碳/环氧3D角联锁结构复合材料压缩性能的实验研究

碳/环氧3D层-层正交角联锁结构复合材料是很有应用潜力的材料,然而,到目前为止,这种材料的力学性能数据较少,影响了其可靠性的评估.本研究通过测试四种不同结构的角联锁结构复合材料的压缩性能,客观地评价了结构与压缩性能的关系.实验结果和分析表明:四种结构的复合材料在相互垂直的经向和纬向均具有较高的压缩强度和压缩模量;经纱密度大的结构其经向压缩强度也大,同样,纬纱密度大的结构其纬向压缩强度也大;呈伸直状态的衬纱对提高其所在方向的压缩模量贡献很大.     

碳纤维三维编织复合材料的结构对拉伸和弯曲性能的影响

研究了碳纤维四步法三维四向、三维五向编织结构复合材料的拉伸和弯曲性能,以及结构参数-编织角的变化对其拉伸和弯曲性能的影响,并与层合复合材料作了对比性研究.结果表明,三维编织复合材料具有良好的力学性能,其拉伸强度可达810MPa、拉伸模量可达95.6GPa,弯曲强度可达829.03MPa、弯曲模量可达67.5GPa.同时,编织角和编织结构对复合材料性能有较大的影响.随着编织角的增大,复合材料的拉伸、弯曲强度和模量均减小;三维五向结构的拉伸、弯曲强度和模量均高于四向结构;在纤维体积含量相近的情况下,通过对编织角的设计,可以设计三维编织复合材料的性能.     

三维编织预制件的工艺参数设计

以实际应用为基础，讨论了三维编织预制件成型过程中编织角、花节长度、纤维体积含量、纱线排列、外形尺寸等参数间的关系及其相互制约特性，分析了纤维体积含量的3种计算方法，给出常规参数范围，建立了预制件编织工艺设计窗口，为使用者和设计者提供了理论参考依据．     

三维编织预制件厚度的超声波在线测量

采用超声脉冲回波法对具有封闭横截面形状的碳纤维三维编织预制件的厚度进行在线测量。分析了超声波在三维编织预制件内的传播原理,建立了由微机、步进电机、齿轮、丝杠和探头组成的A型脉冲回波法检测系统和加压装置。实验结果表明:三维编织预制件内部纤维束倾斜,造成超声波衰减比较严重,但是选用水做耦合剂,在适当的压力和探头频率下,超声法可以透射三维编织预制件,获得预制件的厚度信息;随着预置压力的增大,超声波测试的厚度值趋于稳定;探头频率对测试结果数据影响不明显。     

复合材料三维编织结构的单元体模型

复合材料三维编织结构技术是国外八十年代发展起来的高新纺织技术。三维编织结构复合材料是一种新型结构形式的复合材料,它具有优良的抗冲击损伤性能、力学性能和耐烧蚀性能。本文讨论了三维编织结构的单元体模型,推导出有关参数之间的数学关系。     

三维编织玻璃/环氧复合材料梁的低速冲击和冲击后压缩性能研究EI

试验制备了三维编织四向结构、五向结构和六向结构的玻璃纤维预制件增强环氧树脂梁的复合材料试样,每种试样包含20°、30°和40°三个编织角度.研究了编织结构和编织角参数对复合材料低速冲击及冲击后压缩性能的影响,分析了损伤后的试样形貌及破坏情况.试验结果表明:编织参数对复合材料的损伤容限影响较显著;编织角相同时,五向结构具有较高的CAI强度,而六向结构则表现出较好的冲击韧性;编织结构相同时,30°编织角试样的抗冲击性能较好;同时,冲击后压缩试样表现出脆性断裂特征.     

纺织复合材料预制件的几种织造技术

本讨论了几种纺织复合材料预制件的织造技术，其中包括机织，针织，三维整体编织和这些预制件的特点，并同时讨论了在织造中要注意的几个主要问题。     

多轴向经编/缝合织物增强复合材料冲击后压缩强度研究

本文采用冲击后压缩强度试验对多轴向经编／缝合复合材料的损伤容限进行了研究。结果表明：与层合板复合材料相比,多轴向经编／缝合复合材料的冲击后压缩强度提高了１００％以上,说明缝合对提高材料的抗损伤容限有较大的贡献。最后探讨了多轴向经编／缝合复合材料具有优越的综合性能及广阔的应用前景。     

RTM中纤维渗透率预测的研究进展

对国内外在RTM 成型工艺中的渗透率预测方法进行了文献回顾。系统论述了理论分析法和数值模拟法, 评析了各方法中模型存在的问题, 比较了模型间的不足。理论分析法中详细介绍了毛细管模型和规则排列柱阵模型在单向纤维渗透率预测中的应用。数值模拟法中重点介绍了均匀化法、Boltzman 网格法和单胞法对单向纤维和平面机织纤维渗透率的预测。回顾了国内对渗透率预测的研究, 其方法主要以实验分析为基础, 分析了纤维结构与渗透率的关系, 讨论了渗透率特性对工艺过程的影响规律。提出了目前在渗透率预测研究中仍然存在的一些不足, 指出了该领域将来的研究方向。