基于FBGs的快速和常规固化环氧树脂基复合材料的固化残余应变研究 被引量：3

1

作者 祁一信 鞠苏 江大志 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第11期21-26,共6页

在纤维增强树脂基复合材料的固化过程中,由于纤维与树脂的热膨胀系数不匹配和树脂的固化体积收缩而产生的固化残余应变对组装设计和控制复合材料的性能至关重要。概述了有损和无损检测固化残余应变的方法;采用光纤布拉格光栅分别检测了... 在纤维增强树脂基复合材料的固化过程中,由于纤维与树脂的热膨胀系数不匹配和树脂的固化体积收缩而产生的固化残余应变对组装设计和控制复合材料的性能至关重要。概述了有损和无损检测固化残余应变的方法;采用光纤布拉格光栅分别检测了快速和常规固化环氧树脂基复合材料的固化残余应变,并结合环氧树脂的流变性对其应变历史进行了分析研究。10层碳纤维单向布增强环氧树脂基复合材料的温度和应变历史表明,固化温度在80℃时,快速和常规固化复合材料第5层的固化反应放热峰值温度分别为133. 7℃和106. 3℃,快速和常规固化复合材料第5层的固化残余应变分别为-4074. 7με和-2660. 8με。 展开更多

关键词 快速固化树脂 固化残余应变 光纤布拉格光栅 碳纤维增强环氧基复合材料

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碳纤维增强环氧树脂复合材料在切向气流和激光作用下的损伤 被引量：10

2

作者 陈敏孙 江厚满 +2 位作者 焦路光 李君神 刘泽金 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期56-62,共7页

实验研究了靶板表面有0.4Mach(1Mach=340m/s)切向空气气流、0.4Mach切向氮气气流和无气流时,976nm连续激光对碳纤维增强E-51环氧树脂复合材料的辐照效应,得到了该材料在不同功率密度下的烧蚀规律。实验结果表明:当样品发生剧烈热分解时... 实验研究了靶板表面有0.4Mach(1Mach=340m/s)切向空气气流、0.4Mach切向氮气气流和无气流时,976nm连续激光对碳纤维增强E-51环氧树脂复合材料的辐照效应,得到了该材料在不同功率密度下的烧蚀规律。实验结果表明:当样品发生剧烈热分解时,随热分解气体流出边界的固体颗粒对入射激光有屏蔽作用;切向气流一方面可以减弱这种屏蔽作用,有利于辐照区的烧蚀,另一方面对样品有冷却作用,不利于烧蚀;相比于氮气流,空气流有助于产物的燃烧,对下游附近区域产生明显的加热作用;切向空气气流的加载会明显提高扩散到样品表面的氧气浓度,导致碳纤维发生氧化烧蚀;三种气流状态下,当入射激光功率密度在100～800W/cm2范围内,随着功率密度的增大,激光能量的利用效率逐渐降低。 展开更多

关键词 激光辐照 切向气流 碳纤维增强环氧树脂复合材料 氧化烧蚀 破坏

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聚氨酯/纳米SiO_(2)改性碳纤维增强环氧树脂复合材料界面性能 被引量：1

3

作者 袁玉环 左进霞 +1 位作者 彭聪 武湛君 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期6073-6086,共14页

聚合物与纤维之间的界面性能对提升复合材料力学性能尤为重要。本文采用异氰酸根(-NCO)封端的聚氨酯(PU)分子对纳米SiO_(2)表面进行改性,同时采用KH550对碳纤维(CF)进行表面改性,利用-NH2与-NCO较高的反应活性,在CF和纳米SiO_(2)粒子间... 聚合物与纤维之间的界面性能对提升复合材料力学性能尤为重要。本文采用异氰酸根(-NCO)封端的聚氨酯(PU)分子对纳米SiO_(2)表面进行改性,同时采用KH550对碳纤维(CF)进行表面改性,利用-NH2与-NCO较高的反应活性,在CF和纳米SiO_(2)粒子间通过PU分子链形成共价键连接。结果显示:PU极性分子链的引入,提高了CF的表面能,使其表面润湿性显著提高。相较于KH550直接接枝纳米粒子的碳纤维(CF-KH550-SiO_(2)),通过PU分子链接枝纳米粒子的碳纤维(CF-KH550-PU-SiO_(2)),其表面能提升23.0%,表面纳米SiO_(2)粒子的接枝率和分散均匀性也明显提升。CF-KH550-PU-SiO_(2)/环氧树脂(EP)的界面剪切强度(IFSS)和层间剪切强度(ILSS)相比未改性CF/EP分别提高72.9%和47.9%,相比CF-KH550-SiO_(2)/EP分别提高17.3%和11.2%。 展开更多

关键词 碳纤维增强环氧树脂复合材料 界面性能 纳米二氧化硅 聚氨酯 碳纤维表面改性

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碳纤维增强环氧树脂复合材料盐雾腐蚀行为及其老化分子机制 被引量：1

4

作者 李玥 叶林 赵晓文 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期91-97,共7页

碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)综合性能优异,广泛用于国防军工、航空航天等领域。文中针对CFRP在海洋气候环境下的实际应用需求,研究了具有产品结构特征的NOL环及层压板试样在高温、高浓度盐雾(55℃,10%NaCl)条件下的盐雾腐蚀行为,... 碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)综合性能优异,广泛用于国防军工、航空航天等领域。文中针对CFRP在海洋气候环境下的实际应用需求,研究了具有产品结构特征的NOL环及层压板试样在高温、高浓度盐雾(55℃,10%NaCl)条件下的盐雾腐蚀行为,并通过研究材料在老化过程中的吸湿行为、盐分扩散行为及树脂分子/交联网络结构及体系界面结构的演变,探究了其老化分子机理及界面损伤机制。其老化过程可分为3个阶段,在此期间水分子对树脂的溶胀与塑化作用、纤维-基体湿膨胀系数不匹配诱发的界面损伤作用及盐分/水分对树脂的腐蚀断链作用均可导致体系交联密度降低、界面脱粘及基体破碎,诱使材料力学及界面强度劣化。老化90 d后,NOL环及层压板试样的层间剪切强度(ILSS)保留率分别为73.75%及84.10%。 展开更多

关键词 碳纤维增强环氧树脂复合材料 盐雾腐蚀行为 界面损伤 老化分子机制

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拉挤成型碳纤维增强EP复合材料高低温力学性能 被引量：4

5

作者 陈朝中 章潇慧 +3 位作者 李要君 许豪 付延涛 林鹏 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期108-113,共6页

为了研究环境温度对轨道交通车辆复合材料力学性能产生的影响,以4轴向碳纤维经编布为增强体,环氧树脂(EP)为基体,采用拉挤成型制备了碳纤维增强EP复合材料板。研究了复合材料在三种环境温度(–50,23,70℃)下的拉伸与弯曲性能,并计算B基... 为了研究环境温度对轨道交通车辆复合材料力学性能产生的影响,以4轴向碳纤维经编布为增强体,环氧树脂(EP)为基体,采用拉挤成型制备了碳纤维增强EP复合材料板。研究了复合材料在三种环境温度(–50,23,70℃)下的拉伸与弯曲性能,并计算B基准值。结果表明,随着温度的升高,其力学性能呈现下降趋势。开孔拉伸性能变化较小,弯曲性能更易受到温度的影响,与常温条件相比,高温状态下弯曲强度下降28.8%,弯曲弹性模量下降8.3%,低温下弯曲强度上升20.3%,弯曲弹性模量变化不大,仅为2.4%。从计算数据看,在复杂的环境温度下该种成型材料也能够基本满足较高的力学性能要求,为扩展碳纤维增强EP复合材料从小型辅助件到大型主体承力件的应用研究提供了依据。 展开更多

关键词 轨道交通车辆 碳纤维增强环氧树脂复合材料 拉挤成型 开孔拉伸 弯曲性能

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国产T700级碳纤维及复合材料性能表征 被引量：12

6

作者 张海燕 李根臣 +7 位作者 刘震宇 王义师 邵蒙 王存铎 郑素萍 孟昭瑞 王昭硕 魏化震 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期238-240,共3页

研究了两种国产T700级碳纤维微观形貌以及相应的环氧树脂基复合材料的基本力学性能,并与日本东丽T700碳纤维进行比较。结果发现,与表面光滑的东丽T700碳纤维相比,国产碳纤维表面有颗粒附着,呈凹凸不平的形貌;国产Ⅰ型和东丽碳纤维较国... 研究了两种国产T700级碳纤维微观形貌以及相应的环氧树脂基复合材料的基本力学性能,并与日本东丽T700碳纤维进行比较。结果发现,与表面光滑的东丽T700碳纤维相比,国产碳纤维表面有颗粒附着,呈凹凸不平的形貌;国产Ⅰ型和东丽碳纤维较国产Ⅱ型碳纤维的力学性能稳定性更好,国产Ⅰ型碳纤维与东丽纤维力学性能数据相近,其中国产Ⅰ型碳纤维复合材料拉伸强度为2323MPa、拉伸弹性模量为143GPa、弯曲强度为2327MPa、弯曲弹性模量为140GPa。 展开更多

关键词 国产T700级碳纤维 东丽T700碳纤维 表面形貌 碳纤维增强环氧树脂基复合材料 力学性能

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碳纤维/环氧树脂单向复合材料的吸湿残余应力研究 被引量：6

7

作者 黄远 万怡灶 +3 位作者 何芳 王玉林 高智芳 李刚 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期57-62,共6页

对碳纤维增强环氧树脂基(CFL/EP)单向复合材料在湿热环境下吸湿残余应力进行了研究。首先,采用ABAQUS有限元软件计算了环境温度T=37℃及T=80℃条件下随时间变化的材料中水分分布,该结果和材料吸湿实验结果吻合较好,同时也发现碳纤维随... 对碳纤维增强环氧树脂基(CFL/EP)单向复合材料在湿热环境下吸湿残余应力进行了研究。首先,采用ABAQUS有限元软件计算了环境温度T=37℃及T=80℃条件下随时间变化的材料中水分分布,该结果和材料吸湿实验结果吻合较好,同时也发现碳纤维随机分布模型能更好地模拟复合材料吸湿行为;随后,根据获得的水分分布对随时间变化的吸湿残余应力进行了研究。结果表明:树脂基体长时间吸湿导致的残余应力能够达到很高的水平(30MPa以上),其中纤维间距较小的基体区域以及基体和纤维界面处的应力水平明显高于其他区域,而在界面处应力值最高。这种高水平的残余应力在吸湿、脱湿循环下可能导致材料发生疲劳损伤及失效。 展开更多

关键词 碳纤维增强环氧树脂基复合材料 ABAQUS 吸湿实验 残余应力 失效

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碳纳米管基体改性碳纤维增强环氧树脂基复合材料的性能研究 被引量：5

8

作者 闫民杰 陈莉 梁振江 《产业用纺织品》 北大核心 2020年第8期34-39,共6页

为研究碳纳米管(CNTs)对碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CF/EP复合材料)性能的影响,采用超声共混的方式将CNTs引入到CF/EP复合材料基体体系中,制备CNTs基体改性碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CF/EP-CNTs复合材料)。对两种复合材料的黏弹... 为研究碳纳米管(CNTs)对碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CF/EP复合材料)性能的影响,采用超声共混的方式将CNTs引入到CF/EP复合材料基体体系中,制备CNTs基体改性碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CF/EP-CNTs复合材料)。对两种复合材料的黏弹性能、热稳定性能、弯曲性能和耐疲劳性能进行测试。结果表明40.0℃时CF/EP-CNTs复合材料的储能模量E′值较CF/EP复合材料提高了16.1 GPa,Tg值略有降低;CF/EP-CNTs复合材料开始热降解的温度较CF/EP复合材料低,热稳定性略有下降;CF/EP-CNTs复合材料的弯曲强度和弯曲模量比CF/EP复合材料分别提高了6.3%和15.9%;经40000次弯曲疲劳后,CF/EP-CNTs复合材料的弯曲强度保持率和弯曲模量保持率高达90.7%和93.8%。 展开更多

关键词 碳纤维增强环氧树脂基复合材料 碳纳米管 基体改性 黏弹性能 热稳定性能 弯曲性能 耐疲劳性能

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碳纤维增强环氧树脂基复合材料轴管的低速冲击失效机制及剩余压缩性能 被引量：4

9

作者 肖杰 施涵 +3 位作者 余许多 杨慧东 孙泽玉 余木火 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3640-3651,共12页

采用落锤冲击试验模拟低速冲击过程,对碳纤维增强环氧树脂基复合材料传动轴的轴管在不同能级冲击下的损伤行为以及冲击后的剩余压缩性能进行了研究;通过ABQUAS有限元分析软件和X射线断层扫描技术(CT)相结合的方法观察了复合材料轴管在... 采用落锤冲击试验模拟低速冲击过程,对碳纤维增强环氧树脂基复合材料传动轴的轴管在不同能级冲击下的损伤行为以及冲击后的剩余压缩性能进行了研究;通过ABQUAS有限元分析软件和X射线断层扫描技术(CT)相结合的方法观察了复合材料轴管在受到低速冲击时的损伤形式,研究其内部损伤规律。结果表明,复合材料轴管的抗冲击形变能力随着冲击能量的增加先增强后减弱,在冲击能量为10~20 J之间出现最大值。CT无损检测结果显示复合材料轴管的失效形式包括分层损伤、树脂开裂和纤维破裂(断裂)。在低能量冲击时,复合材料轴管主要产生分层损伤和树脂的开裂,而纤维断裂损伤只出现在冲击位置,且随着冲击能量的增加纤维断裂现象愈加显著。有限元仿真结果显示复合材料轴管中的碳纤维在拉伸方向的失效明显小于压缩失效,压缩失效沿纤维排布方向扩散,拉伸失效沿轴向和横向呈十字扩散,轴向失效的程度大于横向失效的程度;而树脂的压缩失效沿轴向从冲击位置向横向扩散,扩散形状近似圆形,越靠近圆心失效越明显,拉伸失效范围呈十字,整体失效沿十字边缘扩散。 展开更多

关键词 碳纤维增强环氧树脂基复合材料 轴管 低速冲击损伤 ABQUAS有限元分析 剩余压缩性能

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超声功率谱特征参数在复合材料孔隙率检测中的应用 被引量：2

10

作者 张雅静 林莉 李喜孟 《理化检验（物理分册）》 CAS 2010年第3期159-163,170,共6页

基于材料超声检测系统模型及功率谱分析,考察了碳纤维增强环氧树脂基(CFRP)复合材料的孔隙率(0.03%～2.3%)与主频、中心频率、加权功率谱频率、有限频带能量(F_(LFB))及主频对应的能量(E_(PF))等参数之间的相关性。结果表明:孔隙率在0.... 基于材料超声检测系统模型及功率谱分析,考察了碳纤维增强环氧树脂基(CFRP)复合材料的孔隙率(0.03%～2.3%)与主频、中心频率、加权功率谱频率、有限频带能量(F_(LFB))及主频对应的能量(E_(PF))等参数之间的相关性。结果表明:孔隙率在0.03%～0.67%范围内时,E_(LFB)与孔隙率呈线性递减关系;在0.67%～2.3%范围内,两者呈二次曲线递减关系;E_(PF)与孔隙率的关系在0.64%左右两侧分别呈现出线性和二次曲线递减趋势。E_(LFB)和E_(PF)能有效表征CFRP的孔隙率。 展开更多

关键词 超声检测 功率谱特征参数 碳纤维增强环氧树脂基复合材料 孔隙率

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基于材料轻量化的商用汽车驾驶室CAE分析与建模 被引量：2

11

作者 孙然 《红河学院学报》 2021年第5期147-150,共4页

针对商用汽车驾驶室的材料轻量化研究,文章通过仿真实验构建了碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CFRP)的模型,并通过该模型对商用汽车驾驶室进行静态刚度和动态性能分析。在满足商用汽车驾驶室刚度要求前提下,采用CFRP轻量化复合材料代替... 针对商用汽车驾驶室的材料轻量化研究,文章通过仿真实验构建了碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CFRP)的模型,并通过该模型对商用汽车驾驶室进行静态刚度和动态性能分析。在满足商用汽车驾驶室刚度要求前提下,采用CFRP轻量化复合材料代替传统钢结构材料,构建了轻量化商用汽车驾驶室CEA模型,并通过NasTran有限元建模软件进行仿真实验。实验结果表明,CFRP轻量化复合材料构建的商用汽车驾驶室的静态刚度基本保持不变。在模态分析中,轻量化材料的一节扭转频率提升了27.63%,驾驶室整体质量下降了38.38kg,降幅达到了11.4%,具有较强的轻量化效果,且静态刚度和模态分析结果验证了CFRP轻量化复合材料的可行性。 展开更多

关键词 碳纤维增强环氧树脂基复合材料 商用汽车驾驶室 CEA建模 静态刚度 模态分析

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3种材料在柔性机械臂振动抑制中的特性对比 被引量：1

12

作者 谷勇霞 江崔颖 +1 位作者 张玉玲 钟文 《机床与液压》 北大核心 2019年第5期96-101,共6页

在所设计的柔性机械臂的基础上,利用SolidWorks Simulation对合金钢、铝合金、碳纤维增强环氧树脂基复合材料3种结构材料的机械臂进行线性动态分析,分别从谐波分析和瞬态振动分析两个方面对机械臂进行仿真。结果表明,碳纤维增强环氧树... 在所设计的柔性机械臂的基础上,利用SolidWorks Simulation对合金钢、铝合金、碳纤维增强环氧树脂基复合材料3种结构材料的机械臂进行线性动态分析,分别从谐波分析和瞬态振动分析两个方面对机械臂进行仿真。结果表明,碳纤维增强环氧树脂基复合材料对机械臂具有明显的减振作用,其振动衰减速度及振动衰减效果要优于传统合金材料,为机械臂的设计及振动抑制提供了参考。 展开更多

关键词 碳纤维增强环氧树脂基复合材料 机械臂 振动抑制

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制备工艺对C_(3D)/EP复合材料力学性能的影响

13

作者 胡丰华 雷雨 +2 位作者 万怡灶 王玉国 王玉林 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 2004年第4期24-26,共3页

本文采用了两种工艺制备三维编织碳纤维增强环氧树脂基 (C3D/EP)复合材料 ,并对其力学性能和微观结构进行了研究和分析。结果表明 ,孔隙对复合材料的影响较大 ,相对RTM工艺制备的复合材料 ,真空浸渍法制备的复合材料有较高的空隙率 ,较... 本文采用了两种工艺制备三维编织碳纤维增强环氧树脂基 (C3D/EP)复合材料 ,并对其力学性能和微观结构进行了研究和分析。结果表明 ,孔隙对复合材料的影响较大 ,相对RTM工艺制备的复合材料 ,真空浸渍法制备的复合材料有较高的空隙率 ,较低的弯曲强度和弯曲模量、较好的冲击性能。 展开更多

关键词 制备工艺 C3D/EP 力学性能 三维编织碳纤维增强环氧树脂基复合材料 微观结构

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