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低速加载对铝合金-玄武岩纤维增强树脂复合材料粘接接头失效的影响 被引量：2
1
作者 栾建泽 那景新 +2 位作者 慕文龙 谭伟 陈宏利 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1200-1208,共9页
为了给铝合金-玄武岩纤维增强树脂复合材料(BFRP)粘接结构在汽车工业中的应用提供参考和指导,制作了铝合金-BFRP粘接接头,分别在1、50、100 mm/min低速加载速率下进行准静态拉伸试验与剪切试验.结合汽车服役中的温度区间,在80℃的高温... 为了给铝合金-玄武岩纤维增强树脂复合材料(BFRP)粘接结构在汽车工业中的应用提供参考和指导,制作了铝合金-BFRP粘接接头,分别在1、50、100 mm/min低速加载速率下进行准静态拉伸试验与剪切试验.结合汽车服役中的温度区间,在80℃的高温老化环境下对接头进行0、5、10、15、20 d的老化实验.对老化的接头进行加载速率为1、100 mm/min的准静态拉伸试验与剪切试验,得到不同老化时间下铝合金-BFRP粘接接头的准静态失效强度.结合宏观模式与扫描电子显微镜分析研究接头失效模式的变化,结果表明:铝合金-BFRP粘接接头失效强度由加载速率和老化时间共同影响.低速加载过程,接头在拉应力和切应力作用下的失效强度均随加载速率的增大而升高;在加载速率范围内,切应力作用下接头失效强度的上升幅度大于拉应力作用下的;3种低速加载速率测试中,拉应力和切应力作用下接头的失效模式分别为纤维撕裂和胶层内聚,未老化接头的宏观失效模式无明显变化.本研究对高温环境下服役的粘接结构准静态的失效预测具有工程意义. 展开更多
关键词 玄武岩纤维增强树脂复合材料 粘接 加载速率 高温 老化 失效预测
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单向玄武岩纤维增强树脂复合材料低温力学性能研究 被引量：7
2
作者 孙文涛 黄传军 +3 位作者 李青 王鹏飞 李来风 周远 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期54-59,共6页
通过纤维浸渍和缠绕技术制备了单向玄武岩纤维增强树脂(BF/EP)复合材料,并对单向BF/EP复合材料在室温和液氮温度(-196℃)下的拉伸、弯曲和压缩力学性能进行了测试。使用扫描电镜(SEM)对断裂试样进行微观形态分析,阐述在低温下其力学性... 通过纤维浸渍和缠绕技术制备了单向玄武岩纤维增强树脂(BF/EP)复合材料,并对单向BF/EP复合材料在室温和液氮温度(-196℃)下的拉伸、弯曲和压缩力学性能进行了测试。使用扫描电镜(SEM)对断裂试样进行微观形态分析,阐述在低温下其力学性能变化的机理。结果表明,从室温到液氮温度,单向BF/EP复合材料的拉伸、弯曲和压缩强度分别提高了45%,43.3%和51.5%。这是由于在低温下树脂和玄武岩纤维具有良好的界面相容性。同时,从室温到液氮温度,单向BF/EP复合材料最大拉伸和弯曲应变分别提高了27.3%和182.1%。 展开更多
关键词 玄武岩纤维 力学性能 纤维增强树脂 低温
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玄武岩纤维增强树脂复合材料的现状与发展 被引量：4
3
作者 吴凤 刘彤 +1 位作者 廖万鹏 邓浩 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期89-93,共5页
玄武岩纤维(BF)是一种环保型增强纤维,与碳纤维(CF)相比,其具有较高的延伸率,且成本低于50%;与玻璃纤维(GF)相比,其具有较高模量、耐热性、耐碱性、无毒、绿色环保等特点;可用于制备具有强度高、抗腐蚀、可生物降解且耐磨性能较好的高... 玄武岩纤维(BF)是一种环保型增强纤维,与碳纤维(CF)相比,其具有较高的延伸率,且成本低于50%;与玻璃纤维(GF)相比,其具有较高模量、耐热性、耐碱性、无毒、绿色环保等特点;可用于制备具有强度高、抗腐蚀、可生物降解且耐磨性能较好的高分子复合材料;可以作为玻璃纤维、石棉以及部分碳纤维的良好替代品。以BF为增强体制备的树脂基复合材料具有较好的综合性能。通过复合材料制备方法的分析,得出了这些复合材料的制备工艺的特点、缺陷以及改性方法存在的局限性。综述了高密度聚乙烯(HDPE)/BF、聚丙烯(PP)/BF和环氧树脂(EP)/BF复合材料的研究现状。 展开更多
关键词 玄武岩纤维 增强 复合材料 制备 现状 发展
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碳纤维增强树脂复合材料制孔技术研究进展
4
作者 袁艳萍 郭筱然 +2 位作者 王文博 陈磊 汪洋 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第7期835-850,共16页
碳纤维增强树脂复合材料是以碳纤维为增强体、树脂为基体的复合材料,因其质量轻、耐腐蚀、抗疲劳等优良特性,逐渐替代了许多传统金属材料,广泛应用于航空航天、车辆制造、船舶运输等领域。碳纤维增强树脂复合材料的各向异性及非均质特... 碳纤维增强树脂复合材料是以碳纤维为增强体、树脂为基体的复合材料,因其质量轻、耐腐蚀、抗疲劳等优良特性,逐渐替代了许多传统金属材料,广泛应用于航空航天、车辆制造、船舶运输等领域。碳纤维增强树脂复合材料的各向异性及非均质特性给加工带来了极大挑战和困难,尤其是大型复合材料的连接装配避免不了小孔结构的加工,但是孔周围产生的应力集中会显著降低连接件的抗疲劳性能。基于此,该文系统综述了碳纤维增强树脂复合材料的制孔方法及其特点。首先,阐述了不同加工工艺下碳纤维增强树脂复合材料制孔的研究进展,并分析了不同工艺下产生的主要缺陷,包括孔的表面形貌特征(如边沿毛刺、撕裂、热影响区、表面粗糙度等)和孔的侧壁形貌特征(如纤维分层、孔锥度、侧壁粗糙度等)。其次,针对复材层板的强度和破坏模式,综述了孔加工对复材层板性能的影响。最后,总结和讨论了碳纤维增强树脂复合材料制孔技术的发展趋势和前景。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂复合材料 孔加工 缺陷 工艺研究 开孔拉伸 数值模拟
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湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料力学性能退化机制及性能预测
5
作者 汪依宁 陈东东 +2 位作者 肖守讷 王明猛 何子坤 《材料导报》 北大核心 2025年第6期281-288,共8页
为了深入研究湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)力学性能退化行为,开展了30℃和50℃两种水温下CFRP材料的浸水老化试验,随后进行老化0、6、12、18、24、30 d后样件的拉伸和压缩性能测试,... 为了深入研究湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)力学性能退化行为,开展了30℃和50℃两种水温下CFRP材料的浸水老化试验,随后进行老化0、6、12、18、24、30 d后样件的拉伸和压缩性能测试,并结合SEM分析老化前后CFRP试件破坏形貌。基于有限元软件ABAQUS二次开发功能,构建了考虑湿热老化效应的层内断裂和层间分层失效的二维本构模型,并对老化前和饱和吸水状态下CFRP力学性能进行计算。结果表明:30℃和50℃两种温度下,CFRP吸湿行为均符合菲克定律;随温度提升和老化时间的延长,CFRP力学性能呈现出下降趋势。此外,相比拉伸性能,CFRP压缩性能受湿热环境影响更大,在50℃老化30 d后,CFRP压缩强度和模量降幅分别为39.3%和10.8%,远高于拉伸强度和模量的降幅(8.11%和7.08%)。分析原因是CFRP浸水老化过程中,水分子扩散会导致纤维-基体界面与基体性能恶化,而CFRP压缩性能对以上变化更敏感。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 湿热老化 力学性能 数值模拟
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纤维素改性玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的制备与性能研究
6
作者 张益铭 杨明君 +3 位作者 卢雨晴 易崇森 田李 张烨铭 《塑料工业》 北大核心 2025年第5期91-98,112,共9页
在纤维增强树脂基复合材料中,界面作为重要的一部分,起着将应力从树脂相传递到增强相纤维的重要作用。本文通过将纤维素纳米纤维(CNF)通过减压抽滤使悬浮液中的CNF涂覆于玄武岩纤维(BF)表面,进一步添加到环氧树脂(EP)中进行固化反应,通... 在纤维增强树脂基复合材料中,界面作为重要的一部分,起着将应力从树脂相传递到增强相纤维的重要作用。本文通过将纤维素纳米纤维(CNF)通过减压抽滤使悬浮液中的CNF涂覆于玄武岩纤维(BF)表面,进一步添加到环氧树脂(EP)中进行固化反应,通过树脂浇注成型成功制备了BF-CNF/EP复合材料。结果表明,当涂覆10 mL的CNF悬浮液于BF表面时,相较于未改性的BF,纤维与树脂的黏附性更好,在界面处的物理、化学作用更强,复合材料的拉伸强度提高了22.4%,冲击强度提升了55%。通过选择环保的改性剂和简洁、高效的改性方式,为玄武岩纤维的表面改性提供了新的思路。 展开更多
关键词 玄武岩纤维 纤维素纳米纤维 环氧树脂基复合材料 表面改性
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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
7
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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纤维增强树脂基复合材料结构极限强度预测方法
8
作者 程显贺 程宏川 +3 位作者 邹志伟 刘佳鑫 李玉龙 林再文 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期34-40,共7页
为了加快项目研制初期复合材料结构设计方案论证的进度,开发了一种便捷且实用的结构极限强度预测方法。首先,基于经典层合板理论给出层合板等效模量的解析表达式。其次,依据层合板逐层破坏及刚度退化的假定,采用数值算法预测了层合板的... 为了加快项目研制初期复合材料结构设计方案论证的进度,开发了一种便捷且实用的结构极限强度预测方法。首先,基于经典层合板理论给出层合板等效模量的解析表达式。其次,依据层合板逐层破坏及刚度退化的假定,采用数值算法预测了层合板的首层破坏强度与极限强度。然后,对比了典型铺层的层合板力学参数,结果表明等效弹性模量与极限拉伸强度的预测值与测试值完全吻合,仅极限压缩强度的预测值比测试值低10%。最后,以层合板的等效力学性能预测值作为基础参数,采用传统结构有限元方法预测典型端框法兰结构的极限强度,通过与试验件测试比较发现,预测破坏形式与试验破坏形式均为压缩破坏,且预测极限载荷比试验破坏载荷低15%。该方法计算速度快,计算精度满足设计初期结构方案论证需求。 展开更多
关键词 纤维增强树脂基复合材料 层合板 等效模量 等效强度 极限强度 最大应力准则
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自修复与阻燃功能一体化玄武岩纤维增强环氧树脂基复合材料的制备及性能
9
作者 陈练辉 董丽楠 +4 位作者 廉婷婷 张圣昌 许启彬 姜猛进 刘鹏清 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期115-124,共10页
纤维增强环氧树脂基复合材料(FREPC)在实际应用中常因裂纹失效和燃烧破坏而受到限制。文中将自制的DA加合物(DOPO-FU-BMI)与糠胺(FA)配合,引入到环氧树脂DGEBA中,通过热压成型工艺制备了兼具自修复和阻燃双重功能的玄武岩纤维增强环氧... 纤维增强环氧树脂基复合材料(FREPC)在实际应用中常因裂纹失效和燃烧破坏而受到限制。文中将自制的DA加合物(DOPO-FU-BMI)与糠胺(FA)配合,引入到环氧树脂DGEBA中,通过热压成型工艺制备了兼具自修复和阻燃双重功能的玄武岩纤维增强环氧树脂基复合材料。结果表明,DA加合物在复合材料中实现了均匀分布,提升了材料的热稳定性和玻璃化转变温度;复合材料通过动态可逆化学键的可逆Diels-Alder(DA)反应实现了裂纹的修复,当DA加合物质量分数为20%时,经2次“冲击-修复”循环后复合材料的强度保留率仍高达92.5%;同时,复合材料发挥了玄武岩纤维的阻燃特性优势,引入DA加合物后使其阻燃性能进一步增强,极限氧指数最高可达44.5%,较未改性复合材料提升25.4%。 展开更多
关键词 自修复 阻燃性能 玄武岩纤维 环氧树脂基复合材料 可逆Diels-Alder反应
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纳米颗粒填充玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能 被引量：3
10
作者 韩庆 付颖 刘凯文 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期76-82,共7页
为探究纳米颗粒[纳米氧化铁(NFe)、纳米二氧化硅(NS)、多壁碳纳米管(MWCNT)]填充玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(GFRP)的力学性能,对纳米颗粒质量分数分别为0.1%、0.2%、0.5%、1.0%的纳米颗粒/GFRP材料开展了拉伸、压缩、弯曲及冲击力学... 为探究纳米颗粒[纳米氧化铁(NFe)、纳米二氧化硅(NS)、多壁碳纳米管(MWCNT)]填充玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(GFRP)的力学性能,对纳米颗粒质量分数分别为0.1%、0.2%、0.5%、1.0%的纳米颗粒/GFRP材料开展了拉伸、压缩、弯曲及冲击力学性能试验,并结合扫描电镜(SEM)分析了纳米颗粒的种类及质量分数对试件力学性能的影响规律。结果表明,随着纳米颗粒质量分数的增加,试件拉伸强度均先增大后降低,纳米颗粒的良好分散性及与树脂间的黏聚力能够提升试件的拉伸强度,但过量纳米颗粒的掺入会形成积聚现象,使得试件拉伸强度降低。相较于GFRP试件,掺入纳米颗粒的质量分数为0.1%、0.2%、0.5%和1.0%时,MWCNT/GFRP抗压强度的增幅分别为25.31%、36.04%、26.84%和27.25%,弯曲强度的增幅分别为58.74%、63.21%、40.89%及43.11%,纳米颗粒的掺入使得试件抗压强度、弯曲强度、冲击强度均得到改善,颗粒种类及质量分数的不同使得试件力学性能提升效果存在差异。SEM试验结果表明,外荷载作用下纤维出现断裂、分层现象,纤维与纳米颗粒间存在的摩擦效应增强其力学性能,颗粒的积聚使得试件力学性能降低。 展开更多
关键词 纳米复合材料 玻璃纤维增强聚合物 纳米颗粒 环氧树脂 力学性能 微观结构
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玄武岩纤维增强复合材料拉挤圆管抗弯性能研究 被引量：2
11
作者 孙胜江 李航宇 邢丽丽 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期39-46,共8页
为使玄武岩纤维增强复合材料(Basalt Fiber Reinforced Polymer,BFRP)拉挤圆管在桥梁工程中得到更广泛地应用,对其抗弯性能进行试验及有限元分析。对2根长度为750 mm的BFRP拉挤圆管进行三点抗弯试验;采用LS-DYNA有限元软件对试验过程进... 为使玄武岩纤维增强复合材料(Basalt Fiber Reinforced Polymer,BFRP)拉挤圆管在桥梁工程中得到更广泛地应用,对其抗弯性能进行试验及有限元分析。对2根长度为750 mm的BFRP拉挤圆管进行三点抗弯试验;采用LS-DYNA有限元软件对试验过程进行模拟,验证有限元模拟的正确性;在保持BFRP拉挤圆管总厚度不变的条件下,研究内、外层双向纤维布的铺设厚度和角度对抗弯性能的影响。结果表明:试件从加载至破坏分为线弹性阶段、下降阶段和残余阶段,试件破坏后残余强度较大且卸载后迅速回弹恢复几何形状;有限元模拟试件的荷载~滑移曲线、失效现象和试验结果吻合较好,有限元模拟正确;布置适量厚度的内、外层双向纤维布可以提高试件的抗弯承载力;将内、外层双向纤维布铺设方向由90°变为45°后,抗弯承载力进一步提高,随着外层45°纤维布厚度增加,破坏时的挠度下降。建议制作BFRP拉挤圆管时,布置适量厚度的双向纤维布,角度以45°为宜。 展开更多
关键词 桥梁工程 玄武岩纤维增强复合材料 拉挤圆管 抗弯性能 铺设角度 铺设厚度 三点抗弯试验 有限元法
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可回收玄武岩纤维增强复合材料的制备及性能
12
作者 刘贺晨 魏利伟 +2 位作者 张铭嘉 孙章林 刘云鹏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期5087-5097,共11页
传统纤维增强复合材料的基体树脂固化后形成的交联网络难溶解、难熔融,导致退役后的纤维增强复合材料难以处理。为此以1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯为催化剂合成了基于酯交换的类玻璃化环氧树脂(vitrimers),制备了可回收玄武岩纤维... 传统纤维增强复合材料的基体树脂固化后形成的交联网络难溶解、难熔融,导致退役后的纤维增强复合材料难以处理。为此以1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯为催化剂合成了基于酯交换的类玻璃化环氧树脂(vitrimers),制备了可回收玄武岩纤维增强复合材料(vitrimers-based basalt fiber-reinforced polymer,VBFRP),对比了传统树脂基复合材料(epoxy-based basalt fiber-reinforced polymer,BFRP)和VBFRP的机械性能、电气性能和热性能,并利用乙二醇溶液实现了玄武岩纤维的高效回收。结果表明:VBFRP具有不逊色于BFRP的力学性能,且表现出更高的断裂伸长率。催化剂含量的增加使得VBFRP拥有更强的力学性能,但是过量的催化剂会导致VBFRP的界面结合强度下降;与BFRP相比,所有VBFRP的电气性能均有所下降。且VBFRP的电气性能受催化剂含量的影响,适当的催化剂含量能够提高VBFRP的电气性能。VBFRP-2的电气性能下降程度较低,其击穿强度、泄漏电流和介质损耗因数分别为29.29 kV/mm、29.88μA和1.66%;VBFRP具有更高的玻璃化温度,但是其初始分解温度随着催化剂含量的增加而降低,热稳定性下降;经过28 d热老化后,VBFRP-2的泄漏电流和介质损耗因数分别增加了83.94%和48.19%,耐热老化程度低于BFRP;回收后的玄武岩纤维表面整洁,几乎无树脂残留,且化学结构并未改变,其单丝拉断强度保留率达到90.85%。 展开更多
关键词 复合材料 电工装备 类玻璃化高分子 环氧树脂 可回收 玄武岩纤维
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玄武岩纤维增强复合材料力学性能的研究进展 被引量：3
13
作者 李天平 谭晶 +3 位作者 安瑛 程礼盛 宋立健 杨卫民 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期16-19,25,共5页
玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)凭借优异的机械性能、热稳定性、耐化学性和耐酸碱腐蚀等优点被应用于航空航天、汽车、土木工程、建筑等各个领域,然而相比于玻纤和碳纤增强复合材料,国内外对BFRP的研究还较少,BFRP的力学性能仍有很大的... 玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)凭借优异的机械性能、热稳定性、耐化学性和耐酸碱腐蚀等优点被应用于航空航天、汽车、土木工程、建筑等各个领域,然而相比于玻纤和碳纤增强复合材料,国内外对BFRP的研究还较少,BFRP的力学性能仍有很大的提升空间。其中,基体与玄武岩纤维之间的界面结合性能对于提高复合材料的力学性能至关重要。综述了BFRP力学性能方面的研究现状,分析了纤维与基体界面结合性能对BFRP力学性能的影响,并总结了几种常见的增强BFRP中纤维与基体界面结合性能方法,以期对高性能BFRP的研究发展及高端应用提供参考。 展开更多
关键词 玄武岩纤维 树脂复合材料 力学性能 界面改性
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考虑切削能耗和表面质量的碳纤维增强树脂基复合材料加工工艺参数优化决策 被引量：4
14
作者 鄢威 王欣怡 +2 位作者 张华 朱硕 江志刚 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1834-1844,共11页
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)二次加工能耗与质量的影响要素相比于传统材料加工更为复杂,导致现有相关经验公式难以适用。基于此,以CFRP二次加工的切削力分析为切入点,对考虑能耗和质量的CFRP加工工艺参数优化决策问题开展研究。首... 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)二次加工能耗与质量的影响要素相比于传统材料加工更为复杂,导致现有相关经验公式难以适用。基于此,以CFRP二次加工的切削力分析为切入点,对考虑能耗和质量的CFRP加工工艺参数优化决策问题开展研究。首先分析纤维方向角对CFRP加工形式的影响,推导了切削力模型;然后建立了以切削三要素和纤维方向角为变量,以切削能耗和表面粗糙度为目标的多目标优化模型,并提出了多样化突变驱动的粒子群优化算法(DM-PSO)与层次分析法(AHP)集成的工艺参数优化决策方法;最后通过铣削试验设计验证了上述模型和方法的可行性和优越性。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 加工工艺参数 优化决策 加工能耗 表面粗糙度
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玄武岩纤维增强复合材料现状及发展前景研究 被引量：3
15
作者 杜立兵 朱慧敏 +4 位作者 邓志云 郝佳宁 李子昌 陈华 马翔 《混凝土》 CAS 北大核心 2024年第2期98-104,共7页
玄武岩纤维(BF)具有绿色环保、高强耐腐、隔音隔热等优点,广泛应用于各类玄武岩纤维复合材料(BFRP)的研发中。目前BFRP还存在制备工艺不足、产品质量不稳定、改性混掺工艺不足等问题,针对上述问题的研究缺乏系统性总结。为此,研究了当前... 玄武岩纤维(BF)具有绿色环保、高强耐腐、隔音隔热等优点,广泛应用于各类玄武岩纤维复合材料(BFRP)的研发中。目前BFRP还存在制备工艺不足、产品质量不稳定、改性混掺工艺不足等问题,针对上述问题的研究缺乏系统性总结。为此,研究了当前BFRP的制备与生产工艺、增强机理及应用现状,总结并提出了BFRP的发展及应用困境,并给出了相应的建议和研究展望。研究表明:当前基于最优单掺纤维的BFRP不断应用于土建交通、石油运输、航空航天等领域中,并呈增长趋势;但高性能BF生产、纤维混掺、BF界面改性等新型BFRP制备工艺还存在生产成本高和成品质量不稳定等问题,制约了高性能低能耗BFRP研发;BFRP生产应用全过程的规范标准仍然不健全,限制了BFRP的推广应用。随着新工艺不断发展和高性能BF的陆续研发,BFRP性能将更优异、能耗更低,未来将是BFRP深度应用的时代。研究对于高性能低能耗BFRP的研发及应用具有一定参考价值。 展开更多
关键词 玄武岩纤维复合材料 玄武岩纤维 增强机理 工程应用 发展前景
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纤维增强热固性树脂基复合材料成型过程数值模拟研究进展 被引量：2
16
作者 赵华坤 于涛 +2 位作者 程泽非 徐鉴 李岩 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期46-56,共11页
纤维增强热固性树脂基复合材料在高端制造领域应用广泛,其固化过程涉及树脂流动、固化反应发生、残余应力引发固化变形等多个步骤。数值模拟纤维增强热固性树脂基复合材料的工艺成型过程是一个多场耦合的复杂问题,建立完善的数值模拟方... 纤维增强热固性树脂基复合材料在高端制造领域应用广泛,其固化过程涉及树脂流动、固化反应发生、残余应力引发固化变形等多个步骤。数值模拟纤维增强热固性树脂基复合材料的工艺成型过程是一个多场耦合的复杂问题,建立完善的数值模拟方法用来预测其成型过程中的固化行为对于工艺类型选择、工艺参数设计和复合材料构件性能优化具有重要的理论与实践意义。本文归纳了数值模拟纤维增强热固性树脂基复合材料成型过程的主要研究进展,并讨论了不同数值模型的适用条件,通过分析同一问题不同模型的适用条件可以为复合材料固化工艺及参数设计的选择提供指导。提升精度和降低成本是数值模型迭代优化的主要研究方向。在此基础上,本文对数值模拟纤维增强热固性树脂基复合材料成型过程进行了总结,并认为未来可以从复合材料的树脂流动多尺度建模、机器学习与材料基因组方法在复合材料的构件优化设计中的应用和残余应力对复合材料的性能及使用寿命的影响等方面开展研究。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料 数值模拟 热固性树脂 成型工艺
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高性能纤维增强树脂基复合材料湿热老化研究进展 被引量：5
17
作者 李佳楠 姜亚明 +1 位作者 项赫 杨晨 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-7,共7页
高性能纤维增强树脂基复合材料具有卓越的结构整体性及抗分层等特性,在诸多工业领域中具有广泛适用性。在其储藏及使用时,制件强度会不可避免地因湿热老化造成降解和退化。探讨和揭示高性能纤维增强树脂基复合材料在不同湿热老化环境下... 高性能纤维增强树脂基复合材料具有卓越的结构整体性及抗分层等特性,在诸多工业领域中具有广泛适用性。在其储藏及使用时,制件强度会不可避免地因湿热老化造成降解和退化。探讨和揭示高性能纤维增强树脂基复合材料在不同湿热老化环境下的力学响应,对其结构件的耐久性、安全服役性能和寿命预估具有至关重要的意义。综述了国内外高性能纤维增强树脂基复合材料湿热老化方面的研究进展,介绍了其吸湿机理以及在湿热环境下的老化机理。梳理了湿热老化环境对于高性能纤维增强树脂基复合材料力学性能的影响,寿命预测模型等。最后指出了高性能纤维增强树脂基复合材料老化研究存在的问题、面临的挑战,对未来研究发展方向提出了展望。 展开更多
关键词 高性能纤维增强树脂基复合材料 湿热老化 吸湿模型 力学性能 寿命预测
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碳纤维增强树脂基复合材料的层间颗粒增韧技术研究进展 被引量：2
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作者 赵涵怡 柯红军 +2 位作者 汪东 张洋 李琪 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期575-582,共8页
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有高强高模的优点,被广泛应用于汽车、体育、船舶、航空航天等领域,达到了材料轻量化的要求。目前使用较多的树脂基体以环氧树脂(EP)等热固性树脂为代表,普遍存在脆性大、韧性差的问题,导致复合材料层... 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有高强高模的优点,被广泛应用于汽车、体育、船舶、航空航天等领域,达到了材料轻量化的要求。目前使用较多的树脂基体以环氧树脂(EP)等热固性树脂为代表,普遍存在脆性大、韧性差的问题,导致复合材料层合板容易在层间发生开裂。层间增韧是一种有效的增韧方式,它可以在不改变基体树脂粘度的情况下对特定区域进行增韧,提高材料的断裂韧性。本文介绍了层间断裂模式并总结了层间断裂韧性(ILFT)测试的数据处理方法,总结了聚合物颗粒与无机纳米颗粒(主要是碳纳米管)的颗粒种类、增韧机制、引入方式,并主要通过层间断裂韧性评价了各种颗粒的增韧效果。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 层间增韧 层间断裂韧性 聚合物颗粒 无机纳米颗粒 碳纳米管
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聚吡咯共轭结构对碳纤维增强树脂基复合材料热循环稳定性能的影响
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作者 姜梦敏 王一璠 +2 位作者 金欣 王闻宇 肖长发 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期23-30,共8页
为解决碳纤维增强树脂基复合材料(CFRPs)存在的碳纤维与基体间界面黏结性较弱和在热循环过程中因热膨胀系数不匹配而产生界面破坏的问题,通过低温聚合得到含有较多共轭结构的聚吡咯(PPy)对预处理后碳纤维(CF)进行表面改性,分别在0、30... 为解决碳纤维增强树脂基复合材料(CFRPs)存在的碳纤维与基体间界面黏结性较弱和在热循环过程中因热膨胀系数不匹配而产生界面破坏的问题,通过低温聚合得到含有较多共轭结构的聚吡咯(PPy)对预处理后碳纤维(CF)进行表面改性,分别在0、30、60℃下制得碳纤维/聚吡咯复合纤维(PPy/CF),并研究了不同聚合温度下制备的CFRPs的界面结合性能、热膨胀性能和热循环稳定性能。结果表明:PPy/CF-0纤维的表面粗糙度与CF相比增加了2.09倍,这有利于树脂锚定在碳纤维表面,从而提高界面结合性能;并且PPy/CF-0纤维表面的聚吡咯层具有较完善的共轭结构,整体表现为负热膨胀系数,使得复合材料的层间剪切强度和界面剪切强度分别达到了CF的1.56倍和1.70倍;此外还使得CFRPs的热循环稳定性有了较明显的提升,经100次热循环实验后,其剪切强度仍能保持在初始数值的70%以上。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 聚吡咯 界面结合性能 负热膨胀系数 热循环稳定性 聚合温度
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连续纤维增强树脂基复合材料绿色化技术的研究进展 被引量：4
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作者 赵淼 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期188-192,共5页
连续纤维增强树脂基复合材料具有轻质、高强、性能可设计等特点,是航空装备轻量化不可或缺的重要结构材料。由于其主要采用热压罐成型技术制备,成型过程能耗高,热固性树脂回收利用难、成本高,难以满足低碳绿色发展的要求,因此开展可回... 连续纤维增强树脂基复合材料具有轻质、高强、性能可设计等特点,是航空装备轻量化不可或缺的重要结构材料。由于其主要采用热压罐成型技术制备,成型过程能耗高,热固性树脂回收利用难、成本高,难以满足低碳绿色发展的要求,因此开展可回收绿色复合材料、复合材料低能耗制造以及回收再利用等复合材料绿色化技术研究受到了越来越广泛的重视。笔者介绍了目前连续纤维增强复合材料绿色化技术的发展现状,并探讨了连续纤维增强复合材料绿色化技术的发展前景。 展开更多
关键词 连续纤维增强树脂基复合材料 热塑性复合材料 绿色化技术 绿色复合材料 低能耗制造技术 回收再利用
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