多向玻碳纤维混杂复合材料的拉伸性能 被引量：6

1

作者 杨瑞 刘叶垚 +1 位作者 王恭喜 吴卓琦 《合成树脂及塑料》 CAS 北大核心 2018年第5期78-82,共5页

为探讨±45°铺层比例对玻碳纤维混杂复合材料拉伸性能的影响,对层间混杂和夹芯混杂分别设计4种铺层方案,并进行拉伸性能实验。通过经典层合板理论对试样的拉伸模量进行估算,与实验结果对比并分析误差。基于混杂效应及±45&... 为探讨±45°铺层比例对玻碳纤维混杂复合材料拉伸性能的影响,对层间混杂和夹芯混杂分别设计4种铺层方案,并进行拉伸性能实验。通过经典层合板理论对试样的拉伸模量进行估算,与实验结果对比并分析误差。基于混杂效应及±45°铺层比例的影响,对经典层合板理论结果进行修正。结果表明:在±45°铺层比例为40%时,±45°铺层可以对横向应力和剪应力起到很好的平衡作用,从而有效提高复合材料的拉伸性能;混杂效应及±45°铺层比例对经典层合板理论与实验结果的误差都有影响,提出的修正公式可在一定程度上反映其影响,并且可以得到更加准确的拉伸模量估算结果。 展开更多

关键词 玻碳纤维混杂 拉伸性能 铺层角度 混杂效应

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湿热环境下单向铺设玻/碳纤维混杂复合材料拉弯组合强度

2

作者 刘焕琦 孙双双 +1 位作者 邵士儒 张哲 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期39-46,共8页

本研究将复合材料单层板的刚度和强度性能表达成湿热参数的函数,基于经典层合板理论编写了MATLAB计算程序,研究了拉弯载荷比、混杂比、铺层顺序、铺层角度、温度和湿度对湿热环境下单向铺设玻/碳纤维混杂复合材料(G/CFHC)层合板拉弯组... 本研究将复合材料单层板的刚度和强度性能表达成湿热参数的函数,基于经典层合板理论编写了MATLAB计算程序,研究了拉弯载荷比、混杂比、铺层顺序、铺层角度、温度和湿度对湿热环境下单向铺设玻/碳纤维混杂复合材料(G/CFHC)层合板拉弯组合强度的影响和规律。结果表明:湿热环境下,拉弯组合载荷下的单向铺设G/CFHC层合板拉伸载荷方向的强度随拉弯载荷比的增大而增大,弯曲载荷方向的强度随拉弯载荷比的增大而减小;混杂比和铺层顺序对单向铺设G/CFHC层合板的拉弯组合强度的影响较大;单向铺设G/CFHC层合板的拉弯组合强度随铺层角度的增加而减小;单向铺设G/CFHC层合板的拉弯组合强度随着温度的升高而降低,湿态环境会导致强度降低。 展开更多

关键词 玻/碳纤维混杂复合材料 湿热环境 单向铺设 拉弯组合强度

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玻/碳混杂纤维复合材料加筋板的屈曲和后屈曲分析 被引量：1

3

作者 孙双双 王修刚 王强强 《复合材料科学与工程》 北大核心 2024年第11期22-33,共12页

对玻/碳混杂纤维复合材料加筋板进行了研究,借助有限元软件ABAQUS对加筋板的屈曲载荷和极限承载能力进行了计算,讨论了筋条截面形式、筋条数量、筋条尺寸对复合材料加筋板屈曲载荷的影响,研究了后屈曲阶段结构的载荷-位移曲线以及损伤... 对玻/碳混杂纤维复合材料加筋板进行了研究,借助有限元软件ABAQUS对加筋板的屈曲载荷和极限承载能力进行了计算,讨论了筋条截面形式、筋条数量、筋条尺寸对复合材料加筋板屈曲载荷的影响,研究了后屈曲阶段结构的载荷-位移曲线以及损伤失效模式。结果表明:工字形加筋方式优于J形和T形加筋方式。相同的加筋方式下,玻/碳夹芯混杂纤维复合材料加筋板的抗屈曲能力优于层间混杂复合材料加筋板抗屈曲能力。三种加筋方式下,结构的屈曲载荷均随着筋条数量的增加而提高,且筋条数目为3时提升效率最大;筋条高度为10 mm时对结构抗屈曲能力的提高效率最高,上缘条宽度和下缘条宽度对屈曲载荷的影响较小。此外,后屈曲失效模式主要为基体的拉伸损伤失效和纤维的压缩损伤失效,损伤的区域和趋势主要与纤维铺设角度和铺设顺序有关。 展开更多

关键词 玻/碳混杂纤维复合材料 加筋板 屈曲 后屈曲 渐近损伤

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湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料梁阻尼特性的细观力学分析

4

作者 邵士儒 王洋 孙双双 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期202-211,共10页

基于复合材料细观力学,利用能量耗散原理及宏观应变能法建立了湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料层合梁的阻尼预测模型。利用MATLAB软件编写了湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料损耗因子的计算程序,研究了纤维铺设角度、体积分数、铺层顺... 基于复合材料细观力学,利用能量耗散原理及宏观应变能法建立了湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料层合梁的阻尼预测模型。利用MATLAB软件编写了湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料损耗因子的计算程序,研究了纤维铺设角度、体积分数、铺层顺序以及湿热效应对玻/碳纤维混杂复合材料层合梁阻尼性能的影响规律。结果表明:湿热环境导致材料产生湿热应变是影响阻尼特性的主要机理;玻/碳纤维混杂复合材料层合梁的损耗因子均随温度及吸水浓度的增大而增大,且温度的影响远大于吸水浓度的影响;纤维体积分数越高,受湿热影响程度越大;铺层角度对损耗因子影响远高于湿热、混杂方式、纤维体积分数的影响。 展开更多

关键词 损耗因子 玻/碳纤维混杂复合材料 应变能法 湿热效应 细观力学分析

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碳／玻混杂纤维筋混凝土梁抗弯性能的有限元分析 被引量：9

5

作者 金广谦 梁缘 +1 位作者 吴小军 周兆鹏 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期37-40,共4页

碳/玻混杂纤维增强塑料(HFRP)筋具有弹性模量高、造价低的特点,受到工程界广泛关注。完全采用试验方法研究碳/玻混杂纤维筋混凝土梁的抗弯性能,往往成本较高。本文在试验研究的基础上,应用ANSYS软件对HFRP筋混凝土梁的抗弯性能进行有限... 碳/玻混杂纤维增强塑料(HFRP)筋具有弹性模量高、造价低的特点,受到工程界广泛关注。完全采用试验方法研究碳/玻混杂纤维筋混凝土梁的抗弯性能,往往成本较高。本文在试验研究的基础上,应用ANSYS软件对HFRP筋混凝土梁的抗弯性能进行有限元分析,计算结果与试验结果吻合较好,从而为HFRP筋混凝土的推广应用提供了一条便捷的研究方法。 展开更多

关键词 碳/玻混杂纤维筋 有限元分析 抗弯性能 混凝土结构

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玻-碳混杂纤维缠绕复合材料发射筒发射动力学研究 被引量：5

6

作者 孙同生 王琪 于存贵 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第24期74-80,共7页

为准确模拟弹丸的膛内运动过程,考虑了玻-碳混杂纤维缠绕复合材料发射筒内火药燃气压力的二维瞬态分布特性,建立了以接触碰撞理论为基础并计及火药燃气强动态冲击作用的非线性弹-管耦合动力学数值分析模型。通过有限元用户自定义子程序... 为准确模拟弹丸的膛内运动过程,考虑了玻-碳混杂纤维缠绕复合材料发射筒内火药燃气压力的二维瞬态分布特性,建立了以接触碰撞理论为基础并计及火药燃气强动态冲击作用的非线性弹-管耦合动力学数值分析模型。通过有限元用户自定义子程序再现了火药燃气压力随时间、空间的动态变化规律及其与弹丸运动相互关联的动力学过程。数值分析结果与实弹射击试验对比,结果表明,所建立的数值仿真模型能够再现实际发射过程中的物理场变化规律,真实地模拟复合材料发射筒的动态应力响应,为复合材料发射筒铺层设计、优化及发射安全性评估提供理论支持。 展开更多

关键词 玻-碳混杂纤维 发射筒 用户自定义子程序 弹-管耦合 有限元分析

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湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料弯曲强度的宏观力学分析 被引量：2

7

作者 赵迅鹏 孙双双 王洋 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第9期41-47,75,共8页

本文将复合材料单层板的刚度和强度性能表达成湿热参数的函数。基于经典层合板理论和宏观力学方法,用MATLAB编写了湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料(G/CFHC)弯曲强度的计算程序。研究了湿热环境对玻/碳纤维层间混杂复合材料和玻/碳纤维... 本文将复合材料单层板的刚度和强度性能表达成湿热参数的函数。基于经典层合板理论和宏观力学方法,用MATLAB编写了湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料(G/CFHC)弯曲强度的计算程序。研究了湿热环境对玻/碳纤维层间混杂复合材料和玻/碳纤维夹芯混杂复合材料弯曲强度的影响。分析了湿热环境下不同混杂方式的G/CFHC层合板弯曲强度变化规律。结果表明:在湿热环境20℃~100℃温度区间内,G/CFHC层合板吸湿后,随着温度的升高其弯曲强度逐渐降低;在湿热环境下,±45°层相邻的G/CFHC层合板受层间切应力影响,其弯曲强度要低;在湿热环境20℃~110℃温度区间内,以(0°/90°)为递增单元,G/CFHC层合板的弯曲强度随着m的增加而增大。 展开更多

关键词 宏观力学分析 经典层合板理论 湿热环境 玻/碳纤维混杂复合材料 弯曲强度

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热-机载荷作用下玻/碳纤维混杂复合材料层合板的屈曲分析 被引量：1

8

作者 王修刚 孙双双 +1 位作者 张胜旗 马佳宾 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第12期88-95,共8页

本文以玻/碳纤维混杂复合材料(G/CFHC)层合板为研究对象,在考虑温度引起复合材料性能退化及热应力双重影响的基础上,借助有限元软件ABAQUS对G/CFHC层合板的屈曲载荷进行计算,讨论了环境温度、铺层顺序、铺层厚度、纤维混杂比对G/CFHC层... 本文以玻/碳纤维混杂复合材料(G/CFHC)层合板为研究对象,在考虑温度引起复合材料性能退化及热应力双重影响的基础上,借助有限元软件ABAQUS对G/CFHC层合板的屈曲载荷进行计算,讨论了环境温度、铺层顺序、铺层厚度、纤维混杂比对G/CFHC层合板屈曲特性的影响。结果表明:在20~120℃环境条件下,温度对G/CFHC层合板影响较大,随着温度的升高,层合板的屈曲载荷不断下降,在达到一定温度后,屈曲载荷的下降趋势趋于平缓;在铺层角度相同的前提下,屈曲载荷会随着碳纤维单层板位置的变化而发生变化,碳纤维单层板从外层逐渐向中间层移动的过程中,屈曲载荷呈降低趋势;铺层厚度对层合板的屈曲载荷影响很大,随着层合板厚度的增加,屈曲载荷呈现出持续上升的趋势。此外,纤维混杂比对G/CFHC层合板屈曲载荷有显著影响。在层合板厚度和层数一定时,增加碳纤维单层板的数量可以有效提高G/CFHC层合板的抗屈曲能力,增加其稳定性。 展开更多

关键词 玻/碳纤维混杂复合材料 热-机载荷 有限元法 屈曲载荷

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氧化石墨烯改性碳玻混杂纤维增强复合材料的压缩性能 被引量：1

9

作者 陈嘉炜 张宏伟 高晓平 《现代纺织技术》 北大核心 2022年第2期75-84,共10页

为研究双轴向碳玻混杂复合材料压缩性能,采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺(VARTM)制备不同质量分数的纳米氧化石墨烯(GO)改性碳玻混杂纤维复合材料试样,分析不同GO质量分数对碳玻混杂复合材料压缩性能的影响。结果表明:经GO改性后复合... 为研究双轴向碳玻混杂复合材料压缩性能,采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺(VARTM)制备不同质量分数的纳米氧化石墨烯(GO)改性碳玻混杂纤维复合材料试样,分析不同GO质量分数对碳玻混杂复合材料压缩性能的影响。结果表明:经GO改性后复合材料试样沿0°和90°方向压缩强度分别提高了12.24%和19.64%。以试样压缩性能为目标值,通过非线性拟合并经实验验证,表明最优GO质量分数为0.21%。试样微观断裂形貌图表明,经GO改性后复合材料纤维/基体界面结合面积与强度得到提高,可有效抑制纤维分层及界面脱黏,可见GO改性可以明显提高碳玻混杂纤维复合材料压缩性能。研究结果可为深入分析GO机理,提高混杂纤维复合材料力学性能提供一定的参考。 展开更多

关键词 氧化石墨烯改性 碳玻混杂纤维 复合材料 压缩强度 压缩模量 非线性拟合

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混杂纤维CNG2气瓶有限元分析及疲劳寿命预测 被引量：1

10

作者 谢志刚 陈小芹 +1 位作者 卢旭锦 张红星 《玻璃钢／复合材料》 CAS 北大核心 2019年第2期75-78,101,共5页

推广燃气汽车对于雾霾治理和综合利用清洁能源具有重要意义。在建立碳/玻混杂纤维CNG2气瓶有限元模型的基础上,分析了内胆及纤维层在未经预紧和经过预紧两种情况下的应力差异,通过提取内胆筒体段危险点在载荷历程中的名义应力强度,计算... 推广燃气汽车对于雾霾治理和综合利用清洁能源具有重要意义。在建立碳/玻混杂纤维CNG2气瓶有限元模型的基础上,分析了内胆及纤维层在未经预紧和经过预紧两种情况下的应力差异,通过提取内胆筒体段危险点在载荷历程中的名义应力强度,计算了低周疲劳载荷作用下的局部应力应变,结合Manson-Coffin公式计算得到疲劳寿命。计算结果表明,未经预紧情况下,碳纤维的混入可以使气瓶的疲劳寿命提高7%,同时改善内胆局部应力集中,而经过预紧工艺的混杂纤维气瓶的疲劳寿命则进一步提高19%。 展开更多

关键词 碳/玻混杂纤维 CNG2气瓶 预紧 疲劳寿命

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热力耦合下玻/碳纤维混杂复合材料层合板的拉伸强度及其损伤分析

11

作者 马佳宾 孙双双 王强强 《材料科学与工程学报》 2025年第4期661-669,696,共10页

本研究开发了用户定义(UMAT)子程序,采取顺序热力耦合的分析方法,利用ABAQUS软件分析了玻/碳纤维混杂复合材料(G/CFHC)层合板在受到机械载荷与热载荷共同作用下的强度和损伤,讨论了混杂方式、铺层顺序及温度对G/CFHC层合板强度及损伤的... 本研究开发了用户定义(UMAT)子程序,采取顺序热力耦合的分析方法,利用ABAQUS软件分析了玻/碳纤维混杂复合材料(G/CFHC)层合板在受到机械载荷与热载荷共同作用下的强度和损伤,讨论了混杂方式、铺层顺序及温度对G/CFHC层合板强度及损伤的影响。结果表明:相同温度环境下,(0_(C)/90_(G))_(2S)铺层下的层合板强度最高;玻/碳纤维混杂比为1∶3时,层合板的拉伸强度最高;随着温度的不断提高,各单层板的损伤范围不断扩大,各单层板损伤差距明显。层合板的失效损伤是由多种损伤共同作用导致的,在外界热载荷的作用下,纤维与基体之间存在热不匹配现象,基体的热膨胀系数远超于纤维,基体的受热变形大于纤维,而纤维会限制基体的变形,进而导致基体的损伤。 展开更多

关键词 玻/碳纤维混杂复合材料 热力耦合 拉伸强度 损伤

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