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GFRP材料对微水头水车叶片结构性能的影响
1
作者 陈小翠 崔煜崑 +1 位作者 郑源 米渊 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第3期308-315,共8页
在单向流固耦合的理论基础上,通过模拟叶片在不同旋转角度下所承受的流体压力,将得出的流体压力数据作为结构分析的边界条件,输入到有限元分析模型进行分析.考虑环氧S玻璃纤维和环氧E玻璃纤维的复合材料,将两种复合材料进行水车叶片结... 在单向流固耦合的理论基础上,通过模拟叶片在不同旋转角度下所承受的流体压力,将得出的流体压力数据作为结构分析的边界条件,输入到有限元分析模型进行分析.考虑环氧S玻璃纤维和环氧E玻璃纤维的复合材料,将两种复合材料进行水车叶片结构设计,探究复合材料中不同铺层角度对水车力学性能的影响,以得出最佳铺层方案,并将复合材料叶片的结构分析结果与实体结构叶片的结果进行对比.结果表明,应用环氧E玻璃纤维材料并采用铺层角度θ为15°的铺层方案对微水头水车叶片结构性能的改善最显著;在相同工况下相比于实体钢叶片,复合材料叶片的最大变形量比结构钢叶片减少了53.4%,有效缓解了应力集中的现象,同时,复合材料叶片的质量也大幅减轻,达到了80.7%的减重效果,为微水头水车叶片的安全稳定运行提供了理论依据. 展开更多
关键词 微水头水车 叶片 玻璃纤维增强材料 复合材料 铺层角度 力学性能
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高温环境对混凝土内GFRP筋拉伸性能退化影响
2
作者 陆春华 李朝晖 +2 位作者 漆仲浩 朱学武 徐奕帆 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第2期12-19,共8页
对埋置于混凝土内的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋进行高温后拉伸试验,分析了高温下混凝土试件内外温度变化、筋材外观变化,重点探讨了高温后混凝土内GFRP筋拉伸性能退化规律及其抗拉强度保留系数的预测方法。试验与分析结果表明:混凝土... 对埋置于混凝土内的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋进行高温后拉伸试验,分析了高温下混凝土试件内外温度变化、筋材外观变化,重点探讨了高温后混凝土内GFRP筋拉伸性能退化规律及其抗拉强度保留系数的预测方法。试验与分析结果表明:混凝土内GFRP筋存在明显温度滞后现象,炉内升温约2 h后,混凝土内GFRP筋才能达到环境温度,混凝土保护层降低了内部筋材在高温后的松散程度;300~350℃的工况温度下,混凝土保护层对GFRP筋的抗拉强度保护作用较明显。工况温度达到400℃后,GFRP筋的拉伸性能迅速下降,混凝土保护层的隔温保护作用逐渐减弱至消失;300℃工况下,恒温时长对混凝土内GFRP筋抗拉强度影响显著,对其弹性模量影响较小;采用Boltzmann函数可以有效预测混凝土内GFRP筋在高温后的抗拉强度保留系数。相关研究可为GFRP筋在混凝土结构中的耐火设计提供参考。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强复合材料(GFRP) 高温环境 混凝土 拉伸性能 预测模型
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PCD刀具车削玻璃纤维增强复合材料的切削力研究
3
作者 韩剑平 黄树涛 +3 位作者 葛亮 施华 于晓琳 许立福 《工具技术》 北大核心 2025年第1期15-23,共9页
研究了PCD刀具车削玻璃纤维增强复合材料时切削用量对切削力的影响规律,并通过正交试验建立了切削力经验公式。研究结果表明:主切削力随切削速度的变化较小,切削合力和径向力随切削速度的增大而减小,轴向力总体随切削速度的增大而减小;... 研究了PCD刀具车削玻璃纤维增强复合材料时切削用量对切削力的影响规律,并通过正交试验建立了切削力经验公式。研究结果表明:主切削力随切削速度的变化较小,切削合力和径向力随切削速度的增大而减小,轴向力总体随切削速度的增大而减小;在进给量大于0.1 mm/r时,主切削力和切削合力随进给量的增大而增大,轴向力和径向力随进给量的变化较小;在进给量为0.05 mm/r时,由于刀刃刃口的挤压作用,使得各切削分力均较大;各切削分力和切削合力随背吃刀量的增大而增大,但在背吃刀量大于0.6 mm时,轴向力和径向力随背吃刀量的变化很小;所建立的切削力经验公式与实验结果具有较高的拟合度。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强复合材料 切削用量 切削力 PCD刀具
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硬质合金和PCD刀具高速车削GFRP试验研究
4
作者 李文浩 施华 +5 位作者 杨文超 葛亮 刘成炜 崔众晗 于晓琳 黄树涛 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第2期23-28,共6页
针对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)难加工的特性,对比研究了Al_(2)O_(3)+TiN涂层硬质合金刀具和PCD刀具高速车削GFRP时的切削性能。结果表明:Al_(2)O_(3)+TiN涂层刀具初期磨损主要为涂层剥落和基体磨损,PCD刀具初期磨损主要为刃口微崩,随... 针对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)难加工的特性,对比研究了Al_(2)O_(3)+TiN涂层硬质合金刀具和PCD刀具高速车削GFRP时的切削性能。结果表明:Al_(2)O_(3)+TiN涂层刀具初期磨损主要为涂层剥落和基体磨损,PCD刀具初期磨损主要为刃口微崩,随切削长度的增加,两种材料刀具均以后刀面磨损为主,其中Al_(2)O_(3)+TiN涂层刀具还伴有前刀面凹窝形磨损。切削过程中PCD刀具的各切削分力和切削温度及表面粗糙度均低于硬质合金刀具。在高速切削条件下PCD刀具的耐磨性远高于Al_(2)O_(3)+TiN涂层刀具,更适合对GFRP进行长时间稳定车削。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强复合材料 高速车削 刀具磨损 切削力 切削温度 表面粗糙度
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钨纤维增强金属玻璃复合材料的长杆弹斜侵彻/穿甲性能
5
作者 章浪 赵丰鹏 +2 位作者 张钰忠 邓勇军 李继承 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第3期105-119,共15页
基于钨纤维和金属玻璃基体的实际分布特性,建立复合材料弹体的细观有限元几何模型,采用修正的热力耦合本构模型来描述金属玻璃基体的高强度和高剪切敏感性,结合相关的斜侵彻/穿甲试验,开展复合材料长杆弹斜侵彻/穿甲钢靶的三维有限元模... 基于钨纤维和金属玻璃基体的实际分布特性,建立复合材料弹体的细观有限元几何模型,采用修正的热力耦合本构模型来描述金属玻璃基体的高强度和高剪切敏感性,结合相关的斜侵彻/穿甲试验,开展复合材料长杆弹斜侵彻/穿甲钢靶的三维有限元模拟,与钨合金弹进行对比分析,讨论弹靶变形和破坏特征,分析了撞击倾角、撞击速度等因素对复合材料弹体侵彻/穿甲“自锐”行为以及弹道特征的影响。结果表明,在斜侵彻/穿甲条件下,由于弹体头部受力的非对称特征,弹头逐渐锐化为非对称的尖头构型,同时弹道偏转,复合材料弹体的“自锐”性能以及侵彻/穿甲能力下降。撞击速度对斜侵彻/穿甲条件下弹体的“自锐”特征及弹道行为有显著影响,低速撞击条件下,撞击倾角越大,弹体侵彻性能越弱;当倾角增大到50°时,撞击速度小于900m/s的弹体均难以有效侵彻靶板;倾角进一步增大时,弹体容易跳飞。 展开更多
关键词 钨纤维增强金属玻璃复合材料 斜侵彻 穿甲 自锐 弹道特征 有限元模拟
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新能源汽车充电小门用玻纤增强PBT/PC复合材料的开发与应用 被引量：1
6
作者 李陵洲 冉宝清 +3 位作者 王廷 朱永军 狄春峰 郑雄峰 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第3期40-47,共8页
新能源汽车充电小门尺寸较传统燃油车油箱小门尺寸大2~3倍,要求材料具有更高的尺寸稳定性。针对尼龙6(PA6)吸水性较强、收缩率较大易影响充电小门正常闭合的缺陷,基于聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)/聚碳酸酯(PC)合金材料具有较好的加工性、... 新能源汽车充电小门尺寸较传统燃油车油箱小门尺寸大2~3倍,要求材料具有更高的尺寸稳定性。针对尼龙6(PA6)吸水性较强、收缩率较大易影响充电小门正常闭合的缺陷,基于聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)/聚碳酸酯(PC)合金材料具有较好的加工性、较低的吸水性和收缩率的特点,制备了玻璃纤维(GF)增强PBT/PC复合材料,探究了PBT和PC树脂黏度、树脂含量、GF含量,以及不同GF类型对GF增强PBT/PC复合材料物理力学性能的影响。结果表明,随着PBT和PC树脂黏度的提升、PBT/PC合金中PC树脂含量的增加,以及GF含量的增加,GF增强PBT/PC复合材料的整体力学性能呈增加趋势,熔体流动速率(MFR)逐渐降低;与普通圆形GF相比,扁平GF可使质量分数为50%的GF增强PBT/PC复合材料的力学性能和MFR均有明显提升,同时使复合材料具有更低的吸水率和收缩率,从而具有良好的尺寸稳定性。进一步从力学性能、热性能、微观形貌、收缩率、吸水率等角度分析对比了扁平GF增强PBT/PC复合材料与扁平GF增强PA6复合材料的性能。结果表明,当GF质量分数为50%时,扁平GF增强PBT/PC复合材料的吸水率和收缩率远低于扁平GF增强PA6复合材料,在耐热性和加工流动性上两者较为相近,扁平GF增强PBT/PC复合材料可替代扁平GF增强PA6复合材料应用于充电小门产品。 展开更多
关键词 充电小门 吸水性 尺寸稳定性 玻璃纤维增强复合材料 扁平玻璃纤维
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增容剂对玻纤增强PA66/sPS复合材料力学性能的影响
7
作者 陈拓 贾义军 +4 位作者 陈国军 赵姜斌 黄乐文 景裕生 聂琦 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第3期160-165,共6页
采用双螺杆挤出机熔融共混,制得玻璃纤维(GF)增强尼龙66(PA66)/间规聚苯乙烯(sPS)复合材料。选用3种不同接枝率的马来酸酐接枝聚苯醚作为复合材料的增容剂,首先考察不同接枝率增容剂对GF增强PA66/sPS复合材料力学性能的影响,同时采用差... 采用双螺杆挤出机熔融共混,制得玻璃纤维(GF)增强尼龙66(PA66)/间规聚苯乙烯(sPS)复合材料。选用3种不同接枝率的马来酸酐接枝聚苯醚作为复合材料的增容剂,首先考察不同接枝率增容剂对GF增强PA66/sPS复合材料力学性能的影响,同时采用差示扫描量热(DSC)仪、热重(TG)分析仪和扫描电子显微镜对复合材料的结晶性能、热性能及微观形貌进行测试与表征;然后,根据力学性能测试结果,从3种增容剂中筛选出最佳增容剂,探究增容剂含量对GF增强PA66/sPS复合材料力学性能的影响。结果表明,在同等增容剂用量下,接枝率为1.0%的增容剂FB820的增容效果最佳;DSC和TG测试结果表明,使用3种增容剂制得的GF增强PA66/sPS复合材料的结晶温度、熔融温度和热稳定性基本一致。当增容剂FB820用量为4份时,复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为176 MPa,弯曲强度为219MPa,非缺口冲击强度为39 kJ/m^(2),缺口冲击强度为12.7 kJ/m^(2)。 展开更多
关键词 尼龙66 间规聚苯乙烯 增容剂 玻璃纤维增强复合材料
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混杂GF对GF增强PBT复合材料性能的影响
8
作者 谢慧娟 赵姜斌 +1 位作者 贾义军 吴少珊 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第8期68-75,共8页
以玻璃纤维(GF)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)树脂为原料,采用双螺杆挤出机熔融挤出造粒,制得GF增强PBT复合材料。首先考察了3种不同种类(圆GF ECS-3.0-T436H、扁平GF TFG-3.0-T436、扁平GF TFG-3.0-T4355)和含量的GF对复合材料力学性能和... 以玻璃纤维(GF)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)树脂为原料,采用双螺杆挤出机熔融挤出造粒,制得GF增强PBT复合材料。首先考察了3种不同种类(圆GF ECS-3.0-T436H、扁平GF TFG-3.0-T436、扁平GF TFG-3.0-T4355)和含量的GF对复合材料力学性能和抗翘曲性能的影响,筛选出力学性能增强效果和翘曲改善效果最佳的单一GF。其次,将两种GF混杂,考察了混杂比对复合材料力学性能和抗翘曲性能的影响。最后,对最佳混杂比的GF增强PBT复合材料的流变性能进行研究。结果表明,所选3种不同种类GF中,增强PBT复合材料力学性能最佳的GF型号为圆GF ECS-3.0-T436H,改善翘曲效果最佳的GF型号为扁平GF TFG-3.0-T436。对比两种型号的扁平GF,扫描电子显微镜观察表明,与TFG-3.0-T4355型号的GF相比,TFG-3.0-T436型号的GF和PBT树脂基体具有更好的相容性。在质量分数30%GF混杂体系里,最佳混杂比为扁平GF TFG-3.0-T436占比60%、圆GF ECS-3.0-T436H占比40%,此时PBT复合材料的力学性能和翘曲性能取得最佳平衡,复合材料的拉伸强度为141 MPa、弯曲强度为205 MPa、非缺口冲击强度为74.2 kJ/m^(2)、缺口冲击强度为11.9 kJ/m^(2)、翘曲高度为2.62 mm。对混杂GF增强PBT复合材料进行流变性能测试,结果表明,混杂GF中不同扁平GF占比的PBT复合材料均为典型的假塑性非牛顿流体;随着剪切速率的逐步升高,复合材料的剪切黏度持续降低,表现出典型的“剪切变稀”特征。 展开更多
关键词 增强聚对苯二甲酸丁二酯复合材料 低翘曲 力学性能 复合材料 扁平玻璃纤维
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单向玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料成型极限试验研究
9
作者 亓昌 武鹏程 +1 位作者 盈亮 杨姝 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期46-53,共8页
本研究探讨了单向玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料的成型极限,旨在为玻璃纤维增强树脂基复合材料层板的工艺设计和失效行为预测提供参考。首先,采用连续玻璃纤维增强聚酰胺6单向带,按照[0/90]4的铺层方式,通过热模压制备厚度为1.80 mm... 本研究探讨了单向玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料的成型极限,旨在为玻璃纤维增强树脂基复合材料层板的工艺设计和失效行为预测提供参考。首先,采用连续玻璃纤维增强聚酰胺6单向带,按照[0/90]4的铺层方式,通过热模压制备厚度为1.80 mm的GFRP层板;其次,基于Nakajima成型极限试验,对比了钟形试样与改型缺口试样的失效形式;最后,确定了适用于GFRP层板成型极限研究的试样,并通过构建成型极限曲线表征了其成型性能。试验结果表明:随着试样宽度的增加,受力状态和变形模式由单轴拉伸向双轴拉伸转变;试样表现出三种典型的失效模式,包括纤维拉伸断裂、纤维拔出断裂以及弯曲剪切耦合断裂;试样呈现脆性断裂特征,且在断裂前未出现颈缩现象,需通过散点分布构建成型极限曲线;与传统钟形试样相比,缺口试样更适用于纤维增强复合材料的成型极限试验研究。 展开更多
关键词 单向玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料 Nakajima试验 成型极限曲线 试样改型 失效模式
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GFRP-槟榔杆复合构件基本力学性能试验研究
10
作者 杨晶 王珍珍 +2 位作者 张海滨 张冲 周智 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第5期108-116,共9页
为了提升热带海岛属地化材料利用率,降低海岛工程建设成本并提高工程效率,本文提出了GFRP约束槟榔杆的低成本复合构件形式,并研究其基本力学性能。通过10根GFRP-槟榔杆复合构件和2根对照试件的轴心抗压和四点弯曲试验,研究不同GFRP包裹... 为了提升热带海岛属地化材料利用率,降低海岛工程建设成本并提高工程效率,本文提出了GFRP约束槟榔杆的低成本复合构件形式,并研究其基本力学性能。通过10根GFRP-槟榔杆复合构件和2根对照试件的轴心抗压和四点弯曲试验,研究不同GFRP包裹方向、层数对构件的破坏模式、轴心抗压特性、抗弯特性的影响。试验结果表明:与对照试件相比,GFRP-槟榔杆复合构件的轴心抗压承载力提升了110.28%~925.18%,抗弯承载力提升了92.20%~1063.42%。单一方向包裹GFRP不能有效为复合构件的未包裹GFRP方向提供约束,导致部分复合构件破坏模式与裸杆破坏模式相似;同时沿纵向和横向全长包裹GFRP可为复合构件提供较好约束,从而提高其力学性能,并改变构件的破坏形态。研究结果将为GFRP-槟榔杆复合构件的推广应用提供理论依据。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强聚合物(GFRP) 槟榔杆 复合构件 轴心抗压 四点弯曲
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复合材料尾门结构的拓扑-参数一体化轻量化设计 被引量：2
11
作者 成艾国 王超 +2 位作者 陆日进 何智成 于万元 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1824-1833,共10页
以某新能源车型的尾门为研究对象,结合注塑长玻纤增强复合材料,提出了一种结构拓扑参数一体化轻量化设计方法,并为尾门性能仿真和优化设计分别建立了联合仿真和常规仿真模型,提高了仿真精度和优化效率。首先,基于常规仿真模型通过三步... 以某新能源车型的尾门为研究对象,结合注塑长玻纤增强复合材料,提出了一种结构拓扑参数一体化轻量化设计方法,并为尾门性能仿真和优化设计分别建立了联合仿真和常规仿真模型,提高了仿真精度和优化效率。首先,基于常规仿真模型通过三步式结构概念设计优化并重新设计了复合材料尾门结构。然后,建立了用于后续多目标优化的联合仿真模型,并通过样件试制和性能试验进行了验证。最后,利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对尾门的筋条厚度、关键位置厚度、截面尺寸进行了详细优化。优化后的复合材料尾门质量比原钢制尾门减小了27.2%,同时尾门扭转刚度、横向刚度、弯曲刚度及自由模态满足应用要求。 展开更多
关键词 长玻纤增强复合材料 尾门 联合仿真 概念设计 参数优化
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玻纤增强尼龙复合材料车门拉手座热流道模具设计 被引量：4
12
作者 田科 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期47-54,共8页
在车门拉手座塑件模具设计中,为解决高含量玻璃纤维增强尼龙复合材料成型时容易出现浮纤、收缩各向异性带来的翘曲变形大等潜在品质缺陷问题,运用CAE辅助分析对塑件的成型方案进行了优化分析。将浇注系统优化为潜伏式双浇口浇注系统,浇... 在车门拉手座塑件模具设计中,为解决高含量玻璃纤维增强尼龙复合材料成型时容易出现浮纤、收缩各向异性带来的翘曲变形大等潜在品质缺陷问题,运用CAE辅助分析对塑件的成型方案进行了优化分析。将浇注系统优化为潜伏式双浇口浇注系统,浇口的进胶直径为1 mm,流道结构由三级冷流道+一级热流道组成。所获得的浇注效果为:引起浮纤发生的内外壁模温差控制在38℃以下(标准值≤50℃);主要外观面盖面的纤维取向张量范围为0.7373~0.9986,能有效保证盖面的结构强度;塑件最大翘曲变形量为1.024 mm,能保证塑件关键尺寸的成型精度满足MT3级A类精度要求;基于玻纤增强的模腔成型收缩率各向差异化设置分别为X向0.3%,Y向0.1%,Z向0.2%。与优化结果对应的注塑工艺参数为:模温89.4℃,料温292.4℃,注射压力92 MPa,冷却水温度25℃,注塑周期38 s。模具结构为一种两板式热流道模具,一模两腔布局,模具中采用脱模方向集成法设计了3种脱模机构,其中的定模推板斜顶机构和油缸推板型斜抽芯机构对同类塑件脱模机构设计有较好的参考作用。 展开更多
关键词 复合材料 玻纤增强 尼龙 注塑 CAE优化 各向异性 模具设计 收缩率
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玻璃纤维增强聚合物筋增强混凝土柱的轴压承载力评估 被引量：1
13
作者 冉黎 吴文 周磊 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第10期72-78,共7页
玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋对混凝土柱承载力的影响十分关键,为深入评估GFRP筋设计应用于增强混凝土柱的承载力性能,利用随机森林(RF)、人工神经网络(ANN)、AdaBoost和XGBoost算法,分别建立了各自的GFRP筋增强混凝土柱承载力模型。建立... 玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋对混凝土柱承载力的影响十分关键,为深入评估GFRP筋设计应用于增强混凝土柱的承载力性能,利用随机森林(RF)、人工神经网络(ANN)、AdaBoost和XGBoost算法,分别建立了各自的GFRP筋增强混凝土柱承载力模型。建立了GFRP筋增强混凝土柱的试验数据库,对已有的GFRP筋增强混凝土柱承载力理论公式进行了初步评估,并进一步对比分析GFRP筋增强混凝土柱承载力的RF模型、ANN模型、AdaBoost模型和XGBoost模型的预测精度。结果表明:已有的GFRP筋增强混凝土柱承载力理论公式的判定系数(0.70左右)均小于RF模型(0.82)、AdaBoost模型(0.80)和XGBoost模型(0.80)的制定系数,且平均绝对误差和均方根误差基本都大于RF模型、ANN模型、AdaBoost模型和XGBoost模型的相应值,表明现有理论公式的准确性低于RF模型、ANN模型、AdaBoost模型和XGBoost模型准确性。与ANN模型相比,RF模型、AdaBoost模型和XGBoost模型均可较为准确地评估GFRP筋增强混凝土柱的实际承载力性能(尤其是RF模型)。研究可为GFRP筋设计应用于增强混凝土结构时的承载力设计和分析提供参考。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强聚合物筋 混凝土柱 轴压承载力 复合材料 随机森林
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玻璃与碳纤维混杂增强复合材料3D打印与实验 被引量：4
14
作者 栾丛丛 牛成成 +2 位作者 林志伟 钱俊 傅建中 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期200-204,共5页
本研究基于热塑性材料熔融沉积成型工艺,研制了双喷头连续玻璃纤维与碳纤维混杂增强热塑性复合材料结构增材制造平台,制备了不同混杂比的纤维增强热塑性复合材料结构试件,分析了不同结构试件的弯曲力学性能与失效模式,探索了嵌入碳纤维... 本研究基于热塑性材料熔融沉积成型工艺,研制了双喷头连续玻璃纤维与碳纤维混杂增强热塑性复合材料结构增材制造平台,制备了不同混杂比的纤维增强热塑性复合材料结构试件,分析了不同结构试件的弯曲力学性能与失效模式,探索了嵌入碳纤维智能层的混杂纤维增强热塑性复合材料的力阻行为。结果表明:比较纯热塑性材料结构件,玻璃纤维增强复合材料结构件弯曲强度提高了115.99%,碳纤维增强复合材料结构件弯曲强度提高了198.76%;玻璃纤维与碳纤维混杂增强复合材料结构件具有负弯曲强度混杂效应和正弯曲模量混杂效应。可根据碳纤维电阻相对变化率对混杂增强复合材料结构的应变与断裂破坏状态进行实时自感知。研究结果为连续玻璃纤维与碳纤维混杂增强热塑性复合材料结构件的高质高效制造与智能化提供了新工艺与新思路。 展开更多
关键词 三维打印 碳纤维 玻璃纤维 混杂增强 复合材料 增材制造
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硬质合金涂层刀具车削GFRP的切削力研究 被引量：3
15
作者 韩剑平 黄树涛 +3 位作者 葛亮 施华 于晓琳 许立福 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期15-21,共7页
研究了硬质合金涂层刀具车削玻璃纤维增强复合材料时,切削用量对切削力的影响,并通过正交试验建立了切削力经验公式。结果表明:切削速度引起的树脂软化对切削力的影响较大,切削分力随切削速度的增加先减后增,但切削速度由243 m/min增至3... 研究了硬质合金涂层刀具车削玻璃纤维增强复合材料时,切削用量对切削力的影响,并通过正交试验建立了切削力经验公式。结果表明:切削速度引起的树脂软化对切削力的影响较大,切削分力随切削速度的增加先减后增,但切削速度由243 m/min增至342 m/min时,切削力变化趋于平缓;切削力随进给量和背吃刀量的增加而增大,但在进给量为0.05 mm/r时,由于涂层刀具刃口的挤压作用,轴向切削力反而较大。正交试验和极差分析表明,背吃刀量对切削合力及各切削分力的影响最大,切削速度对切削合力及轴向分力Fx和径向分力Fy的影响次之,进给量对主切削力Fz的影响较切削速度大。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强复合材料 切削用量 切削力 硬质合金涂层刀具
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刀具几何参数对GFRP复合材料切削力的影响仿真研究 被引量：3
16
作者 张议囡 于晓琳 +3 位作者 黄树涛 许立福 张玉璞 刘成炜 《工具技术》 北大核心 2024年第7期119-124,共6页
玻璃纤维增强复合材料(GFRP)两相材料属性相差迴异,加工难度大。利用有限元仿真软件对玻璃纤维增强复合材料进行了研究,分析了刀具几何参数与切削力之间的关系。结果表明:当刀具前角由3°增大到12°时,切削力下降,但当前角由12&... 玻璃纤维增强复合材料(GFRP)两相材料属性相差迴异,加工难度大。利用有限元仿真软件对玻璃纤维增强复合材料进行了研究,分析了刀具几何参数与切削力之间的关系。结果表明:当刀具前角由3°增大到12°时,切削力下降,但当前角由12°增大到15°时,切削合力和主切削力有微小上升趋势;当刀具后角从2°增加至12°时,切削力呈现下降趋势,从12°增加至22°时,切削力呈现增大趋势;当刃口半径由0.05mm增加至0.4mm时,切削力减小,刃口半径从0.4mm增加到1.2mm时,切削力增加。仿真得到的最合适刀具几何参数分别为前角12°、后角12°和刃口半径0.4mm。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强复合材料 刀具几何参数 切削力
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车削玻璃纤维增强复合材料薄壁筒沟槽的切削力研究 被引量：1
17
作者 刘焕 黄树涛 +2 位作者 张玉璞 于晓琳 许立福 《工具技术》 北大核心 2024年第11期30-35,共6页
采用PVD超细TiAlN基纳米涂层刀具对玻璃纤维增强复合材料进行车削试验,研究切槽过程中切削力的变化特点及切削用量、冷却条件对切削力的影响规律。结果表明,由于玻璃纤维按不同角度逐层缠绕,在整个切削过程中切削力处于一定的波动状态;... 采用PVD超细TiAlN基纳米涂层刀具对玻璃纤维增强复合材料进行车削试验,研究切槽过程中切削力的变化特点及切削用量、冷却条件对切削力的影响规律。结果表明,由于玻璃纤维按不同角度逐层缠绕,在整个切削过程中切削力处于一定的波动状态;切削温度所导致的工件材料树脂软化是切削速度和冷却条件对切削力变化影响的主要原因;进给量对切削力的影响是切削层几何尺寸和切削温度变化的综合作用结果。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强复合材料 切槽 切削力 切削用量
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环境吸湿对玻璃纤维增强尼龙66材料性能的影响 被引量：2
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作者 龚梦晴 武金龙 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期140-145,共6页
通过研究两种玻璃纤维(GF)增强尼龙(PA)[GF增强PA66(A3WG6,巴斯夫),简称复合材料A;自制PA66+30%GF,简称复合材料B]在环境温湿度条件下调节不同时间后的吸湿状态,探讨了不同时间调节后PA复合材料的拉伸强度、拉伸弹性模量、拉伸应变、冲... 通过研究两种玻璃纤维(GF)增强尼龙(PA)[GF增强PA66(A3WG6,巴斯夫),简称复合材料A;自制PA66+30%GF,简称复合材料B]在环境温湿度条件下调节不同时间后的吸湿状态,探讨了不同时间调节后PA复合材料的拉伸强度、拉伸弹性模量、拉伸应变、冲击强度及收缩率与调节时间的关系,考察了材料在常温环境下调节时间与材料含水率的关系,同时分析了水分对PA复合材料性能影响的机理。结果表明,在试验范围内,PA复合材料在常温环境中的吸湿率随着调节时间的延长而增加,环境吸湿速率在16 h达到最高,在168 h后趋于平稳。吸湿后的PA复合材料拉伸强度随着调节时间的延长逐渐下降,拉伸应变和拉伸弹性模量变化相对较小,冲击强度则随着调节时间的延长逐渐增大。当PA66复合材料A、B在环境温湿度条件下调节168 h后,材料的含水率分别为0.207%和0.145%,材料的拉伸强度分别下降了14 MPa和15.3 MPa,损失率达到6.9%和7.8%。当PA66复合材料A、B在环境温湿度条件下调节960 h后,材料的含水率分别为0.578%和0.439%,材料的拉伸强度分别下降了38 MPa和35 MPa,损失率分别达到18.6%和18.2%,材料的冲击强度则提高了12.3%和45.7%。PA66复合材料A、B在相同环境温湿度条件下调节不同时间后的物理力学性能、吸湿状态呈相同趋势。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强尼龙复合材料 吸湿 含水率 性能 调节时间
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湿热环境对环氧树脂基复合材料拉伸性能的影响 被引量：1
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作者 康沁莹 陈淑仙 +1 位作者 崔潇俊 代振帮 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期117-124,共8页
采用加速吸湿法得到玻璃纤维/L285环氧树脂基复合材料吸湿特性曲线,通过对比分析湿热处理前后的化学结构、断口微观形貌以及力学性能,研究了湿热环境对玻璃化转变温度、损伤机理、抗拉强度以及弹性模量的影响,探究湿热老化机制,为通用... 采用加速吸湿法得到玻璃纤维/L285环氧树脂基复合材料吸湿特性曲线,通过对比分析湿热处理前后的化学结构、断口微观形貌以及力学性能,研究了湿热环境对玻璃化转变温度、损伤机理、抗拉强度以及弹性模量的影响,探究湿热老化机制,为通用航空飞机的安全运行提供理论和实验依据。结果表明,该复合材料吸湿初期符合Fick第二定律,后期吸湿曲线逐渐趋于平缓,湿度一定时,温度越高,吸湿率越大,达到吸湿饱和时间越长。水浴温度由25 ℃增加到85 ℃时,饱和吸湿率增加209%,相应吸湿饱和时间增加46.50%;湿热处理后复合材料的拉伸断裂失效形式发生改变,抗拉强度降低30.97%,弹性模量在6%范围内波动,加载初期应力—应变曲线呈线性关系,后期呈非线性变化趋势;相对25 ℃干态试样,85 ℃湿态试样的玻璃化转变温度下降24 ℃,相应的化学结构未发生变化,但纤维-基体界面发生了不可逆的物理变化。 展开更多
关键词 湿热环境 玻璃纤维增强树脂基复合材料 损伤机理 力学性能 环氧树脂
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阻燃微胶囊改性玻璃纤维增强聚合物基复合材料阻燃性能与冲击性能研究 被引量：1
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作者 凌徐杰 陈殷红 +1 位作者 陆亦洲 方园 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第8期17-23,69,共8页
为了提高玻璃纤维增强聚合物基复合材料(GFRP)的阻燃性能,采用由微流控技术制备的FR-PN@ETPTA阻燃微胶囊改性环氧树脂基GFRP。采用垂直燃烧试验、锥形量热试验和落锤试验,研究阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA对GFRP阻燃性能、燃烧性能和抗冲击性... 为了提高玻璃纤维增强聚合物基复合材料(GFRP)的阻燃性能,采用由微流控技术制备的FR-PN@ETPTA阻燃微胶囊改性环氧树脂基GFRP。采用垂直燃烧试验、锥形量热试验和落锤试验,研究阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA对GFRP阻燃性能、燃烧性能和抗冲击性能的影响。试验结果表明:阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA能明显提高GFRP的阻燃性能,相比FR-PN阻燃剂,添加阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA的GFRP表现出更好的燃烧行为,当添加量为10wt%时,阻燃效果最佳;阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA的加入能有效降低阻燃剂对GFRP抗冲击性能的负面影响,添加了10wt%阻燃微胶囊FR-PN@ETPTA的GFRP抗冲击性能最佳。 展开更多
关键词 微流控技术 阻燃微胶囊 玻璃纤维增强聚合物基复合材料 阻燃性能 抗冲击性能
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