出基于CFRP/QT(碳纤维增强复合材料/QT 500-7铸铁)混合结构的机械臂轻量化设计方法。采用有限元分析方法对混合结构... 为减轻金属机械臂的重量,以六自由度机器人的大臂为研究对象,结合三维编织碳纤维复合材料的成型工艺,设计机械臂结构,提出基于CFRP/QT(碳纤维增强复合材料/QT 500-7铸铁)混合结构的机械臂轻量化设计方法。采用有限元分析方法对混合结构机械臂进行静力学分析,得到满足强度及刚度要求下混合结构机械臂的设计方案。力学仿真结果表明,混合结构机械臂质量减少24%,混合结构机械臂机器人具有良好的运动性能,在J1关节处所需驱动力矩更小。 展开更多
关键词 混合结构 机械臂 碳纤维复合材料 轻质设计 仿真分析
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铝合金/碳纤维超混杂薄壁吸能结构的制备及性能研究
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作者 李建春 李华冠 +1 位作者 项思溢 孙响龙 《南京工程学院学报(自然科学版)》 2024年第1期39-44,共6页
纤维/金属超混杂复合管在提高整体结构碰撞吸能性能的同时又具有显著的轻量化效果,在吸能结构材料应用领域具有良好的应用前景和优势.通过热压成形与螺栓连接相结合的方法制备铝合金/碳纤维超混杂薄壁吸能结构,讨论不同尺寸的双耳端结... 纤维/金属超混杂复合管在提高整体结构碰撞吸能性能的同时又具有显著的轻量化效果,在吸能结构材料应用领域具有良好的应用前景和优势.通过热压成形与螺栓连接相结合的方法制备铝合金/碳纤维超混杂薄壁吸能结构,讨论不同尺寸的双耳端结构、螺栓连接位置与数目在轴向压溃下对薄壁吸能结构失效行为及吸能性能的影响.试验结果表明:双耳端尺寸与螺栓位置影响结构的层间结合性能,双耳长度为12、18 mm时容易造成应力集中,从而影响结构在轴向压溃下的失效形式与吸能特性;螺栓连接数目影响结构的强度与层间结合性能,5螺栓连接的薄壁吸能结构拥有最优吸能性能与失效形式. 展开更多
关键词 纤维/金属超混杂复合管 热压 失效形式 吸能性能
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碳/玻混杂纤维复合材料自行车前叉的铺层设计及耐疲劳验证
6
作者 周勇军 李红周 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期241-246,252,共7页
与传统金属材料相比,混杂纤维复合材料具有轻质高强、耐疲劳和抗冲击韧性好等优点。为了得到既满足力学要求又节约成本的较优性能的前叉,通过有限元分析对碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料的自行车前叉进行铺层优化设计。自行车前叉分为叉... 与传统金属材料相比,混杂纤维复合材料具有轻质高强、耐疲劳和抗冲击韧性好等优点。为了得到既满足力学要求又节约成本的较优性能的前叉,通过有限元分析对碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料的自行车前叉进行铺层优化设计。自行车前叉分为叉身和立管,在不改变材料铺层角度和厚度的前提下,分别改变叉身和立管的层间混杂比和铺层材料(碳纤维预浸布/玻璃纤维预浸布)顺序,计算前叉在服役状态下的力学性能。通过对比材料最大应力值以及材料成本,获得该条件下最优的前叉设计。结果表明:混杂复合材料叉身的最内层材料应该用玻璃纤维铺设。当自行车前叉叉身混杂比为1∶2,铺层顺序为[G_(3)CGC];自行车前叉立管混杂比为3∶13,铺层顺序为[GCG12C2]时,所得碳/玻混杂复合材料前叉方案为最优铺层设计。5万次加速疲劳测试实验表明:采用优化后的铺层方案制备复合材料自行车前叉,可以满足前叉的耐疲劳性要求。 展开更多
关键词 自行车前叉 混杂纤维复合材料 铺层设计 有限元分析 耐疲劳性
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基于Design-Expert的全风积沙超高韧性混凝土纤维混杂设计试验 被引量:1
7
作者 刘洋 欧忠文 +4 位作者 胡志德 罗伟 朱卡尔 周若冲 王聚瑞 《粉煤灰综合利用》 CAS 2019年第4期26-29,共4页
基于工业设计软件Design-Expert对PVA纤维和UHMWPE纤维掺量进行精准化设计。通过拟合流动度、抗折强度和抗压强度指标,建立回归方程。利用多目标优化的方法,得出目标纤维的最佳体积掺量,并对全风积沙超高韧性混凝土纤维增强效果进行预... 基于工业设计软件Design-Expert对PVA纤维和UHMWPE纤维掺量进行精准化设计。通过拟合流动度、抗折强度和抗压强度指标,建立回归方程。利用多目标优化的方法,得出目标纤维的最佳体积掺量,并对全风积沙超高韧性混凝土纤维增强效果进行预估和验证。当PVA纤维与UHWMPE纤维体积掺量为1/3时,混凝土的抗折强度提升38.6%。 展开更多
关键词 design-Expert 风积沙 超高韧性混凝土 纤维混杂
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混杂碳/玻纤维复合材料自行车轮辋的铺层优化分析及抗疲劳验证 被引量:1
8
作者 周勇军 邱宇鸿 李红周 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第11期70-77,共8页
对碳纤维/玻璃纤维层间混杂复合材料自行车轮辋进行数值优化分析,能够设计出具有价格适中、安全性能高、耐疲劳等特点的自行车轮辋。借助有限元分析对自行车轮辋模型进行服役状态下的力学行为模拟,能够为试验研究提供相对可靠的方案,减... 对碳纤维/玻璃纤维层间混杂复合材料自行车轮辋进行数值优化分析,能够设计出具有价格适中、安全性能高、耐疲劳等特点的自行车轮辋。借助有限元分析对自行车轮辋模型进行服役状态下的力学行为模拟,能够为试验研究提供相对可靠的方案,减少试验过程中不必要的原料浪费,从而降低整个复合材料轮辋的设计和制备成本。本文通过ABAQUS软件构建了自行车轮辋模型,通过调整碳纤维预浸布铺层和玻璃纤维预浸布铺层的顺序、各铺层角度比例和顺序,计算轮辋在服役状态下的力学性能,通过比较各方案得到较优的设计方案。5万次加速疲劳测试结果表明:采用优化后的自行车轮辋侧壁铺层方案及凸缘铺层方案指导复合材料轮辋的制备,可以显著提高复合材料自行车轮辋的抗疲劳能力。 展开更多
关键词 自行车轮辋 层间混杂纤维复合材料 铺层优化设计 有限元分析 加速疲劳测试
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环向缠绕混杂碳/玻纤维复合材料气瓶最优混杂比有限元分析 被引量:4
9
作者 谢志刚 张效迅 卢黎明 《上海工程技术大学学报》 CAS 2011年第4期304-308,共5页
压缩天然气(CNG)复合材料气瓶主要应用于航空航天领域,因为传统的CNG复合材料气瓶安全问题日益突出,因此,把纤维混杂法应用到CNG气瓶已成为一种趋势.以CNG 2型气瓶为例,运用ANSYS软件建立了与实际工况相一致的碳/玻混杂纤维缠绕气瓶有... 压缩天然气(CNG)复合材料气瓶主要应用于航空航天领域,因为传统的CNG复合材料气瓶安全问题日益突出,因此,把纤维混杂法应用到CNG气瓶已成为一种趋势.以CNG 2型气瓶为例,运用ANSYS软件建立了与实际工况相一致的碳/玻混杂纤维缠绕气瓶有限元分析模型,通过数值模拟和仿真分析,在获得碳/玻混杂纤维的当量厚度比的基础上,最终确定了两种纤维的最优混杂比. 展开更多
关键词 混杂纤维 复合材料气瓶 有限元分析 优化设计
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混杂纤维复合材料受拉构件的最优混杂比研究 被引量:23
10
作者 陈汝训 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期219-221,共3页
基于复合材料力学中的复合定律和断裂应变破坏准则,讨论了混杂纤维复合材料的断裂特性,得到了以纤维层拉伸强度和拉伸模量表示的两种纤维混杂复合材料受拉构件的临界混杂比和拉伸强度;并讨论了最优混杂比的选取方法。算例表明,文中给出... 基于复合材料力学中的复合定律和断裂应变破坏准则,讨论了混杂纤维复合材料的断裂特性,得到了以纤维层拉伸强度和拉伸模量表示的两种纤维混杂复合材料受拉构件的临界混杂比和拉伸强度;并讨论了最优混杂比的选取方法。算例表明,文中给出的最优混杂比的确定,就是一种满应力的优化设计,它可用于固体火箭发动机混杂纤维缠绕壳体的初步设计。 展开更多
关键词 复合材料壳体 混杂纤维复合材料 临界混杂比 优化设计
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混杂纤维缠绕壳体设计 被引量:14
11
作者 陈汝训 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期10-13,共4页
应用网格理论 ,得到了固体火箭发动机混杂纤维缠绕壳体在内压作用下的平衡方程。给出了混杂纤维缠绕圆筒壁厚的计算公式。讨论了用模拟实验压力容器确定纤维发挥强度的问题。算例表明 ,文中给出的设计计算方法 。
关键词 固体推进剂 火箭发动机 混杂纤维复合材料^+ 缠绕结构 结构设计 圆筒壁厚
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碳布位置对木粉/高密度聚乙烯复合板性能影响 被引量:1
12
作者 周晨 杜凤 王伟宏 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期91-94,共4页
引入碳纤维作为增强手段,通过设计不同的工艺结构,探究其对木塑复合材力学性能的增强效果。板材结构设计方案有CF313(3 mm表层木塑板+碳布+1 mm芯层木塑板+碳布+3 mm表层木塑板)、CF232(2 mm表层木塑板+碳布+3 mm芯层木塑板+碳布+2 mm... 引入碳纤维作为增强手段,通过设计不同的工艺结构,探究其对木塑复合材力学性能的增强效果。板材结构设计方案有CF313(3 mm表层木塑板+碳布+1 mm芯层木塑板+碳布+3 mm表层木塑板)、CF232(2 mm表层木塑板+碳布+3 mm芯层木塑板+碳布+2 mm表层木塑板)、CF151(1 mm表层木塑板+碳布+5 mm芯层木塑板+碳布+1 mm表层木塑板)、CF070(碳布贴在最外层)、CF7(不添加碳布的空白实验)。研究结果表明,CF070复合材的弯曲强度最大;CF151的弹性模量最大,即碳纤维放在近表层位置时,弯曲性能较好,但拉伸时木塑表层容易拉断;放在靠近中心位置时复合材的拉伸强度和冲击强度提高幅度较大。综合考虑各性能,表层厚度为2 mm时可最大程度发挥碳布优势、增强木塑复合材料力学性能。 展开更多
关键词 木粉/高密度聚乙烯复合材 纤维增强 碳纤维布 结构设计
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混杂纤维复合材料头盔的设计与制备 被引量:7
13
作者 王燕杰 吴晓青 陈利 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1-3,共3页
利用有限元分析了碳/Kevlar混杂纤维制备头盔时多种铺层方式的固化变形,根据头盔变形发生位置和小变形量的要求,确定了头盔在CF/KF/CF混杂方式下[02C/904K/02C]的铺层方式;保证头盔与外部设备的安装不受影响。利用VARI工艺制备头盔,并... 利用有限元分析了碳/Kevlar混杂纤维制备头盔时多种铺层方式的固化变形,根据头盔变形发生位置和小变形量的要求,确定了头盔在CF/KF/CF混杂方式下[02C/904K/02C]的铺层方式;保证头盔与外部设备的安装不受影响。利用VARI工艺制备头盔,并对碳纤维与C/K混杂纤维复合材料进行冲击试验,结果表明C/K混杂纤维耐冲击性能优于碳纤维复合材料。 展开更多
关键词 混杂纤维复合材料 VARI 有限元分析 铺层设计 冲击性能
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多壁碳纳米管对Ti-碳纤维/反应型聚酰亚胺超混杂层板力学性能的影响 被引量:2
14
作者 李红丽 张娴 +3 位作者 李华冠 匡宁 陶杰 骆心怡 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期581-590,共10页
为了改善Ti/反应型聚酰亚胺(PMR)树脂界面的黏结强度,从而提高Ti-碳纤维(CF)/PMR超混杂层板的力学性能,本文探究了添加多壁碳纳米管(MWCNTs)对Ti-CF/PMR超混杂层板力学性能的影响。将不同质量分数(0wt%、2.5wt%、5.0wt%和7.5wt%)的MWCNT... 为了改善Ti/反应型聚酰亚胺(PMR)树脂界面的黏结强度,从而提高Ti-碳纤维(CF)/PMR超混杂层板的力学性能,本文探究了添加多壁碳纳米管(MWCNTs)对Ti-CF/PMR超混杂层板力学性能的影响。将不同质量分数(0wt%、2.5wt%、5.0wt%和7.5wt%)的MWCNTs利用超声分散法均匀分散于PMR树脂中,随后进行Ⅰ型断裂韧性试验,探究添加MWCNTs对Ti-CF/PMR超混杂层板界面性能的影响,最后选取最优含量的MWCNTs同时添加到PMR胶层和CF/PMR树脂中,并进行弯曲试验,探究添加MWCNTs对Ti-CF/PMR超混杂层板力学性能的影响。通过SEM观察和分析了相应的失效模式和增强机制。结果表明:当MWCNTs含量为5.0wt%时,Ⅰ型层间断裂韧性提高了74%;同时添加5.0wt%MWCNTs于PMR胶层和CF/PMR复合材料树脂中,Ti-CF/PMR超混杂层板的弯曲性能较未添加MWCNTs提高了42%。这是由于MWCNTs在PMR胶层和CF/PMR树脂中的分布均匀性较高,且能分散并承受界面层转移到纤维层的载荷,并利用自身拔出、断裂、桥接、脱黏来吸收并消耗断裂能量,进一步提升Ti-CF/PMR超混杂层板的弯曲性能。 展开更多
关键词 Ti-碳纤维 反应型聚酰亚胺 超混杂层板 多壁碳纳米管(MWCNTs) 界面性能 力学性能 增强机制
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