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复合材料层合板稳定性的铺层优化设计 被引量：63
1
作者 修英姝 崔德刚 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期212-216,共5页
提出采用神经网络和遗传算法来优化设计复合材料层合板,建立了满足铺层结构稳定性的优化铺层体系,优化体系分两步进行优化,第一步,当给出总的铺层数时,由已建立的神经网络模型确定规定角度下的铺层数,确立基本的铺层结构,第二步,采用遗... 提出采用神经网络和遗传算法来优化设计复合材料层合板,建立了满足铺层结构稳定性的优化铺层体系,优化体系分两步进行优化,第一步,当给出总的铺层数时,由已建立的神经网络模型确定规定角度下的铺层数,确立基本的铺层结构,第二步,采用遗传算法优化这种铺层结构下的铺层顺序,最终在同样重量下获得了最佳的结构铺层。 展开更多
关键词 复合材料 层合板 遗传算法 神经网络 稳定性 优化设计
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低速冲击作用下碳纤维复合材料铺层板的损伤分析 被引量：49
2
作者 张彦 朱平 +1 位作者 来新民 梁新华 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期150-157,共8页
建立了一个有效计算模型,以分析碳纤维复合材料层合板在低速冲击作用下的层内和层间失效行为。针对铺层板的层内损伤,在基于应变描述的Hashin失效准则的基础上,建立了单层板的逐渐累积损伤分析模型;针对铺层板的脱层损伤,建立了各向同... 建立了一个有效计算模型,以分析碳纤维复合材料层合板在低速冲击作用下的层内和层间失效行为。针对铺层板的层内损伤,在基于应变描述的Hashin失效准则的基础上,建立了单层板的逐渐累积损伤分析模型;针对铺层板的脱层损伤,建立了各向同性脱层损伤模型,通过结合传统的应力失效准则和断裂力学中的能量释放率准则定义了界面损伤演化规律,并在潜在产生脱层的区域模拟为粘结接触,并将脱层损伤模型作为界面的接触行为。该计算模型通过商用有限元软件ABAQUS/Explicit的用户子程序实现。使用该计算模型对碳纤维增强环氧树脂复合材料层合板在横向低速冲击作用下的损伤和变形行为进行预测分析。数值仿真的结果与试验结果进行了比较,取得了满意的结果,验证了该模型的正确性。 展开更多
关键词 层合板 逐渐累积损伤模型 脱层损伤模型 低速冲击
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纤维增强复合材料层合板分层扩展行为研究进展 被引量：50
3
作者 赵丽滨 龚愉 张建宇 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期166-194,共29页
纤维增强复合材料层合板在航空航天等领域被广泛应用,分层损伤是层合板主要的损伤形式,一直是复合材料力学研究的焦点问题之一。本文从试验研究、理论分析和数值模拟3个方面对国内外在纤维增强复合材料分层问题所取得的研究成果进行了... 纤维增强复合材料层合板在航空航天等领域被广泛应用,分层损伤是层合板主要的损伤形式,一直是复合材料力学研究的焦点问题之一。本文从试验研究、理论分析和数值模拟3个方面对国内外在纤维增强复合材料分层问题所取得的研究成果进行了系统综述,重点介绍了单向复合材料I型、II型和I/II复合型层间断裂韧性测试方法和原理以及多向层合板分层扩展行为的试验研究。得到了表征和评价分层失效机理和扩展行为的纤维桥接模型、静力分层扩展准则和疲劳分层模型,并详细阐述了采用内聚力模型(CZM)、虚拟裂纹闭合技术(VCCT)和扩展有限元方法(XFEM)等先进数值方法模拟分层扩展的研究现状。最后,对复合材料层合板分层扩展研究的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料 层合板 分层 断裂韧性 疲劳分层扩展速率
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复合材料层合板低速冲击后压缩的损伤累积模型 被引量：26
4
作者 程小全 郦正能 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期569-576,共8页
　为了分析复合材料层合板低速冲击后的压缩性能,首先用三维动态有限元素法对两种层合板进行了低速冲击损伤模拟计算,以此作为冲击后压缩(CAI)层合板的初始损伤,然后用三维静态有限元对含损伤的层合板进行压缩破坏模拟和剩余强度计算,... 　为了分析复合材料层合板低速冲击后的压缩性能,首先用三维动态有限元素法对两种层合板进行了低速冲击损伤模拟计算,以此作为冲击后压缩(CAI)层合板的初始损伤,然后用三维静态有限元对含损伤的层合板进行压缩破坏模拟和剩余强度计算,从而实现了层合板从冲击损伤到压缩破坏损伤全过程的模拟·　结果表明。 展开更多
关键词 复合材料 层合板 冲击 损伤 压缩
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层间增韧复合材料研究 被引量：24
5
作者 矫桂琼 宁荣昌 +1 位作者 卢智先 杨宝宁 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期36-39,共4页
研究了一种采用在复合材料层压板层间插入韧性薄膜的方法 ,改善复合材料层压板层间韧性和损伤容限的技术。有限元分析和层间断裂韧性试验结果表明 ,层间加胶层复合材料层压板的层间应力有明显下降 。
关键词 复合材料 层压板 韧性薄膜 层间韧性 损伤容限 航空 有限元分析 层间断裂韧性试验 飞机
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热压罐成型复合材料复杂结构对制造缺陷的影响规律 被引量：27
6
作者 王雪明 谢富原 +3 位作者 李敏 戴棣 王菲 张佐光 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期757-762,共6页
飞行器复合材料种类多、结构形式复杂,制造缺陷种类、形成机制及影响因素也较为复杂。基于大量复合材料制件无损检测数据的统计结果,分析了热压罐成型工艺中常见缺陷的类型,揭示了复合材料复杂结构对制造缺陷的影响规律,初步分析了缺陷... 飞行器复合材料种类多、结构形式复杂,制造缺陷种类、形成机制及影响因素也较为复杂。基于大量复合材料制件无损检测数据的统计结果,分析了热压罐成型工艺中常见缺陷的类型,揭示了复合材料复杂结构对制造缺陷的影响规律,初步分析了缺陷的产生机制。结果表明,分层、气孔和孔隙是热压罐成型工艺中比例较高的3类缺陷,复合材料制件结构的复杂性直接影响缺陷的出现比例,复合材料制件的几何特征和成型工艺对制造缺陷的影响规律较为明显。研究结果对制造缺陷的控制及复合材料制件结构设计具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 复合材料 层合板 复杂结构 热压罐成型 缺陷 分层 孔隙
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复合材料铺层板低速冲击作用下损伤的有限元分析 被引量：16
7
作者 张彦 来新民 +1 位作者 朱平 梁新华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1348-1353,共6页
建立了分析纤维增强树脂基复合材料层合板在横向低速冲击作用下损伤和变形行为的有限元模型.针对铺层板的层内损伤,在采用应变描述的Hashin失效准则的基础上,建立了单层板的逐渐累积损伤本构模型;针对铺层板的层间脱层损伤,使用界面单... 建立了分析纤维增强树脂基复合材料层合板在横向低速冲击作用下损伤和变形行为的有限元模型.针对铺层板的层内损伤,在采用应变描述的Hashin失效准则的基础上,建立了单层板的逐渐累积损伤本构模型;针对铺层板的层间脱层损伤,使用界面单元模拟层间粘接区域,在采用力与相对位移表示的材料模型的基础上,建立了各向同性脱层损伤模型,通过结合传统的应力失效准则和断裂力学中的能量释放率准则定义界面损伤演化规律.计算模型通过有限元软件ABAQUS/Explicit的材料模型用户子程序实现.使用该计算模型对铺层方式为(04,904)S的碳纤维增强环氧树脂基复合材料层合板在不同横向低速冲击作用下的损伤和变形行为进行预测分析,并将数值仿真结果与试验结果进行了比较,验证了所提出模型的正确性. 展开更多
关键词 复合材料 层合板 损伤 界面单元 低速冲击 有限元分析
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大型风机复合材料叶片铺层优化设计 被引量：21
8
作者 冯消冰 黄海 王伟 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期3-7,共5页
本文的主要研究内容是基于遗传算法对大型风机复合材料叶片进行铺层优化设计,对其进行优化设计必须建立在深入理解力学原理,熟悉掌握数值计算方法的基础上。因此,在深入研究单层复合材料以及叠层复合材料的弹性特征理论基础和改进的遗... 本文的主要研究内容是基于遗传算法对大型风机复合材料叶片进行铺层优化设计,对其进行优化设计必须建立在深入理解力学原理,熟悉掌握数值计算方法的基础上。因此,在深入研究单层复合材料以及叠层复合材料的弹性特征理论基础和改进的遗传算法优化理论之后,参考了一定的铺层规则,在铺层角度限制为工程中常用的四种角度的前提下,应用遗传算法对大型风机复合材料叶片进行了铺层优化设计。设计结果表明,由于遗传算法特有的处理离散型问题的优势,在叶片铺层的优化设计中应用遗传算法是可行和可信的。 展开更多
关键词 风力机 叶片 层压板 铺层设计 遗传算法 优化设计
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汽车内饰面料的市场与开发 被引量：16
9
作者 聂建斌 《毛纺科技》 CAS 北大核心 2003年第6期50-54,共5页
随着中国近年来经济改革 ,汽车工业得到迅猛的发展 ,也给国内的纺织工业提供了一个发展的机会。纺织品作为汽车的重要配套材料引起了汽车行业和纺织行业的重视。汽车内饰面料在汽车用纺织品中占绝大部分 ,如座椅面料、顶饰材料、车门内... 随着中国近年来经济改革 ,汽车工业得到迅猛的发展 ,也给国内的纺织工业提供了一个发展的机会。纺织品作为汽车的重要配套材料引起了汽车行业和纺织行业的重视。汽车内饰面料在汽车用纺织品中占绝大部分 ,如座椅面料、顶饰材料、车门内饰织物和铺地织物等。本文根据国内外汽车装饰面料的现状与发展趋势 ,详尽分析了汽车内饰面料的结构、工艺及市场需求情况 ,为毛纺厂技术改造、产品创新 。 展开更多
关键词 汽车内饰面料 纺织行业 市场需求 结构 生产工艺 产品开发
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复合材料层合板准静态压痕实验研究 被引量：17
10
作者 罗靓 张佐光 +2 位作者 李敏 沈真 杨胜春 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期154-159,共6页
采用准静态压痕(QSI)实验方法针对多种材料对集中准静态压痕力的损伤阻抗进行了测试。选取2个特征载荷下的试样进行了超声C扫描探伤和扫描电镜(SEM)显微观察,分析了QSI实验中层合板的损伤过程,针对初始分层接触力f1和最大接触力f2对材... 采用准静态压痕(QSI)实验方法针对多种材料对集中准静态压痕力的损伤阻抗进行了测试。选取2个特征载荷下的试样进行了超声C扫描探伤和扫描电镜(SEM)显微观察,分析了QSI实验中层合板的损伤过程,针对初始分层接触力f1和最大接触力f2对材料的损伤阻抗特性进行了分析。测试了2种材料体系层压板的最大接触力,发现该值具有较好的可重复性。研究了测试条件(试样尺寸和支持条件)和材料特性(不同纤维、基体种类和铺层方式)对最大接触力的影响。实验结果表明,试样尺寸和支持条件对最大接触力的影响较小,在必要时可以采用非标试样测试最大接触力,而最大接触力与树脂基体、纤维特性及铺层方式都有关,最大接触力对应的凹坑深度d2主要由纤维强度和延伸率决定,树脂特性对d2有影响但影响程度较小。 展开更多
关键词 复合材料 层合板 准静态压痕 损伤阻抗
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铸坯内部缺陷对钢板分层形成的影响 被引量：18
11
作者 崔风平 赵乾 唐愈 《中国冶金》 CAS 2008年第2期14-18,共5页
探测和解剖分析了断面有中心裂纹缺陷的铸坯;用扫描电镜等分析了依照探伤图谱所选轧后钢板分层缺陷明显部位的金相组织、缺陷形态和微区成分;指出了其沿轧向分布的铁素体带及其内部的条状或片状硫化物是中厚板分层的主要成因;给出了铸... 探测和解剖分析了断面有中心裂纹缺陷的铸坯;用扫描电镜等分析了依照探伤图谱所选轧后钢板分层缺陷明显部位的金相组织、缺陷形态和微区成分;指出了其沿轧向分布的铁素体带及其内部的条状或片状硫化物是中厚板分层的主要成因;给出了铸坯内部轧制时焊合及修复的边界条件。 展开更多
关键词 连铸板坯 内部缺陷 分层 改进措施
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基于遗传算法的大型风机复合材料叶片根部强度优化设计 被引量：19
12
作者 冯消冰 黄海 王伟 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期196-202,共7页
为了提高复合材料叶片承担载荷的能力,尤其是承受最大弯矩的叶片根部的承载能力,研究了遗传算法的优化原理并将遗传算法应用到复合材料叶片根部铺层的优化设计中。针对复合材料层压结构遗传算法优化设计中,层压结构参数具有离散型的特点... 为了提高复合材料叶片承担载荷的能力,尤其是承受最大弯矩的叶片根部的承载能力,研究了遗传算法的优化原理并将遗传算法应用到复合材料叶片根部铺层的优化设计中。针对复合材料层压结构遗传算法优化设计中,层压结构参数具有离散型的特点,提出了适合复合材料层压结构遗传算法优化设计的整数编码策略,以整数来表征层压结构参数。在分析层压结构强度的基础上,针对结构强度优化的目标构造了可用于遗传算法的适应度函数。同时参考了一定的铺层规则,在铺层角度限制为工程中常用的四种角度的前提下,应用遗传算法对叶片根部进行了铺层优化设计。结果表明,由于遗传算法特有的处理离散型问题的优势,在叶片根部的铺层优化设计中应用遗传算法是可行和可信的。 展开更多
关键词 叶片 层压板 铺层设计 遗传算法 优化设计
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FRP复合材料剩余刚度退化复合模型 被引量：18
13
作者 宗俊达 姚卫星 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期280-286,共7页
为建立剩余刚度与材料损伤量及剩余寿命的关系,将纤维增强树脂复合材料(FRP)层合板在拉-拉疲劳载荷作用下的失效模式划分为纤维间破坏、纤维随机断裂与分层3种类型,分析不同失效模式与剩余刚度退化量的定量关系,提出一个集成各失效模式... 为建立剩余刚度与材料损伤量及剩余寿命的关系,将纤维增强树脂复合材料(FRP)层合板在拉-拉疲劳载荷作用下的失效模式划分为纤维间破坏、纤维随机断裂与分层3种类型,分析不同失效模式与剩余刚度退化量的定量关系,提出一个集成各失效模式影响的剩余刚度退化复合模型。该模型适用于占寿命绝大多数比例的Ⅰ、Ⅱ阶段,避免了Ⅲ阶段刚度降不确定性的影响。剩余刚度退化曲线按时间尺度归一化,消除了试件个体分散性影响,分散性显著降低。对4种E-glass/Epoxy玻璃纤维复合材料层压板与3种AS-4/聚醚醚酮(PEEK)碳纤维复合材料层压板的疲劳试验结果进行了统计分析,表明本文模型适于精确描述复合材料的剩余刚度下降规律。 展开更多
关键词 复合材料 层合板 疲劳 剩余刚度 失效模式
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聚合物基复合材料残余应力的研究进展 被引量：14
14
作者 杨博 薛忠民 +1 位作者 阿茹娜 张佐光 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 2004年第2期49-52,共4页
本文综述了聚合物基复合材料残余应力的分类、形成原因和层间残余应力对复合材料性能的影响。阐述了残余应力的实验测量方法和理论计算方法 。
关键词 聚合物基复合材料 残余应力 层合板 压缩应力 热应力 热膨胀系数 曲率法 应变片包埋法 光纤布拉格光栅法
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复合材料机械连接件的三维累积损伤研究 被引量：17
15
作者 王佩艳 王富生 +1 位作者 朱振涛 岳珠峰 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期814-818,共5页
利用ABAQUS中的UMAT模块计算螺栓连接的三维累积损伤问题。采用最大应力准则、Hashin准则以及它们的混合准则三种损伤失效准则,并结合Tan提出的刚度降模型,对复合材料层合板机械连接件进行三维累积损伤模拟,同时考虑连接件是否受刚性的... 利用ABAQUS中的UMAT模块计算螺栓连接的三维累积损伤问题。采用最大应力准则、Hashin准则以及它们的混合准则三种损伤失效准则,并结合Tan提出的刚度降模型,对复合材料层合板机械连接件进行三维累积损伤模拟,同时考虑连接件是否受刚性的影响,最后将预测结果与试验值进行对比。结果表明,最大应力准则适用于拉伸破坏为主的连接结构,Hashin准则适用于剪切破坏占主导的连接结构。紧固件的刚度大小只影响连接结构的刚度,对失效强度的影响可以忽略不计。 展开更多
关键词 层合板 失效准则 刚度降模型 累积损伤 最大应力准则
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碳纳米管加入方式对碳纤维/环氧树脂复合材料层间性能的影响 被引量：17
16
作者 范雨娇 顾轶卓 +3 位作者 邓火英 蒋文革 李敏 张佐光 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期332-340,共9页
针对碳纤维/环氧树脂预浸料,对比了直接在树脂中加入碳纳米管(CNTs)后制备预浸料以及将CNTs喷涂在预浸料表面2种CNTs加入方式对CNTs-碳纤维/环氧树脂复合材料层合板I型与II型层间断裂韧性及层间剪切强度的影响。通过对树脂黏度、固化反... 针对碳纤维/环氧树脂预浸料,对比了直接在树脂中加入碳纳米管(CNTs)后制备预浸料以及将CNTs喷涂在预浸料表面2种CNTs加入方式对CNTs-碳纤维/环氧树脂复合材料层合板I型与II型层间断裂韧性及层间剪切强度的影响。通过对树脂黏度、固化反应以及玻璃化转变温度的考察,分析了CNTs含量对树脂性能的影响,考察了添加方法对CNTs长度与形态的影响。分析了2种CNTs加入方式对CNTs-碳纤维/环氧树脂层合板断裂韧性及层间剪切强度的改善效果与作用规律。结果表明:CNTs的加入使树脂的黏度提高,固化反应程度下降;2种分散方法对CNTs的长度与形态无明显影响;直接在树脂中加入CNTs对CNTs-碳纤维/环氧树脂复合材料I型与II型层间断裂韧性的提高效果低于在碳纤维/环氧树脂预浸料表面喷涂CNTs的方式,后者的CNTs利用率较高;由于CNTs团聚及对树脂固化反应的影响,CNTs含量过高会使得其对CNTs-碳纤维/环氧树脂层合板的增韧效果下降。 展开更多
关键词 复合材料 层合板 碳纳米管 碳纤维/环氧树脂预浸料 层间断裂韧性
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大型风力机叶片铺层及模态分析 被引量：16
17
作者 李仁年 刘有亮 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期49-53,共5页
使用ANSYS软件,自下而上建立风力机叶片的有限元模型,使用单元类型SHELL 99对叶片模型实行铺层。运用有限元方法,对几组铺层方案进行叶片的模态分析,结果显示大型风力机叶片梁帽的铺层对频率及相对位移影响最大,增加梁帽铺层数可更好地... 使用ANSYS软件,自下而上建立风力机叶片的有限元模型,使用单元类型SHELL 99对叶片模型实行铺层。运用有限元方法,对几组铺层方案进行叶片的模态分析,结果显示大型风力机叶片梁帽的铺层对频率及相对位移影响最大,增加梁帽铺层数可更好地提升叶片的结构动力学性能。 展开更多
关键词 层合板 复合材料 铺层 风力机 叶片 模态分析
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单剪螺栓连接复合材料叠层板螺栓孔周边应力场分布 被引量：14
18
作者 姜云鹏 岳珠峰 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期271-275,共5页
基于螺栓连接三维实体模型,研究螺栓—孔间隙、挤压面摩擦因数等因素对挤压面上的应力分布的影响。研究发现螺栓连接叠层板每层中在纤维方向上径向应力和周向应力达到最大值,单层板铺层方向是径向应力和周向应力的主要承载方向。螺栓—... 基于螺栓连接三维实体模型,研究螺栓—孔间隙、挤压面摩擦因数等因素对挤压面上的应力分布的影响。研究发现螺栓连接叠层板每层中在纤维方向上径向应力和周向应力达到最大值,单层板铺层方向是径向应力和周向应力的主要承载方向。螺栓—孔间隙对孔周应力的分布产生较大的影响,径向应力分布具有相似性,间隙越大,径向应力水平越高,最大周向应力反而有所减小,而且间隙的存在使得径向应力的分布发生改变,最大径向应力向外加载荷方向靠近;螺栓—孔接触面的粗糙程度对孔周应力的分布也产生较大的影响。随着摩擦因数的增大,最大径向应力随之减小;最大周向应力随着摩擦因数的增大而减小。 展开更多
关键词 复合材料 螺栓连接 有限元法 应力场
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复合材料层板多钉机械连接强度计算方法 被引量：10
19
作者 杨旭 章怡宁 许希武 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期24-29,共6页
提出了一种适于设计计算使用的复合材料层板多钉机械连接强度分析方法。该方法将复合材料板多钉机械连接强度分析问题化为求解各向异性体弹性理论中的复势函数边值问题，以Ｆａｂｅｒ级数和最小二乘边界配置技术为工具导出了孔边应力的... 提出了一种适于设计计算使用的复合材料层板多钉机械连接强度分析方法。该方法将复合材料板多钉机械连接强度分析问题化为求解各向异性体弹性理论中的复势函数边值问题，以Ｆａｂｅｒ级数和最小二乘边界配置技术为工具导出了孔边应力的级数解表达式。选用的孔边特征曲线上的点应力失效判据避开了孔边接触、材料非线性、大位移、刚度减缩等复杂且难以验证的强度模拟计算过程。计算结果与试验结果符合较好。还详细探讨了铺层比例、排距等设计参数对钉载分配、挤压强度的影响规律。 展开更多
关键词 层压板 钉载分配 连接强度 复合材料
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氰酸酯与改性环氧树脂的共固化反应及固化物的性能研究 被引量：9
20
作者 纪丽 阎红强 戚国荣 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 2003年第6期657-662,共6页
用热机械曲线法(TMA)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)研究了氰酸酯/低溴环氧树脂(1∶1)的共固化反应行为、历程,研究了氰酸酯改性不同环氧树脂体系层压板的耐热性能、介电性能和力学性能,同时用动态的TGA研究了共固化体系的热稳定性.结果表... 用热机械曲线法(TMA)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)研究了氰酸酯/低溴环氧树脂(1∶1)的共固化反应行为、历程,研究了氰酸酯改性不同环氧树脂体系层压板的耐热性能、介电性能和力学性能,同时用动态的TGA研究了共固化体系的热稳定性.结果表明,当低溴环氧树脂/氰酸酯质量比为1/1时,固化反应首先是氰酸酯发生自聚形成三聚体(三嗪环),然后三嗪环很快与环氧基反应形成异氰脲酸酯,异氰尿酸酯再与环氧树基反应生成唑烷酮.同时,氰酸酯单体直接与环氧基反应生成唑啉进而转变成唑烷酮.随着氰酸酯质量分数的增加,共固化物的玻璃化转变温度Tg和介电性能增加,抗弯强度减少,残碳量增加. 展开更多
关键词 氰酸酯 改性环氧树脂 共固化反应 固化物 层压板 性能
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