混杂复合材料力学(Ⅰ)

就纤维复合材料力学这门学科而言,已有许多著作。混杂纤维复合材料出现后,原来的非混杂复合材料力学的内容是否完全适用于混杂纤维复合材料?本文针对这一问题,进行了综合论述,对于单向层坯、层板,非混杂,层内、层间混杂纤维复合材料,归纳了八种解折方法并介绍了一些学者的研究结果。本文将分1) 前言;2) 层坯的弹性常数;3) 层坯的变形特性;4) 单向层坯的强度与破坏;5) 层坯的破坏准则;6) 层板的刚度和强度六个部份进行论述。     

混杂复合材料力学（Ⅲ）

五、层坯的破坏准则在这一节讲表1中的方法(6)。如在第四节中见到的那样,用理论解析或实验方法都可以确定纤维方向的强度F_L、横向强度F_T、剪切强度F_(LT)。在这里我们考虑斜向拉伸或组合应力作用下的强度,这就是所谓破坏准则,对此有各式各样的提法。     

环氧树脂的力学性能对单向复合材料层压板某些机械性能的影响

本文通过试验及微观力学强度理论分析指出,单向复合材料层压板的拉伸强度和层间剪切强度主要受树脂基体拉伸弹性模量控制。     

纤维缠绕制品的电性能研究 Ⅱ.纤维含量和纤维方向对单向纤维复合材料介电性能的影响

本文着重研究了纤维含量和纤维排列方向对环氧/单向纤维复合层扳的介电性能的影响。结果表明:纤维与施加电场方向的改变,将导致复合层板电击穿强度发生变化,其角度越大,那么其电击穿强度越高。纤维含量增加,其单向纤维复合层板的介电性能下降。本文对单向纤维复合材料建立了亚微观介电模型,且在此基础上,对其电击穿强度、复合介电常数与纤维方向和纤维含量的关系进行了理论预测,其结果与实验值有较好的一致性。     

国产高性能碳纤维复合材料界面性能研究

对国产MT300-3K、JHT300-3K和东丽T300-3K碳纤维表面微观形貌及其环氧树脂基复合材料界面性能进行对比研究,SEM结果表明,三者表面微观形貌一致;单纤维拔出对比试验表明,国产MT300-3K与东丽T300-3K碳纤维界面剪切强度相当,略大于国产JHT300-3K碳纤维;单向板弯曲强度、层间剪切强度及破坏面微观形貌分析表明,三种T300-3K级碳纤维与环氧树脂基体的匹配性好,界面粘接强度相当。     

陶陶墙地砖坯体强度分析和强度影响因素及坏体压制特征探讨

根据力学理论综合分析了墙地砖坯体强度的形成机理及影响坯体强度的因素,如层裂、含湿度、致密度等。并对坯体强度与致密度;致密度与压制力及坯料之间的关系以及层裂对强度的影响进行了简要的分析。最后对满足坯体强度压制特征作了初步探讨。     

立体光固化3D打印成型碳化硅陶瓷的烧结特性

立体光固化(SLA)作为碳化硅陶瓷材料3D打印的主流方法之一,具有广泛的应用前景。本文针对立体光固化成型的碳化硅素坯,进行了脱脂与反应熔渗试验,通过烧结过程中密度、强度、收缩率、微观结构的变化,研究了立体光固化成型碳化硅素坯的烧结特性。结果表明:脱脂后样品具有较低的烧结收缩率,特别是增材方向,为0.88%,脱脂后的坯体强度为0.26 MPa;光敏(UV)树脂的残留热解碳(PyC)呈网状结构连接碳化硅颗粒,热解碳局部出现断裂,同时样品沿打印层间出现微裂纹;反应熔渗后残留热解碳与硅反应生成β-SiC,连续相硅填充孔隙与层间微裂纹,样品体积密度为2.79 g/cm³,抗弯强度为183.99 MPa。     

水基凝胶注模法制备稳定氧化锆坯体的研究

采用水基凝胶注模法制备稳定氧化锆坯体，测试其气孔分布，并与干压成型法制备的坯体在密度、强度和形貌上进行比较。结果表明，水基凝胶注模法制备的坯体微观结构较为均匀，气孔分布范围较窄，颗粒分布好，团聚少，坯体强度和密度较干压法高。随固相体积分数的增加，水基凝胶注模法坯体密度逐渐增加，但强度逐渐降低。     

陶瓷墙地砖坯体强度分析和强度影响因素及坯体压制特征探讨

根据力学理论综合分析了墙地砖坯体强度的形成机理及影响坯体强度的因素,如层裂、含湿度、致密度等.并对坯体强度与致密度;致密度与压制力及坯料之间的关系以及层裂对强度的影响进行了简要的分析.最后对满足坯体强度压制特征作了初步探讨.     

国产高强高模PAN基碳纤维预浸料的制备及性能研究

以国产CNI QM55高强高模聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、氰酸酯树脂为原料,利用热熔法制备高强高模PAN基碳纤维预浸料,通过纤维面密度、树脂含量、挥发分含量等来评价预浸料的物理性能,结合单向板的微观形貌与层间剪切强度分析单向板的界面结合性能,并对预浸料铺制单向板的力学性能进行表征。结果表明：CNI QM55碳纤维预浸料的纤维面密度为145 g/m²,树脂质量分数为35.5%,挥发分质量分数为0.164%,预浸料的物理性能满足复合材料的性能要求;以CNI QM55碳纤维预浸料制备的单向板0°拉伸强度为2 429 MPa, 0°拉伸模量为328.4 GPa,弯曲强度为1 171 MPa,弯曲模量为280 GPa,压缩强度为783 MPa,压缩模量为257 GPa,层间剪切强度为65.2 MPa,具有较好的界面黏接性能和力学性能,可满足加工应用要求。     

熔体挤出速度对共挤吹塑型坯离模膨胀影响的数值模拟

基于三维非等温黏弹性熔体多相分层流动有限元数值模拟技术,模拟研究了熔体挤出速度对多层共挤吹塑成型环坯离模膨胀和初始温度场的影响规律,揭示了型坯离模膨胀的产生机理。结果表明,多层共挤吹塑成型环坯离模膨胀是由熔体的二次流动诱发而产生,与熔体流出机头进入自由膨胀段的二次流动强度成正比,而其二次流动强度随着熔体挤出速度的增大而增强,因而导致环坯离模膨胀随着熔体挤出速度的增加而增大;多层共挤吹塑成型熔体的二次流动强度与其第二法向应力差成正比关联关系,这与Debbaut的试验研究结论完全吻合,表明二次流动是由第二法向应力差驱动而产生。     

粉煤灰-赤泥孔隙陶瓷的坯釉一体化制备工艺研究

采用粉煤灰、赤泥等类粘土质的工业固废制备建筑陶瓷是其生态高值化利用的有效途径.本文研究了陶瓷坯体主要成分粉煤灰和赤泥配比为3:2时优化的烧成温度、保温时间等工艺参数,研究了成孔剂含量对陶瓷体积密度、孔隙率及微观组织结构的影响,研究了与该坯体相适宜的釉料配方及涂布方式对坯釉结合性能的影响,并重点探讨了具有自保温性能的陶瓷坯釉一次干压成型和一次烧成的制备工艺.研究结果表明,较优化的烧成温度为1100℃,保温时间为2h;适宜的成孔剂含量为5％,釉料配方和涂布工艺对坯釉结合性能和釉层质量具有决定性作用,坯釉一次干压成型是解决坯釉适应性和提高结合强度的有效技术途径;陶瓷基体中加入成孔剂并不会对釉质层的质量造成影响,且坯釉一次干压成型和一次烧成的制备工艺可实现以粉煤灰、赤泥为主要原料的陶瓷的一体化生产,具有显著的生态、节能和经济性.     

聚对苯撑苯并双噁唑、芳纶纤维及其复合材料

研究了聚对苯撑苯并双口恶唑(PBO)和芳纶(F-12)2种纤维的结构、性能及其单向复合材料的性能。电子扫描电镜照片微观结构的研究表明,PBO纤维与F-12纤维相比较,其分子取向更高,表面更光滑,因而与树脂基体的粘接力较差;而F-12纤维因为分子表面不均匀,有微小的浅沟槽,与树脂基体的接触表面积较大,因而粘接力强。复合材料性能的研究表明,PBO纤维的单向复合材料比F-12芳纶纤维的具有更好的拉伸性能,其中拉伸强度高约34.7%,拉伸模量高约63.8%。但其层间剪切强度却很低,只有24.3 MPa。     

复合材料层合板强度界限

本文提出了复合材料层合板强度上下限的概念，给出了层合板强度上下限的计算方法，并以复合材料单向板的强度准则的为基础，对一些特殊铺层的层合板在几种受力状态下的强度限进行了讨论。     

酚醛树脂/PBO纤维单向复合材料的制备及性能

利用聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维与酚醛树脂制备先进复合材料,研究该单向复合材料的层间剪切性能、弯曲性能、冲击性能和动态力学性能,并分析该复合材料的吸湿脱湿行为和热氧老化行为.酚醛树脂/PBO纤维单向复合材料的层间剪切强度为21.25 MPa,弯曲强度为439.53 MPa,弯曲弹性模量为50.11GPa.     

某高导热纤维及其复合材料性能研究

研究了某高导热纤维/环氧树脂单向层复合材料的导热系数和力学性能,发现某高导热纤维/环氧树脂单向层复合材料导热性能提高的同时其个别复合材料性能降低;分析认为某高导热纤维与环氧树脂的界面性能是影响复合材料力学性能的重要因素,同时研究了某高导热纤维的表面微观形貌和表面化学特性、结晶度及某高导热纤维/环氧树脂浸胶丝束的力学性能...     

TDE-85/AG-80环氧树脂基复合材料微观形貌与力学性能分析

选用两种耐高温多官能团环氧树脂TDE-5和AG-80为基体,T300碳纤维为增强体制备了复合材料单向板,纤维体积含量均为60％。实验测得TDE-85树脂基体复合材料单向板的弯曲模量为74．26GPa,弯曲强度为1061．4MPa,层间剪切强度（ILSS）为54．05MPa;AG-80树脂基体复合材料单向板弯曲模量为55．73GPa,弯曲强度为840．52MPa,层间剪切强度（ILSS）为44．84MPa。前者的弯曲强度、弯曲模量与剪切强度也分别高出后者26．3％、33．2％与20．5％。实验对弯曲试样断口微观形貌的受压部分和受拉部分进行了SEM和高倍数码显微镜观察。结果显示,AG-80树脂基与碳纤维的界面结合情况较差,纤维成束被拔出,纤维表面几乎没有树脂。TDE-85树脂基与碳纤维界面结合情况较好,纤维与树脂结合比较紧密,断面较为平整,只有少量纤维拔出,表面粘附大量树脂。     

复合材料层合板的热弹性微观应力分析

本文以代表体元作为基本单元,分析了在荷载作用和温度变化时,复合材料层合板单层中组分材料的微观应力。对因组分材料的微观强度不足引起的破坏,从理论上进行了探讨。为建立以微观应力为基础的层合板强度准则提供了理论依据。     

高岭土的改性及其应用研究

以乙酸钾、三乙醇胺作为改性剂,用机械球磨的方法对高岭土进行改性。将改性高岭土以不同的比例添加到陶瓷坯料中,制备成试样在1250℃、1300℃下烧成。用XRD衍射技术来分析改性前后高岭土物相组成的变化,测试烧成后试样的抗折强度与吸水率,用SEM分析试样断面的微观形貌。研究结果表明,改性剂能够促进高岭土中莫来石的形成;将改性高岭土添加到陶瓷坯体中能够提高陶瓷的抗折强度,相对于未添加改性高岭土的陶瓷坯体抗折强度提高26.72%;添加改性高岭土的陶瓷坯体可以降低烧成温度50℃。     

孔隙率对纤维复合材料电学性能和力学性能的影响

复合材料中存在着不同程度的孔隙,严重时对其性能产生很大的影响。本文研究了孔隙率对单向玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的电气性能和力学性能的影响。结果表明,单向纤维复合材料的孔隙率对其介电损耗因数体积电阻率(ρυ)、电击穿强度(E_(BD))、层间击穿电压以及45°拉伸强度、剪切强度都有明显影响。