玻纤/环氧三维编织复合材料的动态压缩性能

本文利用SHPB（the split Hopkinson pressure bar）装置对玻璃纤维／环氧三维编织复合材料在高应变率（4000s^-1，5000s^-1，6000s^-1）下的动态压缩性质进行测试，试验结果表明玻纤／环氧三维编织复合材料是应变率敏感材料。     

分形及分维在单轴向三维编织复合材料拉伸实验中的应用

基于分形几何的计盒维数研究了三维编织复合材料拉伸实验的断裂样照,结果表明,该材料的断裂曲线具有统计自相似性,在不同的尺度范围内具有不同的空间分布格局;而计盒维数定量地表征了其尺度变化规律;准静态和低应变率加载条件下材料的分维数较大,表明其空间占据程度较大,曲线弯曲结构复杂,这是因为低应变率加载时材料内部结构断裂时间不同造成;而高应变率加载时,断裂曲线分维数较小,曲线空间占据小,弯曲结构比较简单,这是由高应变率加载时材料内部结构断裂时间差异缩小造成。     

超声评价碳/环氧三维编织复合材料的实验分析

 本文采用超声回波法对碳/环氧三维编织复合材料进行超声A 扫描,结合对超声定位的缺陷区域进行细观形 貌解剖分析,研究了超声回波波形和三维编织复合材料细观形貌特征的对应关系。在考虑碳纤维单丝分布及纤维束 和树脂界面状态的基础上,利用经验的波形分析法讨论了超声波在三维编织复合材料中的衰减。实验研究结果表明 ,超声回波特征和三维编织复合材料缺陷有对应关系,超声A 扫描波形特征分析可用于碳/环氧三维编织复合材料 的无损检测及其缺陷的初步评价。     

三维编织Cf/SiC复合材料的拉伸破坏行为

通过三维编织碳纤维(carbon fiber，Cf)／SiC复合材料样品单向拉伸以及单向拉伸加卸载实验．结合样品断口观察．从宏观上分析了三维编织Cf／SiC复合材料单向拉伸时的力学响应，为进一步描述三维编织Cf／SiC复合材料力学行为奠定了实验基础。实验结果表明：三维编织Cf／SiC复合材料单向拉伸时，卸载模量衰减与应力呈线性关系，残余应变的增加与应力呈二次函数关系。微裂纹主要在编织节点处萌生，沿纤维束界面扩展，最终在编织节点处汇合，导致样品发生破坏。     

三维编织复合材料的发展及应用研究

三维编织复合材料以其高比刚度、高比强度以及优良的抗冲击、抗分层性能被广泛应用于航空航天领域。随着编织工艺的不断革新以及固化成型技术的持续发展,三维编织复合材料在一体化成型和大尺寸自动化编织上展示出得天独厚的优势。本文对三维编织机进行分类,讨论了三维编织与二维编织的区别,介绍了三维编织预成型体工艺的发展现状,对三维编织复合材料的应用现状进行总结。最后,对三维编织复合材料的应用前景进行了展望。     

编织形式对三维全五向编织复合材料拉伸性能的影响

本文以玻璃纤维为原料,采用全自动模块组合旋转法三维编织平台制备1×1,1×2,1×3,2×2等四种三维全五向编织物,并分别与环氧树脂基体复合,制备三维全五向编织复合材料。借助Instron万能材料试验机测试上述四种材料的拉伸性能,探讨编织形式对材料拉伸性能的影响。结果表明,1×1编织结构形式的拉伸性能最好,1×3编织结构的最差;1×2编织结构形式的单纱强力利用率最高,1×3编织结构的最低。     

聚合物复合材料在高应变率下的力学性能

综述近年来几次国际会议上报导的有关聚合物复合材料的动态力学试验方法(如落锤、冲孔机、霍布金森杆等)和不同材料、不同纤维、不同编织方法的应变率效应。     

三维编织复合材料有效模量的计算

三维编织复合材料的模型是计算机辅助设计复合材料的基础，但是目前的研究还很不成熟。本文应用三维编织复合材料的单胞模型，应用有限元分析软件ANSYS模拟了三维编织复合材料的编织结构，并模拟了得到了复合材料拉伸时的位移场和应力场，并由ANSYS的应力和应变结果计算了复合材料的等效弹性模量。其计算结果与实验结果符合较好。     

三维编织结构参数对复合材料拉伸性能的影响

通过7组实验比较和分析研究,评价了编织结构参数(如编织角,纤维体积分数,轴向纱数与编织纱数之比,三维四向/五向,厚度)对复合材料拉伸性能的影响,且对复合材料的破坏模式进行了研究。实验结果表明,三维编织复合材料具有良好的力学性能,编织角、复合材料尺寸、纤维体积含量、轴向纱数与编织纱数之比等对复合材料的性能有较大的影响;复合材料有两种破坏模式,一种是裂纹沿纤维束扩展,另一种是纤维束拉断,后者为主要破坏模式。这些结果为三维编织复合材料的设计提供了依据。     

三维编织碳纤维复合材料剪切性能研究

本文采用短梁三点弯曲试验法,研究三维四向、五向编织碳纤维复合材料的剪切性能、剪切破坏过程及其破坏模式。结果表明:三维五向较三维四向编织复合材料剪切性能好;三维编织复合材料剪切强度沿长度方向随着编织角的减小而增加;切边三维编织复合材料试件受剪切破坏时在加载点附近侧表面裂缝沿纱线走向分布,上下两表面发生弯曲破坏,离开侧表面2 mm后内部纵向截面上下表层发生弯曲破坏,其它部位未发生剪切破坏。     

三维编织压电陶瓷基复合材料有效电弹性性能有限元分析

基于三维编织预制件的细观结构,建立了三维编织压电陶瓷基复合材料位移-电耦合场有限元模型,利用电弹性场体积平均思想和有限元方法研究了周期分布三维编织压电陶瓷基复合材料的有效电弹性性能。通过对代表性体积单元施加位移载荷和电载荷边界条件,预测了不同纤维体积分数下三维编织压电陶瓷基复合材料的有效弹性常数、压电常数和介电常数。计算结果表明,三维编织压电陶瓷基复合材料可显著改善压电陶瓷的整体力学性能,且保持了较好的电学性能。     

动力有限元在三维编织复合材料弹道冲击性能研究中的应用

三维编织复合材料具有高的层间剪切强度,高的损伤容限和显著的抵抗裂纹扩展的能力。三维编织复合材料弹道性能的研究一般局限于实验观察阶段。本文运用数值计算方法对三维编织复合材料细观结构有限元模型进行弹道冲击性能研究,得出了合理的结果,说明了这种方法的有效性。     

编织结构复合材料力学性能的测试与分析

对四步法三维编织复合材料的拉伸、压缩和弯曲等性能进行了实验研究,得到了该材料的主要力学性能参数及破坏规律.实验结果表明:三维编织复合材料具有良好的力学性能,而编织工艺和编织结构对复合材料的性能有较大的影响.这些结果为进一步研究复合材料的强度失效问题奠定了实验基础.     

Silane Grafted Cellulose and Biosilica Toughened Glass-Epoxy Composite: Mechanical,Hydrophobicity and Low Velocity Impact Behavior

Silicon - High toughness, impact damage resistance biocompatible glass-epoxy composites were prepared using 3-Aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) treated cellulose and biosilica nanoparticle and...     

Prediction and experimental verification of damping in 3-D braided textile structural composites

The material damping characteristics of 3-D braided textile structural composites were investigated in this paper. A model for predicting damping in these materials was developed based upon the classical laminated plate theory. The model modified the existing models for predicting the static moduli of 3-D textile structural composites by using the elastic-viscoelastic correspondence principle. The basic engineering constants were replaced with their corresponding complex forms by applying the elastic-viscoelastic correspondence principle to them. In this study, the basic damping loss factors (i.e. η_L, η_T, η_LT and η_vLT) were obtaiend by a modified Hashin's theory, Rule-of-Mixture Laws, and an indirect method on the basis of empirical works. From complex numerical results, we concluded that axial damping, flexural damping, coupling damping, and in-plane shear damping coefficients were all functions of the yarn orientation angle and fiber volume fraction in 3-D braided textile structural composites. Experimental data supported theoretically predicted results.     

碳纤维编织复合材料损伤变形与破坏实验研究

通过对碳纤维编织复合材料的拉伸实验,利用声发射技术(Acoustic Emission,简称"AE")和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")方法研究碳纤维复合材料的损伤演化规律。通过采集试件在拉伸过程中的声发射信号、损伤变形与应变场信息,分析碳纤维编织复合材料的力学加载、变形场和声发射特征参数的关系。结果表明复合材料的位移场、应变场信息以及AE信号特征参数能良好地描述复合材料在拉伸状态下的损伤累积和破坏过程。在加载前期,以40~60 dB低幅度信号为主;随着载荷增加,撞击累计数急剧升高,高幅度、高持续时间信号增多。通过DIC测得的位移场和应变场信息,发现对于相同的载荷增量,加载方向的位移和最大拉应变呈先增加后减小的趋势。     

Strength properties of discontinuous fiber composites

The longitudinal strengths of unidirectional discontinuous fiber composites have been calculated based on the concept of perturbation effect and the distortional energy criterion, utilizing the finite-element method. The theoretical results thus obtained are compared with the experimental data as well as the results of shear lag analysis for tungsten-copper, boron-aluminum, glass-epoxy and boron-epoxy composites. Based on the Jackson-Cratchley equations, modified for discontinuous fibers, a formula is also proposed for calculating the strengths of randomly oriented discontinuous fiber composites. The results calculated from this formula are compared with the experimental data for aluminum oxide-aluminum-silicon and glass-epoxy composites.