玄武岩/碳纤维混杂三维正交复合材料拉伸性能研究 被引量：6

1

作者 李婉婉 汪进前 +2 位作者 盖燕芳 邓成浩 李朝利 《现代纺织技术》 2019年第2期1-5,共5页

以玄武岩纤维、碳纤维为原料,设计出5种不同混杂比的三维正交织物,利用真空辅助成型工艺制备了乙烯基酯树脂基混杂复合材料,对其拉伸性能进行了测试,重点分析玄武岩纤维在织物中所占比例对复合材料拉伸性能的影响。结果表明:在纤维总体... 以玄武岩纤维、碳纤维为原料,设计出5种不同混杂比的三维正交织物,利用真空辅助成型工艺制备了乙烯基酯树脂基混杂复合材料,对其拉伸性能进行了测试,重点分析玄武岩纤维在织物中所占比例对复合材料拉伸性能的影响。结果表明:在纤维总体积分数一定的情况下,随着混杂织物中玄武岩纤维所占比例的增大,复合材料的拉伸强度先增大后减小,拉伸断裂伸长率逐渐增大,弹性模量逐渐减小,经向整体拉伸性能优于纬向。纤维的混杂比及其性质决定了混杂三维机织复合材料的断裂机制,通过调节纤维混杂比可以充分发挥各种纤维的优势和特点,设计出满足不同需求的材料。 展开更多

关键词 三维正交织物 混杂比 复合材料 拉伸性能

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z向纱对三维正交复合材料层间剪切性能影响 被引量：4

2

作者 孙绯 陈利 +3 位作者 孙颖 张倩倩 张典堂 黄健 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期111-115,共5页

采用置换法增强体成形工艺和树脂传递模塑（RTM）固化工艺制备炭纤维三维正交复合材料。对比研究了不同z向纱体积含量的三维正交复合材料的细观结构、层间剪切性能和破坏形貌。结果表明,基于置换法成形工艺制备的三维正交预制体其3个方... 采用置换法增强体成形工艺和树脂传递模塑（RTM）固化工艺制备炭纤维三维正交复合材料。对比研究了不同z向纱体积含量的三维正交复合材料的细观结构、层间剪切性能和破坏形貌。结果表明,基于置换法成形工艺制备的三维正交预制体其3个方向的纱线具有优异的伸直性;z向纱的体积含量在1%~5%时,对材料的层间剪切强度及模量的增强作用明显;同时,随着固化成型压力的增加,材料的层间剪切强度呈上升趋势,但当压力增大到一定程度,纤维屈曲现象明显,从而降低层间剪切强度的增加幅度;在层间剪切载荷的作用下,材料的主要破坏模式包括纤维的断裂、抽拔以及z向纱与树脂的脱粘,但相应增加z向纱的细度,使z向纱与基体之间的孔隙尺寸减小,可防止材料分层现象的产生。 展开更多

关键词 三维正交复合材料 细观结构 层间剪切强度

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二维与三维机织复合材料的力学性能实验研究 被引量：11

3

作者 戎琦 邱夷平 《纤维复合材料》 CAS 2006年第2期13-15,24,共4页

通过对超厚三维正交机织复合材料及二维机织层合板分别进行拉伸和压缩实验,研究比较两复合材料刚度和强度特性的差异;研究发现无论是三维机织材料的拉、压,还是二维层合板的拉、压的应力—应变曲线都可近似为直线关系,而且具有脆性破坏... 通过对超厚三维正交机织复合材料及二维机织层合板分别进行拉伸和压缩实验,研究比较两复合材料刚度和强度特性的差异;研究发现无论是三维机织材料的拉、压,还是二维层合板的拉、压的应力—应变曲线都可近似为直线关系,而且具有脆性破坏的特点;三维复合材料的拉、压强度要高于二维层合板,是由于不同的增强相结构及纤维含量造成;不同的破坏模式对材料强度影响很大。 展开更多

关键词 超厚三维正交机织复合材料 层合板 拉压性能

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三维正交机织复合材料的力学性能研究 被引量：9

4

作者 余育苗 王肖钧 +1 位作者 王志海 李永池 《实验力学》 CSCD 北大核心 2008年第3期206-212,共7页

利用材料试验机装置开展了三维正交机织Kevlar/乙烯基树脂复合材料力学实验,实验表明面内经向拉伸和厚度z方向压缩时,材料具有一定的应变率效应,厚度z方向压缩强度远大于面内压缩强度,而面内经向和纬向的拉伸强度则相当。结合纤维的编... 利用材料试验机装置开展了三维正交机织Kevlar/乙烯基树脂复合材料力学实验,实验表明面内经向拉伸和厚度z方向压缩时,材料具有一定的应变率效应,厚度z方向压缩强度远大于面内压缩强度,而面内经向和纬向的拉伸强度则相当。结合纤维的编织方式,对这些现象做了必要的定性分析。最后,本文基于三维正交机织复合材料的结构特点,推导了一组可用于估算三维正交机织复合材料弹性模量的公式,估算结果和实验值接近。 展开更多

关键词 三维正交机织 KEVLAR 复合材料 弹性模量

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三维正交机织复合材料的动态压缩性能 被引量：9

5

作者 周凯 熊杰 +1 位作者 杨斌 毛明忠 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期171-175,共5页

本文作者利用分离式Hopkinson压杆装置对玻璃纤维三维正交机织复合材料进行了高应变率下面外、面内方向的压缩试验,并在万能试验机下进行了相应的准静态压缩。获得3个高应变率及准静态下的应力-应变曲线,观察了试样的破坏形貌。结果表明... 本文作者利用分离式Hopkinson压杆装置对玻璃纤维三维正交机织复合材料进行了高应变率下面外、面内方向的压缩试验,并在万能试验机下进行了相应的准静态压缩。获得3个高应变率及准静态下的应力-应变曲线,观察了试样的破坏形貌。结果表明:玻纤三维正交机织复合材料是应变率敏感材料,最大应力、压缩模量随着应变率的增大而增大。三维正交结构使复合材料体现出各向异性:面外的最大应力、失效应变比面内大;面内的压缩模量大于面外,且压缩模量对于应变率的变化比面外方向敏感;经纬向相比,纬向的最大应力大于经向。 展开更多

关键词 三维正交机织 复合材料 高应变率 压缩 各向异性

原文传递

三维正交机织复合材料的单胞模型及应用 被引量：7

6

作者 余育苗 王肖钧 +1 位作者 李永池 王志海 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期181-185,共5页

根据三维正交机织复合材料的结构特点,在假设纤维束横截面为矩形的基础上建立一种单胞模型,该模型由3组互相正交的纤维与基体组成。首先利用这一模型,推导出纤维体积分数与纤维粗度、机织密度等织物参数的关系式,通过测量单胞单元的单... 根据三维正交机织复合材料的结构特点,在假设纤维束横截面为矩形的基础上建立一种单胞模型,该模型由3组互相正交的纤维与基体组成。首先利用这一模型,推导出纤维体积分数与纤维粗度、机织密度等织物参数的关系式,通过测量单胞单元的单层厚度得到纤维体积分数,计算值和实验值较为吻合。然后在假定纤维和基体均为线弹性材料的基础上,利用材料力学方法推导出了3个正交方向的杨氏模量表达式,该表达式简单明了,给出了三维正交机织复合材料杨氏模量与纤维和基体的杨氏模量以及纤维体积分数间的关系,算例的计算结果与实验值有良好的一致性,这说明所建立的单胞模型具有合理性。 展开更多

关键词 三维正交机织复合材料 单胞模型 织物参数 纤维体积分数 杨氏模量

原文传递

二维与三维机织复合材料力学性能的实验研究 被引量：4

7

作者 戎琦 邱夷平 《国际纺织导报》 2006年第11期54-56,58,共4页

对超厚三维正交机织复合材料及二维机织层合板分别进行了拉伸和压缩实验,研究比较了两种复合材料刚度和强度特性的差异。研究发现无论是三维机织材料的拉压还是二维层合板的拉压应力应变曲线都近似为直线,而且具有脆性破坏的特点;三维... 对超厚三维正交机织复合材料及二维机织层合板分别进行了拉伸和压缩实验,研究比较了两种复合材料刚度和强度特性的差异。研究发现无论是三维机织材料的拉压还是二维层合板的拉压应力应变曲线都近似为直线,而且具有脆性破坏的特点;三维复合材料的拉压强度要高于二维层合板。这主要是由于材料不同的增强相结构及纤维含量造成;不同的破坏模式对材料强度影响很大。 展开更多

关键词 超厚三维正交机织复合材料 层合板 拉伸试验 压缩试验

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三维正交机织物织造及复合材料成型工艺研究 被引量：3

8

作者 马亚运 高晓平 《产业用纺织品》 2016年第8期26-30,共5页

详细阐述三维正交机织物的结构特征、织造原理及织造工艺,以三维正交机织物为增强体、环氧树脂为基体,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺成型,制成复合材料,并分析其内部结构。结果表明:由普通织机改造的多综眼多剑杆织机可以织造三... 详细阐述三维正交机织物的结构特征、织造原理及织造工艺,以三维正交机织物为增强体、环氧树脂为基体,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺成型,制成复合材料,并分析其内部结构。结果表明:由普通织机改造的多综眼多剑杆织机可以织造三维正交机织物,成型后复合材料内的纱线形状和位置未发生明显变化,树脂较好地渗透到织物内部,复合材料具有较高的纤维体积分数。研究结果为进一步研究三维正交机织复合材料的力学性能及应用奠定了基础。 展开更多

关键词 三维正交机织物 复合材料 VARTM 纤维体积分数

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三维正交机织复合材料弹道侵彻数值模拟 被引量：2

9

作者 余育苗 王肖均 +1 位作者 李永池 王志海 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期879-886,共8页

利用LS-Dyna有限元软件开展球形弹弹道侵彻Kevlar/乙烯基树脂三维正交机织复合材料的模拟研究,靶板采用含损伤的正交各向异性本构模型和Hashin失效准则,子弹剩余速度的计算值和实验值符合较好,破坏形貌和实验基本一致,并给出侵彻速度时... 利用LS-Dyna有限元软件开展球形弹弹道侵彻Kevlar/乙烯基树脂三维正交机织复合材料的模拟研究,靶板采用含损伤的正交各向异性本构模型和Hashin失效准则,子弹剩余速度的计算值和实验值符合较好,破坏形貌和实验基本一致,并给出侵彻速度时程曲线;结合x方向纤维和面内基体的损伤演化图,分析弹道侵彻过程和材料的破坏模式. 展开更多

关键词 弹道 侵彻 三维正交机织 KEVLAR LS-DYNA 模拟

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基于均匀化方法的三维正交机织复合材料弹性性能预测 被引量：1

10

作者 顾卫平 徐斌 张雪雯 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第12期1785-1788,共4页

根据三维正交机织复合材料中纤维束的空间几何特征,提出了改进的单胞模型,此模型包含经纬纱正交单胞、接结经单胞与接触单胞3种结构。考虑到各个单胞中的纤维束空间结构与变形特点,对纤维束截面尤其是对挤压处的纤维束进行了合理等效,... 根据三维正交机织复合材料中纤维束的空间几何特征,提出了改进的单胞模型,此模型包含经纬纱正交单胞、接结经单胞与接触单胞3种结构。考虑到各个单胞中的纤维束空间结构与变形特点,对纤维束截面尤其是对挤压处的纤维束进行了合理等效,以达到模型通用和简化计算目的。基于均匀化方法分别求得各单胞弹性常数,进一步运用刚度平均化方法获得三维机织复合材料的工程弹性常数。数值结果与实验结果对比表明新建模型的预测精度较好,且相同纤维体积含量情况下,横向弹性模量随机织角的逐渐增大而增大但纵向弹性模量减小。 展开更多

关键词 三维正交复合材料 弹性性能 均匀化方法 单胞模型

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捆绑组织对三维正交机织复合材料拉伸性能的影响 被引量：1

11

作者 王晓菲 曹海建 黄晓梅 《产业用纺织品》 北大核心 2018年第7期7-12,共6页

以高强涤纶纱为原料,借助自主改造的二维小样机织造三种捆绑组织(平纹、斜纹和缎纹)的三维正交机织物,再采用真空辅助树脂传递模型工艺制作三维正交机织复合材料。重点研究三种不同的捆绑组织对三维正交机织复合材料拉伸性能的影响。结... 以高强涤纶纱为原料,借助自主改造的二维小样机织造三种捆绑组织(平纹、斜纹和缎纹)的三维正交机织物,再采用真空辅助树脂传递模型工艺制作三维正交机织复合材料。重点研究三种不同的捆绑组织对三维正交机织复合材料拉伸性能的影响。结果表明:三维正交机织复合材料沿经向拉伸时断裂表面较平整,沿纬向拉伸时断裂处形状不规则;捆绑组织为缎纹的三维正交机织复合材料的拉伸性能整体最好,捆绑组织为平纹的三维正交机织复合材料拉伸性能整体最差;三种捆绑组织的三维正交机织复合材料纬向拉伸断裂强度大于经向拉伸断裂强度。 展开更多

关键词 三维正交机织物 捆绑组织 复合材料 拉伸性能

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芳纶正交结构板材的制作及复合工艺

12

作者 龚小舟 邓亚宇 +1 位作者 倪露露 吴斌 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期73-77,共5页

用芳纶纤维复丝为纤维增强材料,配合环氧树脂为基体材料,进行三维正交结构的板材制作。采用平板硫化机层压成型工艺和真空辅助树脂扩散成型(VARIM)对所制作的板材进行复合工艺处理,探讨不同黏度的树脂配比对成品制作过程的影响。结果表... 用芳纶纤维复丝为纤维增强材料,配合环氧树脂为基体材料,进行三维正交结构的板材制作。采用平板硫化机层压成型工艺和真空辅助树脂扩散成型(VARIM)对所制作的板材进行复合工艺处理,探讨不同黏度的树脂配比对成品制作过程的影响。结果表明:芳纶纤维较为光滑,纤维间的摩擦力较小,难以形成稳定的织物结构,需要增加芳纶纤维表面的摩擦性能;树脂与固化剂配比高(即树脂黏度低)的基体材料在复合工艺中渗透能力更强,更易形成由内至外均匀的复合材料。 展开更多

关键词 芳纶 高性能纤维 三维正交结构 环氧树脂 长纤维增强复合材料

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纤维增强复合材料冲击失效的二元模型分析

13

作者 储火 陶伟明 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1502-1507,共6页

为了分析纤维增强复合材料在冲击载荷作用下的损伤破坏问题,提出一种基于二元模型的有限元方法.将复合材料分为纤维束和等效介质2部分,根据它们的受力变形特点,分别采用杆单元和三维实体单元进行模拟,通过多点约束将2种单元集成为二元模... 为了分析纤维增强复合材料在冲击载荷作用下的损伤破坏问题,提出一种基于二元模型的有限元方法.将复合材料分为纤维束和等效介质2部分,根据它们的受力变形特点,分别采用杆单元和三维实体单元进行模拟,通过多点约束将2种单元集成为二元模型.同时,对这些单元分别选用合适的失效准则模拟冲击作用下的损伤失效过程,并通过用户子程序VUMAT编程实现.采用该方法对三维正交机织复合材料靶板的弹道侵彻过程进行仿真分析,结果表明:得到的子弹剩余速度与文献中的实验值和仿真结果较吻合,该二元模型和方法在纤维增强复合材料冲击破坏分析中具有较高的计算精度和效率. 展开更多

关键词 二元模型 冲击破坏 有限元分析 三维正交机织复合材料 弹道侵彻

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三维正交机织复合材料单胞特征单元及其应用 被引量：11

14

作者 邢誉峰 田金梅 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期881-885,共5页

基于三维正交机织复合材料,提出了一种特征单元均匀化分析方法。用“特征单元”来表示能够反映单胞的几何构造细节和材料构造细节的单元。首先用一般有限元方法对三维正交机织复合材料单胞进行分析得到总体刚度矩阵,利用该矩阵的特征向... 基于三维正交机织复合材料,提出了一种特征单元均匀化分析方法。用“特征单元”来表示能够反映单胞的几何构造细节和材料构造细节的单元。首先用一般有限元方法对三维正交机织复合材料单胞进行分析得到总体刚度矩阵,利用该矩阵的特征向量建立了单胞的特征单元。通过比较特征单元的刚度矩阵元素和利用传统均匀化方法得到的刚度矩阵元素,说明了特征单元能够反应单胞的几何构造和材料构造细节。为了验证特征单元的有效性,分别用特征单元、传统均匀化方法和一般有限元方法计算了三维正交机织复合材料梁的固有频率,结果表明特征单元精度比传统均匀化方法高,而计算量比一般有限元方法大幅度降低。 展开更多

关键词 三维正交机织复合材料 均匀化方法 特征单元 固有频率

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三维正交机织复合材料的冲后压缩性能

15

作者 应志平 王伟青 +1 位作者 吴震宇 胡旭东 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期129-135,共7页

为揭示纱线张力对三维机织复合材料抗冲击及冲后压缩性能的影响规律,基于多剑杆织造工艺,配置不同接结纱张力(25、50、100 cN)织造三维正交机织物,通过真空辅助树脂传递模塑成型工艺制备复合材料,并在室温下进行低速冲击及冲后压缩性能... 为揭示纱线张力对三维机织复合材料抗冲击及冲后压缩性能的影响规律,基于多剑杆织造工艺,配置不同接结纱张力(25、50、100 cN)织造三维正交机织物,通过真空辅助树脂传递模塑成型工艺制备复合材料,并在室温下进行低速冲击及冲后压缩性能测试。结果表明:当接结纱张力为100 cN时,试样在冲击载荷下发生表层树脂大面积破裂和剥离并使纬纱失去支撑,同时,试样表层纬纱发生较大卷曲,促使压缩载荷发生屈曲失效;接结纱张力为100 cN试样的压缩性能相比接结纱张力为25 cN试样下降约50%;接结纱张力较高时易导致纬纱卷曲增大和树脂富集,并由此降低试样的弯曲刚度和冲后压缩性能。 展开更多

关键词 三维正交机织物 纱线张力 复合材料 冲后压缩 纱线卷曲

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