2.5D机织复合材料与平纹层合板弯曲及层间剪切性能 被引量：1

1

作者 曹玉宁 邵慧奇 +3 位作者 胡吉永 季小强 蒋金华 陈南梁 《上海纺织科技》 北大核心 2023年第2期6-11,共6页

探究了2.5D机织复合材料与平纹层合板的弯曲及层间剪切性能。2.5D织物采用6层浅交直联组织,二维织物采用平纹组织,使用玻璃纤维进行织造,通过真空辅助树脂传输成型工艺进行复合材料的制备,研究其弯曲及层间剪切性能。结果发现:2.5D机织... 探究了2.5D机织复合材料与平纹层合板的弯曲及层间剪切性能。2.5D织物采用6层浅交直联组织,二维织物采用平纹组织,使用玻璃纤维进行织造,通过真空辅助树脂传输成型工艺进行复合材料的制备,研究其弯曲及层间剪切性能。结果发现:2.5D机织复合材料与平纹层合板的纬向试样弯曲强度及弯曲弹性模量均大于经向试样;2.5D机织复合材料纬向弯曲性能优于平纹层合板;2.5D机织复合材料在层间剪切试验时不发生分层现象;平纹层合板随着应力的增大产生层间破坏。2.5D机织复合材料在其厚度方向性能增强的同时接结纱方向的性能下降,织物中经纬纱的屈曲状态以及织造过程中经纬纱的受损程度对复合材料的力学性能影响显著。 展开更多

关键词 复合材料 玻璃纤维 弯曲性能 2.5D织物 层间剪切性能

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基于单胞结构的2.5D碳纤维织物增强复合材料等效热导率 被引量：3

2

作者 李辉 杜建华 王浩旭 《粉末冶金材料科学与工程》 EI 北大核心 2018年第1期94-100,共7页

采用有限元法分别建立碳纤维束微观结构模型和2.5D碳纤维织物增强碳基复合材料单胞结构模型,计算稳态热边界条件下的碳纤维束等效热导率和碳基复合材料等效热导率,研究碳纤维直径和单丝间距对碳纤维束轴向、径向热导率及碳基复合材料沿... 采用有限元法分别建立碳纤维束微观结构模型和2.5D碳纤维织物增强碳基复合材料单胞结构模型,计算稳态热边界条件下的碳纤维束等效热导率和碳基复合材料等效热导率,研究碳纤维直径和单丝间距对碳纤维束轴向、径向热导率及碳基复合材料沿厚度方向热导率的影响。结果表明,基体碳的热导率介于碳纤维的径向热导率和轴向热导率之间;纤维束横截面积一定时,随碳纤维直径增大,纤维束轴向热导率升高,径向热导率降低,碳基复合材料沿厚度方向热导率降低;随单丝间距增加,纤维束轴向热导率降低,径向热导率升高,碳基复合材料沿厚度方向热导率升高。 展开更多

关键词 等效热导率 有限元法 2.5D织物 碳基复合材料 碳纤维

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新型深交联结构碳纤维机织物酚醛树脂基摩擦材料及其制备方法 被引量：7

3

作者 张建民 卢雪峰 +2 位作者 钱坤 曹海建 龙翔 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期52-55,共4页

设计预制体结构参数与织造工艺参数,制备2.5D深交联结构的碳纤维机织物;优化填料配方,采用溶液浸渍、真空辅助相结合的成型工艺,制备出新型深交联结构碳纤维机织物酚醛树脂基摩擦材料。测试了复合材料的密度、孔隙率,研究了材料的剪切... 设计预制体结构参数与织造工艺参数,制备2.5D深交联结构的碳纤维机织物;优化填料配方,采用溶液浸渍、真空辅助相结合的成型工艺,制备出新型深交联结构碳纤维机织物酚醛树脂基摩擦材料。测试了复合材料的密度、孔隙率,研究了材料的剪切性能和弯曲性能,并对其细观形貌和界面结合效果进行观察分析。结果表明:深交联碳布密度为0.84g/cm3,对应的复合材料密度为2.37g/cm3,该新型深交联结构碳纤维机织物酚醛树脂基摩擦材料弯曲应力达到729MPa,剪切强度为262MPa,界面结合良好,具有优异的抗弯强度、剪切强度和结构整体性。 展开更多

关键词 碳纤维机织物酚醛树脂基摩擦材料 深交联 结构设计 制备工艺

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碳纤维织物结构对摩擦材料温度分布的影响 被引量：2

4

作者 李辉 杜建华 +1 位作者 王浩旭 杨宏伟 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期87-93,共7页

为研究碳纤维织物增强树脂基摩擦材料在摩擦过程中的温度分布规律,以评价此类材料的耐热性能。采用有限元分析与单胞模型相结合的方法,分别建立浅交弯联、浅交直联和深交联3种结构的碳纤维织物增强树脂基摩擦材料有限元模型,模拟特定工... 为研究碳纤维织物增强树脂基摩擦材料在摩擦过程中的温度分布规律,以评价此类材料的耐热性能。采用有限元分析与单胞模型相结合的方法,分别建立浅交弯联、浅交直联和深交联3种结构的碳纤维织物增强树脂基摩擦材料有限元模型,模拟特定工况下的摩擦副热传导过程,分析织物结构和编织密度对温度分布的影响规律。结果表明:在摩擦副接合过程中,摩擦温度先升高后降低,摩擦结束时刻的最高温度出现在对偶片中心对称面处;相同编织密度时,浅交弯联织物结构导热性能最优,其摩擦温度峰值最低(仅为168.5℃,其他两种结构摩擦材料的摩擦峰值温度分别为178.0℃和172.1℃);随纬纱编织密度的增加,浅交弯联碳纤维织物增强树脂基摩擦材料中碳纤维体积分数增大,导热性能变优,摩擦峰值温度降低。 展开更多

关键词 碳纤维 2.5D织物结构 温度场 摩擦材料 单胞

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2.5D编织复合材料宏细观力学行为数值模拟研究进展 被引量：2

5

作者 杨思远 蔡长春 +4 位作者 王振军 周金秋 熊博文 徐志锋 余欢 《南昌航空大学学报（自然科学版）》 CAS 2019年第3期41-47,共7页

2.5D编织复合材料是具有高比强度、高比模量和良好结构整体性和性能可设计性的新型先进复合材料。细观力学有限元法是定量深入研究2.5D编织复合材料宏细观力学行为及其损伤失效机理的重要计算方法。本文综述了2.5D编织复合材料细观力学... 2.5D编织复合材料是具有高比强度、高比模量和良好结构整体性和性能可设计性的新型先进复合材料。细观力学有限元法是定量深入研究2.5D编织复合材料宏细观力学行为及其损伤失效机理的重要计算方法。本文综述了2.5D编织复合材料细观力学建模与数值模拟方面的研究及进展情况。首先分析总结了针对2.5D编织复合材料所建立的各类细观结构模型的特点及其适用性,重点讨论了采用不同纤维束截面形状建立的复合材料细观结构模型的优缺点。其次分析了通过多尺度方法分析预测2.5D编织复合材料弹性和强度性能的研究现状,并指出了目前2.5D编织复合材料细观损伤演化和失效数值模拟研究中存在的问题和不足,同时探讨了2.5D编织复合材料宏细观力学行为有限元数值模拟研究工作的重点与发展方向。 展开更多

关键词 2.5D编织复合材料 细观力学 数值模拟 力学行为

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2.5维碳纤维机织酚醛树脂基摩擦材料的力学性能 被引量：2

6

作者 张建民 卢雪峰 +2 位作者 钱坤 曹海建 王梦远 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期884-888 911,911,共6页

以碳纤维为原料,设计织造碳纤维体积含量约50%的浅交弯联和深交联两种典型的2.5维(2.5D)机织物,优选基体材料组分和配方,采用溶液浸渍、真空辅助相结合的成型工艺,制备出新型2.5D碳纤维机织物酚醛树脂基摩擦材料。测试了预制体的密度、... 以碳纤维为原料,设计织造碳纤维体积含量约50%的浅交弯联和深交联两种典型的2.5维(2.5D)机织物,优选基体材料组分和配方,采用溶液浸渍、真空辅助相结合的成型工艺,制备出新型2.5D碳纤维机织物酚醛树脂基摩擦材料。测试了预制体的密度、摩擦材料的孔隙率和密度;研究了摩擦材料弯曲、剪切性能,并分析其细观形态及破坏机理。结果表明:浅交弯联碳布密度为0.79g/cm3,深交联碳布密度为0.84g/cm3;对应的复合材料密度分别为1.44和1.37g/cm3。相同碳纤维体积含量的深交联摩擦材料的孔隙率略大于浅交弯联。在纤维体积含量相同的情况下,相较于浅交弯联摩擦材料,深交联结构具有较大的剪切强度和抗弯强度;而在弯曲载荷作用下,浅交弯联摩擦材料表现为缓慢破坏,具有较好的稳定性。 展开更多

关键词 2.5维碳纤维机织物酚醛树脂基摩擦材料 浅交弯联 深交联 结构设计 力学性能

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2.5D机织复合材料结构与力学性能关系的研究 被引量：19

7

作者 曹海建 钱坤 盛东晓 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 2009年第3期13-15,共3页

本文设计了3种典型2.5D机织物组织,制作了满足要求的试验件。对2.5D机织复合材料经、纬向的拉伸、压缩和层间剪切等性能进行了试验研究,获得了该种材料的主要力学性能参数。分析了这几种材料的结构与性能的关系,得到了一些有益的结论。... 本文设计了3种典型2.5D机织物组织,制作了满足要求的试验件。对2.5D机织复合材料经、纬向的拉伸、压缩和层间剪切等性能进行了试验研究,获得了该种材料的主要力学性能参数。分析了这几种材料的结构与性能的关系,得到了一些有益的结论。结论表明,2.5D机织复合材料的拉伸、压缩、剪切强度基本取决于其纱线倾角和纤维体积含量;相同层数的2.5D机织复合材料的拉伸、压缩、剪切强度均表现为深交联>浅交直联>浅交弯联。 展开更多

关键词 2.5D机织物 复合材料 力学性能 浅交弯联 浅交直联 深交联

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2.5D机织复合材料压缩性能实验与数值模拟 被引量：21

8

作者 卢子兴 周原 +2 位作者 冯志海 杨云华 纪高宁 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期150-159,共10页

为了研究2.5D机织复合材料的压缩损伤和失效机制,验证双尺度渐进损伤有限元数值模拟方法的有效性,对这类复合材料分别沿经纱方向和纬纱方向进行了准静态压缩实验,获得了其相应的应力-应变曲线,并测定了材料的初始弹性模量和极限强度。... 为了研究2.5D机织复合材料的压缩损伤和失效机制,验证双尺度渐进损伤有限元数值模拟方法的有效性,对这类复合材料分别沿经纱方向和纬纱方向进行了准静态压缩实验,获得了其相应的应力-应变曲线,并测定了材料的初始弹性模量和极限强度。在此基础上,利用双尺度渐进损伤有限元数值方法模拟分析了材料的压缩应力-应变响应和损伤演化行为,取得了与实验吻合较好的模拟结果。结果表明:2.5D机织复合材料在纬向压缩下的主要失效模式是纬纱的轴向压溃与断裂,可获得相对较高的压缩强度;但在经向压缩下,经纱因弯曲会承受附加弯矩作用,从而对周围基体造成挤压,故在经纱轴向断裂之前容易出现经纱之间基体的压溃和纱线之间的分层开裂,使强度降低,不利于发挥纤维的承载优势。 展开更多

关键词 2.5D机织复合材料 力学性能 压缩实验 数值模拟 渐进损伤

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碳纤维织物增强树脂基摩擦材料摩擦学性能研究 被引量：9

9

作者 李辉 杜建华 +2 位作者 王浩旭 吕莹莹 杨宏伟 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期4100-4104,共5页

采用2.5D浅交弯联碳纤维整体织物作为预制体,以酚醛树脂为基体,通过热压成型工艺制备了碳纤维整体织物结构增强树脂基复合材料。通过MST-3001摩擦磨损试验机分别考核了干式与湿式条件下复合材料的摩擦磨损性能;采用扫描电子显微镜(SEM)... 采用2.5D浅交弯联碳纤维整体织物作为预制体,以酚醛树脂为基体,通过热压成型工艺制备了碳纤维整体织物结构增强树脂基复合材料。通过MST-3001摩擦磨损试验机分别考核了干式与湿式条件下复合材料的摩擦磨损性能;采用扫描电子显微镜(SEM)、3D激光扫描形貌仪观测了材料的表面形貌。结果表明,干式摩擦条件下,动摩擦系数波动范围0.12~0.26,随着转速的增加摩擦系数先降低后升高,随着载荷的增加摩擦系数变化不明显。湿式摩擦条件下,动摩擦系数波动范围0.08~0.13,随着转速和载荷的增加,摩擦系数降低。在连续摩擦状态,干式工况条件下动摩擦系数波动较大,湿式工况条件下动摩擦系数非常平稳。干式摩擦状态时,材料的主要磨损形式为磨粒磨损,而湿式摩擦时主要发生磨粒磨损和疲劳磨损。 展开更多

关键词 碳纤维 2.5D织物 摩擦磨损 热压成型 摩擦材料

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2.5维织物C_f/Al复合材料制备及其经纬向拉伸变形力学行为研究 被引量：9

10

作者 王振军 董敬涛 +3 位作者 Gui Wang 余欢 徐志锋 Matthew S.Dargusch 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3744-3752,共9页

以石墨纤维2.5维机织物为增强体,铝合金ZL301为基体材料,采用真空辅助压力浸渗法制备了2.5维织物Cf/Al复合材料,研究了3种织物预热温度下制备的复合材料相对致密度和微观组织形貌,分析了其界面产物组成与界面结构特征,测试了其经、纬向... 以石墨纤维2.5维机织物为增强体,铝合金ZL301为基体材料,采用真空辅助压力浸渗法制备了2.5维织物Cf/Al复合材料,研究了3种织物预热温度下制备的复合材料相对致密度和微观组织形貌,分析了其界面产物组成与界面结构特征,测试了其经、纬向准静态拉伸变形力学行为并分析了其断口形貌。结果表明:复合材料织物的细观结构完整,内部纤维分布均匀,致密度随预热温度提高而略有上升,界面棒状产物为Al4C3相,其相对含量随预热温度的提高而增加,从而引起复合材料经向和纬向力学性能的下降。复合材料经向拉伸强度高于纬向拉伸强度,且其应力-应变行为呈现出显著的非线性特征,复合材料经向和纬向拉伸变形过程均可划分为3个阶段:初始弹性变形阶段、中间弹塑性变形阶段和最终损伤与断裂阶段。 展开更多

关键词 2.5维织物 CF/AL复合材料 微观组织 界面 力学行为

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2.5D织物增强复合材料结构与拉伸性能研究 被引量：5

11

作者 郭瑞彦 张国利 +1 位作者 王志鹏 王伟伟 《天津纺织科技》 2017年第1期18-21,共4页

设计了5种不同参数的2.5D衬经纱角联锁织物,并分别与环氧树脂复合固化成复合材料。使用万能试验机和ARAMIS测试系统分别对这5种材料进行拉伸性能的测试。试验结果表明:纤维性能和织物结构中不同的接结经纱密度、衬经纱密度等参数因素对... 设计了5种不同参数的2.5D衬经纱角联锁织物,并分别与环氧树脂复合固化成复合材料。使用万能试验机和ARAMIS测试系统分别对这5种材料进行拉伸性能的测试。试验结果表明:纤维性能和织物结构中不同的接结经纱密度、衬经纱密度等参数因素对复合材料的拉伸性能均能产生显著的影响;纤维性能越好,其复合材料拉伸强度越高;接结经纱根数和衬经纱根数的增大都会显著提高复合材料的拉伸强度,且纤维性能比织物结构对复合材料力学性能产生更显著的影响。 展开更多

关键词 2.5D角联锁织物 接结经纱 衬经纱 拉伸强度 拉伸模量

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2.5维机织物剪切性能实验研究 被引量：4

12

作者 李姗姗 陈利 焦亚男 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期56-59,共4页

本文基于2-2带衬经结构的层-层正交角联锁织物结构优势,织造了7种不同规格参数的角联锁织物和一种三向正交结构的织物,利用像框实验分析了纬纱密度、纬纱细度、织物层数和不同种结构织物对剪切性能的影响。研究发现,织物中纱线密度越大... 本文基于2-2带衬经结构的层-层正交角联锁织物结构优势,织造了7种不同规格参数的角联锁织物和一种三向正交结构的织物,利用像框实验分析了纬纱密度、纬纱细度、织物层数和不同种结构织物对剪切性能的影响。研究发现,织物中纱线密度越大,其所需的载荷越大,达到锁紧角的时间就越短;载荷随着织物层数的增加而增加;纱线细的织物,其所需载荷也小;相同参数的角联锁织物与三向正交织物的剪切性能基本没有太大差别。 展开更多

关键词 剪切 2.5维机织物 实验研究 像框

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2.5维机织物压缩性能实验研究 被引量：3

13

作者 谢永丰 李姗姗 陈利 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2010年第3期19-23,共5页

基于2-2带衬经结构的层-层正交角联锁织物结构优势,织造了7种2.5维机织物为不同规格参数的角联锁织物和1种三向正交结构的织物,通过连续压缩法和位移保持压缩法分析了纬纱密度、纬纱细度、织物层数和不同结构织物对压缩性能和载荷松弛... 基于2-2带衬经结构的层-层正交角联锁织物结构优势,织造了7种2.5维机织物为不同规格参数的角联锁织物和1种三向正交结构的织物,通过连续压缩法和位移保持压缩法分析了纬纱密度、纬纱细度、织物层数和不同结构织物对压缩性能和载荷松弛现象的影响.结果表明:随着织物经纬纱线密度的增大,织物压缩率降低,压缩弹性率升高,厚度损失率降低;织物中的纱线越细,其压缩弹性越好,且厚度损失率越低;压缩弹性率随着织物层数的增加而降低,相应其厚度损失率也随着织物层数的增加而增加. 展开更多

关键词 2.5维机织物 压缩性能 经纬纱密度 织物层数 纱线细度

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基于最小势能原理的2.5D机织物的结构模型 被引量：1

14

作者 张艳红 钱坤 曹海建 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期18-20,共3页

以纬纱为直线、经纱为曲线,建立了2.5D机织物几何结构模型。根据弯矩方程和J.W.S.Hearle原理得到经纱总势能与附加张力、未知的织物结构参数的关系式。当2.5D机织物的尺寸在附加张力作用下趋于稳定时,织物中的纱线系统应满足最小势能原... 以纬纱为直线、经纱为曲线,建立了2.5D机织物几何结构模型。根据弯矩方程和J.W.S.Hearle原理得到经纱总势能与附加张力、未知的织物结构参数的关系式。当2.5D机织物的尺寸在附加张力作用下趋于稳定时,织物中的纱线系统应满足最小势能原理。根据最小势能原理,将确定经纱曲线方程中结构参数的问题转化为求泛函数极值的问题,利用织物结构的几何和力学特点,再把泛函数的极值问题转化为函数极值来处理,然后利用拉格朗日乘数法求解,得到包含2.5D机织物结构参数与力学指标的微分方程组及约束方程组,更为直接地表达结构参数与力学性能之间的关系,为计算机动态模拟织物的各项力学性能指标提供了一个更为可靠的依据。 展开更多

关键词 最小势能原理 2.5D机织物 结构模型 泛函数极值

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