不同态碳纤维复合材料冲裁断裂行为

为了揭示不同态碳纤维复合材料(CFRP)在剪切冲裁过程中的变形及断裂行为,优化冲裁工艺方案,利用自主设计的冲裁模具,在CMT5105美特斯微机控制电子万能实验机上完成系列冲裁实验,研究了碳纤维织物层数、树脂膜层数、温度、冲裁速度、冲裁间隙、冲头角度对CFRP断裂行为的影响,并对载荷-位移曲线中出现的单、双峰现象进行了分析。结果表明:碳纤维织物与树脂膜交替舍甫放的CFRP断裂形式为分层断裂,当试件的厚度较小时,树脂膜易发生撕裂;温度的变化使树脂与碳纤维织物的结合状态改变,对断裂行为影响较大;冲裁速度太高或太低均使断面质量较差;冲裁间隙、冲头角度较小时,材料以剪切断裂为主,断面质量较好。     

拉伸状态下碳纤维复合材料T型接头的断裂行为

建立了碳纤维复合材料T型接头数值模型,模拟了其在拉伸载荷下的损伤产生、扩展及失效过程,并对碳纤维复合材料T型接头试件进行了静态拉伸试验。结果表明,接头的初始损伤载荷为9.8~12.0 kN,损伤发生后接头的载荷值发生突降（降低约27%~38%）,此时接头仍具有一定承载能力;试件完全脱胶载荷较初始损伤载荷略有降低（载荷范围为8.0~8.6 kN）。数值计算和试验结果吻合,结果均显示填料区是碳纤维复合材料T型接头最薄弱的部位,易发生破坏;填料区破坏后裂纹迅速向填料区周围的胶层扩展,导致胶层的剥离,这是导致碳纤维复合材料T型接头失效的最主要原因。     

纳米碳纤维复合材料断裂电发射试验研究

采用超声波分散的方法制备了纳米碳纤维／环氧树脂复合材料，研究了纳米碳纤维／环氧树脂复合材料在拉伸和弯曲破坏时的电发射现象，并对其电发射机理进行了探讨。研究结果表明：纳米碳纤维／环氧树脂复合材料在受荷开裂和裂纹扩展过程中均存在明显的电发射现象，这一特性将为复合材料结构的在线监测及非损伤诊断提供新的方法和途径。     

单丝断裂双树脂法研究碳纤维/环氧树脂界面粘结性能

建立了单丝断裂双树脂体系法,利用外层树脂的韧性使包埋于内层脆性树脂中的纤维单丝断裂达到饱和,解决了断裂伸长率较低的树脂基体采用传统的单丝断裂法无法测得界面剪切强度的问题.分别采用界面剪切强度和界面断裂能作为表征参量,考察了干态及湿热条件下两种T300级和两种T800级碳纤维/环氧树脂的界面性能,并与单丝断裂单树脂体系的界面性能进行比较.结果表明:单丝断裂双树脂体系与单树脂体系在表征碳纤维/环氧树脂的界面性能上定性规律一致;双树脂体系界面断裂能和界面剪切强度均可评价界面的耐湿热性能,且二者得到的变化规律一致;湿热处理后界面粘结性能均呈下降趋势,国外碳纤维体系的界面耐湿热性能明显优于国产碳纤维体系.     

碳纤维复合材料应用研究发展趋势

碳纤维复合材料是60年代发展起来的一类轻质高性能新型材料。它是以碳(石墨)纤维作增强体,以树脂、金属、陶瓷或碳等为基体复合而成的材料。由于它具有比重轻、比强度高、比刚度大、热膨胀系数小、尺寸稳定性好、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳及可设     

单丝断裂双树脂法研究碳纤维/环氧树脂界面粘结性能

建立了单丝断裂双树脂体系法, 利用外层树脂的韧性使包埋于内层脆性树脂中的纤维单丝断裂达到饱和, 解决了断裂伸长率较低的树脂基体采用传统的单丝断裂法无法测得界面剪切强度的问题。分别采用界面剪切强度和界面断裂能作为表征参量, 考察了干态及湿热条件下两种T300级和两种T800级碳纤维/环氧树脂的界面性能, 并与单丝断裂单树脂体系的界面性能进行比较。结果表明: 单丝断裂双树脂体系与单树脂体系在表征碳纤维/环氧树脂的界面性能上定性规律一致; 双树脂体系界面断裂能和界面剪切强度均可评价界面的耐湿热性能, 且二者得到的变化规律一致; 湿热处理后界面粘结性能均呈下降趋势, 国外碳纤维体系的界面耐湿热性能明显优于国产碳纤维体系。     

全湿热场下碳纤维/环氧树脂复合材料层间剪切强度

针对T700/TR1219B碳纤维/环氧树脂复合材料,在不同湿/热/力耦合条件下进行层间剪切实验,对比分析性能衰减规律,通过峰值力纳米力学模量成像技术定量表征界面尺寸变化,并结合微观断口形貌分析探究湿热损伤机制.结果表明,T700/TR1219B的层间剪切性能受湿、热场影响显著,当吸湿率为2％时,层间剪切强度从原样的7...     

吸湿后三维编织复合材料剪切性能研究

本文对三维四向编织复合材料和长碳纤维复合材料吸湿后的剪切性能进行了研究。从试验角度得到了吸湿对复合材料的剪切性能的影响规律。并对试件断口进行了扫描电镜观察，从微观角度对复合材料的破坏机制进行了分析。     

硅烷偶联剂对电子束固化碳纤维复合材料的增效研究

根据碳纤维表面的特点及其复合材料中树脂基体进行电子束固化的机理,对碳纤维表面进行预氧化以提高碳纤维表面含氧官能团的含量,利用偶联剂的化学架桥作用对电子束固化复合材料界面进行了增效研究。采用X射线光电子能谱（XPS）对处理后碳纤维表面化学成分进行了分析,并采用层间剪切强度对电子束固化复合材料界面粘合性能进行了评价。结果表明,碳纤维表面的含氮官能团使电子束固化复合材料中碳纤维与环氧树脂基体之间的粘合强度减弱,偶联剂与预氧化碳纤维表面进行了强相互作用,使电子束固化复合材料层间剪切强度得到提高。     

纤维增强改性阻尼材料研究

随着高性能机械设备和高速轨道交通的飞速发展,阻尼材料已被广泛应用于解决噪声和振动问题。研究了添加不同纤维对阻尼材料性能的影响。在阻尼浆和环氧树脂两种基体中添加了有机纤维和玻璃纤维,使用DMA测试仪对复合材料动态力学性能进行表征,探讨了纤维增强机理。测试结果表明,有机纤维较玻璃纤维对复合材料的增强效果好,其中PET纤维表现出较优良的阻尼性能。     

高强玻璃纤维复合材料的铣削加工性能研究

由于复合材料具有各向异性,在加工过程中产生的分层破坏严重影响其装配质量、降低其结合强度,因此需要对复合材料加工过程中的分层情况进行研究.从手糊成型层叠厚板高强玻璃纤维增强复合材料的铣削加工入手,通过单因素法改变切削参数测试作用在试件上的切削力和扭矩的大小来考察加工表面的分层破坏情况.利用正交回归原理建立了切削力、扭矩和分层因子的经验公式,预测了切削力、扭矩和分层因子随切削参数变化的趋势.     

等离子体技术在CF／树脂基复合材料中的应用

介绍了等离子体技术的特点及其在碳纤维表面处理改性中的应用。综述了低温等离子体处理对碳纤维及其增强树脂基复合材料的化学和机械性能的影响，同时也探讨了等离子体技术在纤维复合材料应用中存在的问题和研究方向。     

纤维增强复合材料机械连接接头疲劳研究进展

综述了纤维增强复合材料机械连接接头疲劳研究进程、影响因素及破坏方式,同时对目前公开发表的几种预测复合材料接头疲劳寿命方法进行了介绍与分析.最后,对今后研究动向进行了展望.     

纤维增强复合材料压缩破坏研究进展

综述了纤维增强复合材料压缩破坏机理及影响因素,同时对目前公开发表的几种预测复合材料压缩破坏强度方法进行了介绍与分析。最后,对今后研究动向进行了展望。     

碳纤维增强聚乳酸（C／PLA）复合材料的力学性能（I）

对新型骨折内固定材料－碳纤维增强聚乳酸（C／PLA）复合材料的力学性能进行了评价。重点研究了纤维体积分数（Vf)和硝酸表面处理对C／PLA复合材料力学性能的影响规律。研究表明,随着Vf的增加,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、冲击强度和剪切强度均先增加,达峰值后又减小。硝酸表面处理可明显提高复合材料的界面结合强度,从而使其力学性能明显提高。     

细编穿刺碳/碳复合材料等离子火炬高温烧蚀性能研究

采用等离子火炬作为高温热源，研究了细编穿刺碳／碳复合材料高温烧蚀性能。研究结果表明：随着烧蚀区域从火焰中心到边缘的变化，材料的烧蚀特性从中心区域的以热力学烧蚀为主向靠近边缘区域的以热化学烧蚀为主过渡；碳基体和碳纤维的抗热力学烧蚀性能相当，而抗热化学烧蚀和抗氧化性，碳纤维则明显优于碳基体。     

玻璃纤维增强复合材料的干式磨削加工技术研究

玻璃纤维增强复合材料具有非均质性、各向异性,其可磨削性能与传统金属材料有很大不同。采用两种砂轮对手糊成型高强玻璃纤维增强环氧树脂复合材料层合板进行磨削性能研究,对磨削力和表面粗糙度进行了测量与分析。随着磨削深度的增加,磨削力分力比先增加后减小;随着转速的提高和磨粒尺寸的减小,磨削力分力比减小。玻璃纤维增强复合材料的磨削性能比金属材料差,比陶瓷材料好。     

碳/碳复合材料的疲劳行为研究

碳/碳复合材料作为理想的高温结构材料,在服役过程中不可避免地涉及疲劳加载的情况,其疲劳行为的研究具有十分重要的意义.本文对近年来碳/碳复合材料疲劳行为的研究情况进行了综述,总结出了疲劳行为特点.提出了"界面控制"疲劳机理分析模型,并用此模型合理解释了碳/碳复合材料优异的抗疲劳性能以及异常的"疲劳强化"现象.并在此基础上,对今后的研究工作发表了一些看法.