紫外线对玻纤环氧乙烯基酯树脂基复合材料性能的影响

对玻璃纤维增强环氧乙烯基酯树脂基复合材料在温湿环境下进行了人工紫外加速老化实验,并进行了拉伸、弯曲等试验,分析了试件紫外老化后的质量损失率、巴氏硬度、弯曲破坏形态以及力学性能的演变规律,并利用SEM观察了试样表面老化前后的形貌变化.研究表明:紫外线照射后试样的表面泛黄,且随照射时间的延长颜色不断加深;试样拉伸和弯曲性能以及巴氏硬度在紫外老化前期有所上升,160 h后开始下降;质量损失率随着紫外光照射时间的延长而逐渐增大;紫外老化后试件的弯曲破坏过程与未老化试件一致;随着老化周期的增加,孔隙量和韧性发白光带数量增加,呈现出明显的片层状海浪花样.     

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料在温湿和紫外辐照环境中的老化行为

在温湿和紫外辐射环境中对玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料进行加速老化试验,采用红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、扫描电镜、热重分析仪、力学试验机等研究了老化前后复合材料的化学结构、表面元素含量、表面形貌、玻璃化转变温度、弯曲和拉伸性能。结果表明:在温湿和紫外辐照环境中老化1 440h后,复合材料树脂中存在化学键断裂的现象,化学结构发生了改变,树脂发生了光氧化反应;随着老化时间的延长,复合材料表面出现变色、龟裂、翘曲变形等现象,老化1 440h后表面呈片层状海浪花样;随着老化时间的延长,复合材料的强度和模量均呈先增后降的趋势,并均在老化160h时达到最大;老化1 440h后,复合材料的初始分解温度比老化前的低,玻璃化转变温度约为113.4℃,比老化前的升高了8℃。     

玻璃纤维增强环氧乙烯基酯树脂基复合材料的热老化性能

对玻璃纤维增强环氧乙烯基酯树脂基复合材料进行了高温老化试验,分析了随着老化时间的延长,材料的表面形貌、巴氏硬度及力学性能的演变规律,同时采用傅立叶变换红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜对老化前后复合材料的化学结构、表面元素含量及老化前后材料拉伸断面形貌变化进行了分析。结果表明,随着老化时间的增加,材料表面颜色不断加深,并出现龟裂和翘曲变形以及纤维凸出在表面;巴氏硬度保留率随着老化时间的延长呈现先增大后减小的趋势,在老化28 d时,巴氏硬度保留率下降4.3%;试样的拉伸强度保留率和弯曲强度保留率随着老化时间的延长,呈现先增大后缓慢降低的趋势,在老化28 d时分别下降6.14%和9.23%;试样在老化过程中没有新的物质生成,但其化学元素含量发生了变化,说明了复合材料发生了化学反应,其化学结构发生了变化;试样表面树脂脱落面积和空隙量逐渐增多;经过高温老化后的试样拉伸断裂后,整体断面形貌不规则,并且随着老化时间的增加,树脂含量逐渐减少。     

紫外老化对UP/GF层合板性能的影响

对玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂(UP/GF)基层合板进行了人工紫外加速老化试验,分析了试样紫外老化前后的巴氏硬度、质量保持率以及拉伸、弯曲性能的演变规律。结果表明,随紫外老化时间的增加,试样的巴氏硬度呈先上升后下降的趋势;紫外老化最初的168 h内,质量损失率占整体质量损失的近50%,之后保持在一个相对平稳的状态;其拉伸强度和弯曲强度在紫外老化前期有所上升,在紫外老化168 h开始下降;从傅立叶变换红外光谱图中可以看出,试样中没有新的物质产生,只是化学结构发生了变化;紫外老化后,UP含量明显减少,在拉伸断裂过程中,有明显的玻璃纤维从UP树脂中拔出而留下凹槽空洞。     

大型风机柔性叶片摆振运动冲击对层间断裂韧性的影响

冲击对材料表面的层间断裂产生重要影响,但对层间断裂韧性影响的趋势尚不明确。尤其是风机叶片在摆振运动时,叶片所受冲击对叶片表面层间断裂的影响及趋势未见公开研究。本文首先对风机叶片摆振运动冲击载荷的动力学响应进行研究,确定振型-位移-速度的对应关系,然后对叶片摆振运动过程中的应力-应变-速度进行有限元数值分析,再依据连续介质力学原理建立摆振冲击载荷控制方程,明确摆振运动冲击导致裂缝的应变能释放率（G）和应力强度因子（K）的关系。最后通过对摆振和冲击实验中断裂参数（振型、位移、速度、载荷、起裂方式以及裂纹长度）的测量,验证了本文中摆振运动冲击对Ⅱ型裂缝层间断裂韧性的影响的研究结果,探讨了摆振运动冲击载荷对叶片表面层间断裂韧性影响的趋势。     

玻璃纤维层合板低能量冲击试验研究

为研究玻璃纤维层合板抗冲击性能,利用落锤冲击实验机,以两种不同能量,对两种预制裂纹的玻璃纤维复合材料层合板进行低能量冲击;对实验中的冲击载荷、能量、位移和速度进行采集;对冲击损伤进行力学分析和对比;并对损伤形貌进行了SEM观察。结果显示:在相同能量冲击下,预制裂纹层合板冲击后的损伤程度与预制裂纹的大小和面积成线性关系;在不同能量冲击下,复合材料层合板具有不同的破坏结构,其主要损伤为基体开裂和层间分离。