三维编织复合材料弯曲性能分析 被引量：10

1

作者 王波 矫桂琼 +1 位作者 陶亮 贾普荣 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期75-79,共5页

根据三维四向编织复合材料的结构特点 ,提出了用刚度合成法来预测复合材料的弯曲模量 ,并对三维编织T30 0 /QY95 12复合材料的弯曲模量进行了预测 .分析结果表明 ,由于试件的表面单胞和内部单胞的结构不同 ,得到试件的弯曲模量略高于拉... 根据三维四向编织复合材料的结构特点 ,提出了用刚度合成法来预测复合材料的弯曲模量 ,并对三维编织T30 0 /QY95 12复合材料的弯曲模量进行了预测 .分析结果表明 ,由于试件的表面单胞和内部单胞的结构不同 ,得到试件的弯曲模量略高于拉伸模量 ,该结果与试验值相符 .另外 ,当试件尺寸较大、内部单胞数较多时 ,可以不考虑表面单胞和内部单胞性能差异的影响 ,而认为三维编织复合材料的弯曲模量只与内部单胞的性能有关 ,这对工程分析和试件制作具有指导意义 . 展开更多

关键词 三维编织复合材料 单胞模型 刚度合成 弯曲模量 拉伸模量 编织结构

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三维编织复合材料剪切性能分析 被引量：5

2

作者 王波 矫桂琼 +1 位作者 陶亮 耿小亮 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期25-28,共4页

根据三维四向编织复合材料的结构特点 ,提出了刚度合成法预测编织复合材料剪切弹性模量 ,比较了整体编织试件和裁剪所得试件理论剪切性能差别 ,分析了三维编织T30 0 /QY95 12复合材料的剪切性能随试件沿宽度和厚度两个方向内部单胞数目... 根据三维四向编织复合材料的结构特点 ,提出了刚度合成法预测编织复合材料剪切弹性模量 ,比较了整体编织试件和裁剪所得试件理论剪切性能差别 ,分析了三维编织T30 0 /QY95 12复合材料的剪切性能随试件沿宽度和厚度两个方向内部单胞数目的变化规律。结果表明 ,三维编织复合材料剪切弹性模量是与试件尺寸相关的 ,只有当试件尺寸较大、沿宽度和厚度两个方向内部单胞数目较多时 ,试件尺寸的影响可以忽略。当沿宽度方向单胞数目较大时 ,整体编织试件和裁剪所得试件的剪切模量相近。本文还得到了在复合材料板的纤维体积含量不变的情况下 ,剪切模量随编织角的变化规律。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 单胞模型 刚度合成 剪切弹性模量 剪切性能 结构特点 编织角

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三维编织复合材料动态冲击性能的数值模拟 被引量：7

3

作者 练军 顾伯洪 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期41-45,50,共6页

介绍弹体冲击三维编织复合材料显式算法的原理、方法以及求解步骤,建立三维编织复合材料编织物增强体和树脂二相结构的三维模型,并考虑了纤维和树脂材料本构关系的非线性以及弹体和纤维、树脂接触的非线性。通过模拟计算得到弹体的剩余... 介绍弹体冲击三维编织复合材料显式算法的原理、方法以及求解步骤,建立三维编织复合材料编织物增强体和树脂二相结构的三维模型,并考虑了纤维和树脂材料本构关系的非线性以及弹体和纤维、树脂接触的非线性。通过模拟计算得到弹体的剩余速度和实际测试速度基本相一致的结论,进而得到三维编织复合材料的吸能机制及弹体在三维编织复合材料中的偏移和所受接触力的变化情况。同时模拟出侵彻过程中弹靶的破坏特征,从而为设计轻型防护材料提供参考。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 弹道冲击 非线性 显式算法

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三维四向和五向编织复合材料冲击断裂行为的多尺度模拟 被引量：6

4

作者 封端佩 商元元 李俊 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期67-73,共7页

为对三维编织复合材料的结构特性进行模拟预测分析,采用一种多尺度和细观结构结合的方法,建立三维编织复合材料的等效拼接组合模型,进一步揭示编织复合材料在微观结构水平下的冲击损伤演化、裂纹扩展和能量吸收。设计制备三维四向和三... 为对三维编织复合材料的结构特性进行模拟预测分析,采用一种多尺度和细观结构结合的方法,建立三维编织复合材料的等效拼接组合模型,进一步揭示编织复合材料在微观结构水平下的冲击损伤演化、裂纹扩展和能量吸收。设计制备三维四向和三维五向2种编织结构的碳/环氧树脂三维编织复合材料,根据编织参数建立等效拼接组合模型;通过落锤式冲击试验仪结合高速摄影系统记录2种编织复合材料在低速冲击下的断裂行为,与等效拼接组合模型在有限元数值模拟结果相对比,验证等效拼接组合模型的有效性。模拟结果表明,相同的体积分数下轴纱表现出最高的能量吸收,由于轴纱的存在,三维五向编织复合材料的抗裂性和裂纹扩展性优于三维四向编织复合材料。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 模型构建 冲击断裂行为 比能量吸收 有限元分析

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开孔三维编织复合材料的压缩性能 被引量：5

5

作者 梁双强 陈革 周其洪 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期79-84,共6页

为研究机械开孔对三维编织复合材料压缩性能的影响,测试了2种三维编织复合材料试验件的压缩性能。1种为基本编织(100%编织纱)结构,另1种为含有编织纱/轴向纱(58/42)的结构,试验件编织角约为±12°。根据相关标准要求,分别进行... 为研究机械开孔对三维编织复合材料压缩性能的影响,测试了2种三维编织复合材料试验件的压缩性能。1种为基本编织(100%编织纱)结构,另1种为含有编织纱/轴向纱(58/42)的结构,试验件编织角约为±12°。根据相关标准要求,分别进行有开孔和无开孔的复合材料试验件准静态压缩试验,并与层合板的压缩性能进行对比。研究结果表明:2种三维编织结构无缺陷材料的压缩强度较为接近,但引入开孔后,无增强纱结构可保留更高比列的压缩强度;引入开孔后,2种三维编织复合材料保留的压缩强度均高于层合板;在失效形式上,2种三维编织复合材料的宏观失效形式较为相似,均为剪切失效,表现出横向断裂且无分层现象。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 开孔缺陷 压缩强度 轴向纱

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三维四向编织复合材料的弹性性能预测研究 被引量：5

6

作者 温卫东 邵将 +1 位作者 崔海涛 徐颖 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2514-2520,共7页

根据三维四向编织复合材料中纤维束的空间几何结构特征,提出了改进的三细胞模型,该模型包含内部单胞、两种表面单胞以及棱角单胞四类结构,考虑了各类单胞中纤维束的空间结构,并引入平均纤维束填充因子来描述各类单胞中纤维束的不同截面... 根据三维四向编织复合材料中纤维束的空间几何结构特征,提出了改进的三细胞模型,该模型包含内部单胞、两种表面单胞以及棱角单胞四类结构,考虑了各类单胞中纤维束的空间结构,并引入平均纤维束填充因子来描述各类单胞中纤维束的不同截面形状对材料弹性常数的影响.基于刚度平均化方法建立了相应的刚度预测模型,得到了三维四向编织复合材料的工程弹性常数.与实验结果的对比表明,计算结果的预测精度较好.最后讨论了编织角和纤维体积分数对材料等效弹性性能的影响. 展开更多

关键词 三维编织复合材料 三细胞模型 弹性性能 刚度平均化方法

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三维编织复合材料结构性能分析 被引量：3

7

作者 杨柳 《上海纺织科技》 北大核心 2004年第3期46-47,63,共3页

对四步法矩形截面三维编织结构进行了理论分析 ,得出 12× 6型编织物中纱线的运动规律。并讨论了三维编织结构的单元体模型。

关键词 三维编织复合材料 结构性能 单元体模型 纱线运动规律

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三维编织复合材料高压储气瓶的屈曲分析与优化设计 被引量：4

8

作者 左惟炜 肖来元 廖道训 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期286-291,共6页

通过对三维编织复合材料圆柱壳进行屈曲和应力分析,对三维编织复合材料高压储气瓶的临界载荷、强度和应力分布等进行了数值计算,结果表明,屈曲对三维编织复合材料高压储气瓶使用性能的影响非常显著。基于圆形四步法三维编织工艺及理论分... 通过对三维编织复合材料圆柱壳进行屈曲和应力分析,对三维编织复合材料高压储气瓶的临界载荷、强度和应力分布等进行了数值计算,结果表明,屈曲对三维编织复合材料高压储气瓶使用性能的影响非常显著。基于圆形四步法三维编织工艺及理论分析,提出了三维编织复合材料高压储气瓶的结构优化设计数学模型。算例表明,该优化设计方法效果很好。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 压缩天然气储气瓶 屈曲分析 优化设计

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三维编织C/SiC复合材料拉伸损伤演化 被引量：1

9

作者 潘文革 矫桂琼 +1 位作者 管国阳 王波 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第3期343-345,共3页

利用声发射技术,对三维编织C/SiC复合材料在拉伸过程中损伤发展、演化进行了实验研究。实验采集了三维编织C/SiC复合材料拉伸过程的声发射信号。运用多参数分析法,分析了三维编织C/SiC复合材料拉伸损伤的声发射特性,宏观上揭示了材料拉... 利用声发射技术,对三维编织C/SiC复合材料在拉伸过程中损伤发展、演化进行了实验研究。实验采集了三维编织C/SiC复合材料拉伸过程的声发射信号。运用多参数分析法,分析了三维编织C/SiC复合材料拉伸损伤的声发射特性,宏观上揭示了材料拉伸损伤的发展、演化过程和规律。研究结果表明三维编织C/SiC复合材料拉伸损伤演化可被分为两个主要阶段,损伤初始阶段和损伤严重阶段。 展开更多

关键词 声发射技术 C/SIC复合材料 三维编织复合材料 损伤演化

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三维编织CF/KF混杂复合材料力学性能研究 被引量：3

10

作者 雷雨 万怡灶 +1 位作者 王玉林 张宗强 《材料开发与应用》 CAS 2004年第1期1-4,共4页

考察了三维编织碳纤维/芳纶纤维混杂增强铸型尼龙(简称HF/MCPA)复合材料的力学性能,着重分析了复合材料的冲击、剪切和弯曲性能。试验结果表明:碳纤维和芳纶纤维混杂复合材料不仅有较好的弯曲强度、剪切强度,同时冲击强度也很好。随着... 考察了三维编织碳纤维/芳纶纤维混杂增强铸型尼龙(简称HF/MCPA)复合材料的力学性能,着重分析了复合材料的冲击、剪切和弯曲性能。试验结果表明:碳纤维和芳纶纤维混杂复合材料不仅有较好的弯曲强度、剪切强度,同时冲击强度也很好。随着碳纤维体积分数的增加,混杂复合材料的冲击强度降低;横向剪切强度先增大后降低;纵向剪切强度逐渐增大,出现最大值;弯曲强度和模量随之提高,达到最大值后开始下降,最大值时CF∶KF为3∶2。 展开更多

关键词 三维编织纤维 混杂 复合材料 力学性能

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基于光纤光栅的编织复合材料多点热应变监测 被引量：3

11

作者 刘小会 袁慎芳 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期658-661,共4页

为研究三维编织复合材料的热特性 ,本文利用编入编织复合材料结构的光纤 Bragg光栅传感器来测量其内部多点热应变。为消除光栅自身温度受温度的影响 ,本文提出了用另一个自由状态光纤 Bragg光栅对其进行温度补偿的方法。通过实验获得了... 为研究三维编织复合材料的热特性 ,本文利用编入编织复合材料结构的光纤 Bragg光栅传感器来测量其内部多点热应变。为消除光栅自身温度受温度的影响 ,本文提出了用另一个自由状态光纤 Bragg光栅对其进行温度补偿的方法。通过实验获得了编织复合材料的热应变与温度关系曲线。实验结果表明 ,碳纤维 /环氧树脂三维编织复合材料结构的编织角较小时 。 展开更多

关键词 光纤BRAGG光栅 三维编织复合材料 热特性

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三维编织复合材料高速飞轮的极限转速 被引量：3

12

作者 左惟炜 肖来元 廖道训 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第16期1930-1934,1952,共6页

通过对三维编织复合材料圆柱型结构进行应力分析,对三维编织复合材料高速飞轮的极限转速进行了理论推导和数值计算。结果表明,在保证强度的前提下,三维编织复合材料飞轮能够达到很高的极限转速,完全能够满足飞轮电池的储能使用要求。

关键词 三维编织复合材料 高速飞轮 极限转速 动力学分析

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三维编织复合材料中碳纳米管纱线嵌入位置和数量的优化配置 被引量：2

13

作者 万振凯 贾敏瑞 包玮琛 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期76-82,共7页

为解决三维编织复合材料嵌入碳纳米管(CNT)纱线传感器优化配置目标多、目标函数不连续问题,实现航天结构制件内部损伤的全面监测,采用非支配邻域免疫算法对多目标优化问题进行了研究。以四步法三维六向编织工艺为依据,分析了CNT纱线传... 为解决三维编织复合材料嵌入碳纳米管(CNT)纱线传感器优化配置目标多、目标函数不连续问题,实现航天结构制件内部损伤的全面监测,采用非支配邻域免疫算法对多目标优化问题进行了研究。以四步法三维六向编织工艺为依据,分析了CNT纱线传感器的最佳嵌入位置和数量;通过非支配邻近免疫算法实现了CNT纱线传感器优化配置问题的求解,推导出不同尺寸的三维编织复合材料制件嵌入传感器的最优数量和位置。对损伤制件的应力实验及数据分析证明,CNT纱线传感器优化配置结果适用于三维编织复合材料的损伤监测,损伤定位误差小于0.6 mm。该研究为复合材料损伤源定位模型的建立提供参考。 展开更多

关键词 碳纳米管纱线 非支配邻域免疫算法 传感器优化配置 损伤定位源 三维编织复合材料

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四步法三维编织复合材料弯曲疲劳行为实验研究 被引量：2

14

作者 刘瑞强 赵强 《纤维复合材料》 CAS 2012年第2期19-22,40,共5页

采用MTS 810.23仪器对一种四步法三维编织复合材料结构在应力比为R(σmin/σmax)=0.1、频率为3Hz正弦波条件下进行三点弯曲疲劳测试,研究三维编织复合材料弯曲疲劳性能。通过实验仪器测试准静态三点弯曲和不同应力下三点弯曲疲劳性质得... 采用MTS 810.23仪器对一种四步法三维编织复合材料结构在应力比为R(σmin/σmax)=0.1、频率为3Hz正弦波条件下进行三点弯曲疲劳测试,研究三维编织复合材料弯曲疲劳性能。通过实验仪器测试准静态三点弯曲和不同应力下三点弯曲疲劳性质得到Data数据,通过对数据分析获得σ-N曲线和最大最小挠度曲线,对比不同应力水平下材料破坏形态从而揭示材料弯曲疲劳机理。实验结果:50%应力水平下,试样经过106次以上的循环仍然没有破坏,80%、70%和60%应力下材料失效的圈数分别是12 833、50 370、101 652。材料疲劳加载下刚度降解和挠度变化趋势相似,材料弯曲疲劳极限为50%,材料σ-N曲线呈三段式,材料低应力水平下疲劳寿命离散性高于高应力水平。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 弯曲疲劳 σ-N曲线 刚度降解 疲劳寿命

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纤维表面处理对三维编织碳纤维增强尼龙性能的影响 被引量：6

15

作者 雷雨 万怡灶 +2 位作者 张宗强 周福刚 王玉林 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2003年第9期19-22,共4页

分别考察了几种纤维表面处理方法对碳纤维表面和复合材料性能的影响。结果表明,纤维表面处理使碳纤维的表面更粗糙;经过处理后的碳纤维表面含氧量明显提高,改善了碳纤维与基体的浸润性;空气氧化处理方法的综合效果比较理想;γ射线辐照... 分别考察了几种纤维表面处理方法对碳纤维表面和复合材料性能的影响。结果表明,纤维表面处理使碳纤维的表面更粗糙;经过处理后的碳纤维表面含氧量明显提高,改善了碳纤维与基体的浸润性;空气氧化处理方法的综合效果比较理想;γ射线辐照处理除冲击强度稍低于空气氧化处理外,其弯曲强度、弯曲弹性模量尤其是剪切强度均高于空气氧化法;空气氧化与偶联剂复合处理的复合材料剪切强度最高。 展开更多

关键词 纤维表面处理 三维编织碳纤维增强尼龙 性能 复合材料

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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 被引量：5

16

作者 陈美林 张实 《纤维复合材料》 CAS 2006年第1期44-48,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 分形 分维 应变率 三维编织复合材料 断裂

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基于SQUID的复合材料承载电气特性 被引量：5

17

作者 万振凯 王占刚 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期58-63,共6页

描述了三维编织复合材料的电阻测试基本方法,针对材料的特性,采用SQUID技术研究三维编织复合材料的电磁参数测试方法,分析不同载荷下材料的电阻、电磁变化规律。试验结果表明:三维编织复合材料的电气特性受制造参数和承载方式的影响,三... 描述了三维编织复合材料的电阻测试基本方法,针对材料的特性,采用SQUID技术研究三维编织复合材料的电磁参数测试方法,分析不同载荷下材料的电阻、电磁变化规律。试验结果表明:三维编织复合材料的电气特性受制造参数和承载方式的影响,三维编织复合材料越厚,电阻值越小;表面编织角越小,电阻越小;纤维含量越高,电阻越小。承载状态下电阻在拉伸较小时呈现线性增加,当拉伸超过6%时,电阻呈现非线性增加,三点弯曲对电阻有着较大影响,加载时要比卸载时电阻、电磁量变化大。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 电磁特性 SQUID 弯曲试验

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复合材料齿轮弯曲强度仿真与试验研究 被引量：1

18

作者 刘峰峰 王旭鹏 +2 位作者 唐欣尧 刘舒伟 张卫亮 《机床与液压》 北大核心 2023年第9期90-96,共7页

三维编织复合材料的性能与编织参数密切相关,为了研究碳纤维编织复合材料齿轮的弯曲性能及其与编织参数的关系,提出复合材料及齿轮弯曲性能预测模型。基于代表性体积单胞法和均质化思想建立复合材料的细观、宏观双尺度模型,采用体积平... 三维编织复合材料的性能与编织参数密切相关,为了研究碳纤维编织复合材料齿轮的弯曲性能及其与编织参数的关系,提出复合材料及齿轮弯曲性能预测模型。基于代表性体积单胞法和均质化思想建立复合材料的细观、宏观双尺度模型,采用体积平均法、借助有限元手段预测复合材料及齿轮的弯曲性能。并且,采用四步法编织及模压成型方法制备两对碳纤维编织复合材料齿轮,通过试验获得特定编织参数下复合材料及齿轮的弯曲性能。预测结果与试验结果吻合良好,验证了预测模型的准确性。最后,进行了多组编织参数下复合材料及齿轮弯曲性能的预测,得到了编织角和纤维体积分数对复合材料及齿轮弯曲性能的影响规律,并给出了使复合材料齿轮弯曲性能最佳的编织参数。 展开更多

关键词 三维编织 碳纤维复合材料齿轮 弯曲性能 编织参数 有限元法

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氧化处理对MC尼龙/C_(3D)复合材料摩擦磨损性能的影响 被引量：2

19

作者 牛兰芹 吴弘 +2 位作者 郑立允 吴海淼 刘照 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期21-24,共4页

以己内酰胺单体和经氧化处理的碳纤维三维编织物(C3D)为原料,采用原位聚合方法制备了C3D增强浇铸尼龙(MC尼龙/C3D)复合材料。在磨损试验机上进行了滑动摩擦试验,采用扫描电子显微镜对磨痕和磨屑形貌进行观察和分析,研究了氧化处理对MC尼... 以己内酰胺单体和经氧化处理的碳纤维三维编织物(C3D)为原料,采用原位聚合方法制备了C3D增强浇铸尼龙(MC尼龙/C3D)复合材料。在磨损试验机上进行了滑动摩擦试验,采用扫描电子显微镜对磨痕和磨屑形貌进行观察和分析,研究了氧化处理对MC尼龙/C3D复合材料摩擦学性能的影响。结果表明,C3D经过氧化处理后所制MC尼龙/C3D复合材料的摩擦系数明显小于C3D未经氧化处理的MC尼龙/C3D复合材料。随着载荷的增加,材料的摩擦系数增大,而磨损率减小;在较高滑动速度下,摩擦系数和磨损率均较小;从磨痕和磨屑形貌观察到,C3D经氧化处理后与基体结合好,而未经氧化处理的C3D与基体剥离,但是C3D经氧化处理的复合材料的磨损率在较高载荷下略有增大。表明,C3D的氧化处理提高了碳纤维与基体间的结合强度,同时在一定程度上提高了复合材料的摩擦学性能。 展开更多

关键词 三维编织碳纤维 单体浇注尼龙 复合材料 摩擦 磨损

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四步法三维编织复合材料的动态拉伸性能 被引量：2

20

作者 唐予远 陈彩虹 孙宝忠 《纺织学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期46-49,共4页

为研究四步法三维玻璃纤维/环氧编织复合材料在不同应变率下的拉伸破坏模式,对四步法三维玻璃纤维/环氧编织复合材料在准静态和高应变率载荷下的单向拉伸性能进行了测试。运用间接分离式Hopkinson拉杆（SHTB杆）测试了应变率在800-2100 ... 为研究四步法三维玻璃纤维/环氧编织复合材料在不同应变率下的拉伸破坏模式,对四步法三维玻璃纤维/环氧编织复合材料在准静态和高应变率载荷下的单向拉伸性能进行了测试。运用间接分离式Hopkinson拉杆（SHTB杆）测试了应变率在800-2100 s^-1范围内单轴向上的拉伸性能,同时测试了材料在准静态下的力学性能,并与高应变率下的力学性能做比较。结果表明：四步法三维玻璃纤维/环氧编织复合材料是应变率敏感材料;随着应变率的增加,其拉伸模量和最大应力都增加,而相应最大应力的应变则减小。 展开更多

关键词 四步法三维编织复合材料 SHTB杆 拉伸性能 应变率

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