树脂基三维机织复合材料拉伸失效模式研究

树脂基三维机织复合材料试件在拉伸过程中,较多试样出现两个断口,其中一个断口出现在夹持过渡段,且呈明显的压缩失效特征。采用显式有限元计算及应力波理论分析方法,对试件断裂后的瞬态位移及应变响应开展了研究,结果显示拉伸断裂后应力波在远端夹持端引起的压缩应变大于静态压缩失效应变,从而导致在夹持端发生二次失效。该结论对采用ASTM D3039开展三维机织复合材料拉伸试验时的有效破坏模式提出了修正建议。     

碳纤维乒乓球拍底板材料的力学性能分析

研究了碳纤维种类和纱线屈曲角对传统机织物以及薄层展纤织物的拉伸强度、拉伸模量、压缩强度和压缩模量的影响,并对压缩破坏形态进行了分析。结果表明,展纤机织试样的纱线最大屈曲角都明显小于传统机织试样,展纤机织-1和展纤机织-2试样的拉伸强度、压缩强度都明显高于传统机织-1和传统机织-2试样,而拉伸模量和压缩模量基本相当,这主要与展纤织物经纬纱交织点少、面密度小以及纱线屈曲程度小有关。展纤机织试样具有较高的拉伸强度和压缩强度,可以较好满足碳纤维乒乓球拍底板材料的使用要求。     

RDX基PBX炸药的力学行为和损伤模式

利用电子万能实验机和分离式霍普金森压杆对RDX基PBX炸药进行了实验,获取了不同应变率(10-3～103s-1)下的应力应变曲线,用扫描电子显微镜(SEM)分析了RDX基PBX炸药的微观损伤模式.结果表明,RDX基PBX炸药的力学性能具有明显的应变率效应,失效应力和失效应变均随着应变率的增加而增加.准静态压缩时,试样沿轴线方向开裂,以界面脱粘为主要的损伤模式;而冲击压缩时,试样依然保持原有的块状结构,界面脱粘和晶粒破碎两种损伤模式并存.     

单向玻璃纤维复合材料纵向弹性模量有效预测方法的研究

采用真空袋-热压罐法制备单向纤维增强复合材料平板试样,通过拉伸试验得到纵向弹性模量,与细观并联力学模型预测的工程常数结果进行比较,根据结合机理针对匹配性、完整性和取向有效性,对细观预测公式进行了修正,得到了能有效接近真实模量的修正公式.结果表明:采用修正的细观力学混联公式预测方法得到的纵向模量与实验测得的数值非常接近,可用于工程计算.     

波纹缺陷对复合材料层合板压缩力学性能影响研究

采用真空辅助灌注成型工艺与热压罐成型工艺,分别制备不同增强材料的标准压缩试样和含缺陷的压缩试样。压缩测试实验结果表明,压缩载荷下波纹缺陷引起压缩弹性模量和强度显著减小,并且对压缩强度的影响更加明显;同时,均一波纹对复合材料板材的压缩强度与压缩弹性模量的影响比梯度波纹更大;此外,波纹对碳纤维预浸料增强复合材料的力学性能影响更大,层间剪切破坏是试样主要失效机制,并且在纤维波纹的最大偏转角处,试样易发生横向剪切破坏。     

试样厚度对聚乙烯拉伸性能的影响

通过对不同厚度聚乙烯试样的拉伸试验进行分析.结果表明,试样厚度对聚乙烯的强度、应变、拉伸模量均有较大影响,对单位面积的屈服吸收能没有影响;现有塑料制品设计中,材料的拉伸性能和制品厚度为独立参数的做法存在隐患.     

聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合材料的3D打印及性能

以纳米羟基磷灰石(nano-HA)和聚己内酯(PCL)为原料,通过熔融共混方式制备不同nano-HA含量的PCL/nano-HA复合材料。采用熔体微分3D打印机打印PCL/nano-HA复合材料测试试样,测试其力学性能,并通过差示扫描量热仪和X射线衍射仪进行了分析。结果表明:随着nano-HA质量分数的增加,PCL/nano-HA复合材料3D打印试样的拉伸强度和弯曲强度均呈现先增大后减小的趋势,而压缩强度一直增大,结晶性能变好;当nanoHA质量分数为20%时,3D打印试样的拉伸强度和弯曲强度均达到最大值,分别为23.3MPa和21.4MPa;当压缩应变为10%时,nano-HA质量分数为40%的PCL/nano-HA复合材料试样的压缩应力为最大值,为31.4MPa。PCL/nano-HA复合材料打印试样中只含nano-HA和PCL两种相,有利于其保持良好的生物活性,有望在生物组织支架中得到应用。     

考虑软弱夹层的含孔洞大理岩力学特性模拟分析

天然岩体中常含有孔洞和软弱夹层等缺陷,为研究含1条软弱夹层与中心孔洞的大理岩在单轴压缩作用下的破坏模式和力学特性,采用数值模拟软件RFPA2D对试样破裂过程进行了模拟。结果表明:软弱夹层的存在改变了大理岩试样的破坏模式,当软弱夹层强度比较低,厚度比较大时,软弱夹层下部的大理岩基本不出现破坏;当软弱夹层强度不变时,大理岩试样的峰值应力随着软弱夹层厚度的增加而减小,峰值应力对应的应变随着软弱夹层厚度的增加而增加;当软弱夹层厚度不变时,大理岩试样的峰值应力随着软弱夹层强度的增加而增加,峰值应力对应的应变随着软弱夹层强度的增加而减小。研究结果对比揭示了不同厚度和强度软弱夹层含孔洞大理岩的破坏模式和力学特性,可为软弱夹层上部建设的岩体工程失稳破坏提供一定的参考。     

基于PFC3D的砂土线性模型细观参数敏感性研究

准确地标定参数是使用商用离散元软件PFC合理建模的前提和关键步骤。采用PFC3D对砂土线性模型试样共进行了80次三轴压缩试验模拟，分别改变颗粒间摩擦系数、颗粒有效模量、颗粒刚度比和试样初始孔隙率等细观参数，探究不同围压下细观参数的变化对试验结果（最大偏应力）的敏感性。结果表明，颗粒间摩擦系数对试验结果有明显影响，初始孔隙率在>0.32%时对试验结果有明显影响。     

芳纶包覆碳纤维增强环氧树脂的轴向压缩性能研究

采用缠绕法制备了芳纶长丝包覆碳纤维束,利用真空辅助树脂转移成型法制备了包覆碳纤维增强环氧树脂.通过电子万能试验机测试了复合材料的轴向压缩性能,研究了长丝缠绕方式、包覆密度和碳纤维束的数量对试样压缩强度及破坏模式的影响.结果表明,芳纶包覆能够提升碳纤维复合材料的压缩强度,随着芳纶长丝包覆密度的增加,压缩强度逐渐增加;相比...