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石英纤维增强陶瓷基复合材料制孔工艺研究 被引量：4
1
作者 冉冲 卢守相 +2 位作者 王东坡 赵桐 高航 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2016年第2期37-42,48,共7页
本试验针对目前硬质合金刀具加工石英纤维增强陶瓷基复合材料时存在的刀具磨损严重、加工质量差、效率低下等问题,对比了硬质合金刀具钻孔、PCD刀具钻孔和电镀金刚石套料钻螺旋铣磨制孔的效果,分析了切削力对制孔质量的影响。研究结果表... 本试验针对目前硬质合金刀具加工石英纤维增强陶瓷基复合材料时存在的刀具磨损严重、加工质量差、效率低下等问题,对比了硬质合金刀具钻孔、PCD刀具钻孔和电镀金刚石套料钻螺旋铣磨制孔的效果,分析了切削力对制孔质量的影响。研究结果表明:纬纱纤维对X向和Y向切削力的影响明显大于经纱纤维,垂直于纬纱纤维方向的切削力较小,平行于纬纱纤维方向的切削力较大;PCD刀具钻孔质量相对较好,刀具磨损不明显,适用于石英纤维增强陶瓷基复合材料的制孔加工。 展开更多
关键词 石英纤维增强陶瓷基复合材料 螺旋铣磨 制孔 PCD 刀具
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连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料低成本制备工艺研究进展 被引量：1
2
作者 商剑钊 吴小飞 +5 位作者 曹晔洁 吕云蕾 李精鑫 王晶 董宁 刘永胜 《材料工程》 北大核心 2025年第1期15-27,共13页
连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温等优异性能,已被广泛应用于航空航天、国防军工和新兴民用等领域,但连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺大多存在成本较高、周期过长等问题,限制其应用和推广,发展低成本制备工艺... 连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温等优异性能,已被广泛应用于航空航天、国防军工和新兴民用等领域,但连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺大多存在成本较高、周期过长等问题,限制其应用和推广,发展低成本制备工艺是推动连续纤维增强陶瓷基复合材料广泛应用的关键。本文简要介绍了连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺现状,总结了反应熔渗、纳米浆料浸渗瞬时共晶、浆料浸渗结合热压等低成本工艺的研究现状,围绕制备工艺优化、复合材料微观结构和性能等方面进行综述,提出了低成本制备工艺的未来研究方向,如熔盐法制备超高温陶瓷界面和反应诱导相分离制备具有孔隙结构均匀的多孔基体,可显著提升连续纤维增强陶瓷基复合材料的综合性能。 展开更多
关键词 连续纤维增强陶瓷基复合材料 制备工艺 低成本 反应熔渗 纳米浆料浸渗瞬时共晶
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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 被引量：1
3
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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SMAF增强PP/PVA混杂纤维工程水泥基复合材料拉伸性能
4
作者 范淋 杨曌 +1 位作者 祁小龙 邓方茜 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第3期811-820,共10页
将超弹性形状记忆合金纤维(SMAF)掺入高延性工程水泥基复合材料(ECC)可制得兼具高延性及自恢复性能的新型复合材料SMAF增强ECC(SMAF-ECC)。制备ECC所用的聚乙烯醇(PVA)纤维原材料价格较高,本文采用价格相对低廉的聚丙烯(PP)纤维部分代替... 将超弹性形状记忆合金纤维(SMAF)掺入高延性工程水泥基复合材料(ECC)可制得兼具高延性及自恢复性能的新型复合材料SMAF增强ECC(SMAF-ECC)。制备ECC所用的聚乙烯醇(PVA)纤维原材料价格较高,本文采用价格相对低廉的聚丙烯(PP)纤维部分代替PVA纤维制备PP/PVA混杂纤维ECC;再掺入SMAF,制备出SMAF增强PP/PVA混杂纤维ECC,从而实现复合材料成本的降低。为探究该低成本SMAF-ECC是否仍然具备良好的力学性能,论文通过单轴拉伸试验研究不同SMAF掺量和直径下SMAF-ECC的拉伸性能。结果表明:SMAF掺量和直径对SMAF-ECC材料的拉伸性能影响显著;当SMAF直径为0.2 mm、掺量为0.2%(体积分数)时,SMAF-ECC试件拉伸性能最优,相较于ECC试件,SMAF-ECC试件的初裂应力增幅最高为16.79%,极限拉伸应力、应变分别提高了20.85%、2.87%。 展开更多
关键词 工程水泥基复合材料 聚丙烯纤维 形状记忆合金纤维 纤维增强 超弹性 拉伸性能
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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
5
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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不同养护条件下纤维增强水泥基复合材料力学与吸水性能演化规律
6
作者 曲新鹏 薛善彬 +2 位作者 郭哲名 王丹 荆蜂杰 《混凝土》 北大核心 2025年第8期37-42,共6页
利用标准、低温及蒸汽养护条件制备了聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(Polyvinyl Alcohol Reinforced Cementitious Composites,PVAFRCC)和玄武岩纤维增强水泥基复合材料(Basalt Fiber Reinforced Cementitious Composites,BFRCC),研究... 利用标准、低温及蒸汽养护条件制备了聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(Polyvinyl Alcohol Reinforced Cementitious Composites,PVAFRCC)和玄武岩纤维增强水泥基复合材料(Basalt Fiber Reinforced Cementitious Composites,BFRCC),研究了二者的力学、毛细吸水性能随龄期的演化规律,分析了毛细吸水性能与孔隙度的关联。结果表明:3~28 d,标养PVAFRCC和BFRCC的力学性能均提升显著;低温养护下,二者的力学性能较差且增长缓慢;蒸养条件下,3 d时PVAFRCC和BFRCC的抗压、抗折强度及动弹性模量均分别可达到60 MPa、10 MPa和30 GPa以上,而3 d后仅有小幅增长。3种养护条件下,PVAFRCC中PVA纤维掺量由1%增至2%可使其抗折强度提高30%~50%,而BFRCC中玄武岩纤维掺量由0.1%增至0.3%时对其抗折强度无显著影响。3~28 d龄期时,PVAFRCC和BFRCC的毛细吸水系数和孔隙度均为低温养护条件下最高,标养条件次之;蒸养条件下,PVAFRCC和BFRCC的毛细吸水系数和孔隙度均显著低于标准和低温养护试件。随龄期的变化,PVAFRCC和BFRCC的毛细吸水系数与其孔隙度的演化趋势均较为一致。 展开更多
关键词 养护条件 纤维增强水泥基复合材料 力学性能 毛细吸水 孔隙度
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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
7
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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碳纤维增强树脂基复合材料超快激光加工研究进展
8
作者 陶龙辉 王勇 +4 位作者 冯杰才 徐瑞 彭效海 卢正欣 唐敏 《热加工工艺》 北大核心 2025年第14期89-111,123,共24页
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有高强度、低密度和耐腐蚀等优异性能,被广泛应用于航空航天、医疗和能源等领域。然而,由于CFRP各向异性和结构的不均匀性,高压水射流、机械加工等传统加工方法存在加工效率低,且容易出现纤维拉出、基... 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有高强度、低密度和耐腐蚀等优异性能,被广泛应用于航空航天、医疗和能源等领域。然而,由于CFRP各向异性和结构的不均匀性,高压水射流、机械加工等传统加工方法存在加工效率低,且容易出现纤维拉出、基质开裂、分层和膨胀等问题。近年来,超快激光因具有极短的脉冲宽度和极高的脉冲能量等特点,有望成为CFRP新型高效高质加工方法。因此,总结了超快激光与CFRP相互作用时的能量吸收、能量传递和材料去除的研究现状,分析了CFRP超快激光加工研究进展,梳理了现有的CFRP超快激光加工质量控制方法,以及人工智能辅助CFRP超快激光加工研究进展。最后,总结了CFRP超快激光加工的目前仍面临的挑战及其应对策略。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 超快激光加工 能量吸收 能量传递
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二维定向钢纤维增强水泥基复合材料动态压缩强度模型
9
作者 慕儒 程庆澳 +2 位作者 刘昊奇 赵世伟 王晓伟 《混凝土》 北大核心 2025年第6期1-4,共4页
水泥基复合材料在动态压缩荷载作用下会在与压缩垂直的方向产生膨胀变形,与膨胀方向一致的钢纤维能够有效约束膨胀变形,使材料的动态压缩性能得到改善。通过磁场调控水泥基复合材料中的钢纤维转动至水平平面,制备二维定向钢纤维增强水... 水泥基复合材料在动态压缩荷载作用下会在与压缩垂直的方向产生膨胀变形,与膨胀方向一致的钢纤维能够有效约束膨胀变形,使材料的动态压缩性能得到改善。通过磁场调控水泥基复合材料中的钢纤维转动至水平平面,制备二维定向钢纤维增强水泥基复合材料(Two-dimensionally Aligned Steel Fiber Reinforced Cement-based Composites,2D-SFRC)。对2D-SFRC试件进行动态压缩性能测试,并建立动态压缩强度模型。2D-SFRC试件的动态压缩性能较随机乱向钢纤维增强水泥基复合材料试件显著提高。 展开更多
关键词 二维定向钢纤维 动态压缩性能 动态压缩强度模型 钢纤维增强水泥基复合材料
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掺废弃陶瓷纤维增强水泥基复合材料抗冻性能 被引量：2
10
作者 吴立朋 宋建新 +1 位作者 冯宇 通星晨 《铁道建筑》 北大核心 2024年第2期124-128,共5页
采用陶瓷粉替代一部分水泥,陶瓷砂替代普通河砂,在水泥基材料中掺入不同体积掺量的聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)纤维,制成掺入PVA纤维和陶瓷粉的水泥基复合材料砂浆试件。通过冻融循环试验分析质量损失率、相对动弹性模量的变化,并... 采用陶瓷粉替代一部分水泥,陶瓷砂替代普通河砂,在水泥基材料中掺入不同体积掺量的聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)纤维,制成掺入PVA纤维和陶瓷粉的水泥基复合材料砂浆试件。通过冻融循环试验分析质量损失率、相对动弹性模量的变化,并通过电化学阻抗测试和扫描电子显微镜观察研究砂浆试件的冻融损伤规律。结果表明:陶瓷粉中SiO_(2)和Al_(2)O_(3)含量远大于水泥中相应含量,且粒径小于20μm的颗粒占82.3%,火山灰效应和微集料效应可改善试件的密实度,提升复合材料的抗冻性能;PVA纤维掺量为2.2%,陶瓷粉掺量为30%,冻融循环100次时砂浆试件质量损失率最小,相对动弹性模量最大,连续导电路径电阻最大,冻融损伤程度最小;纤维和基体的接触面是该复合材料抗冻薄弱部位。 展开更多
关键词 工程材料 冻融损伤 试验研究 纤维增强水泥基材料 废弃陶瓷 耐久性
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碳纤维增强复合材料阻尼性能的研究进展
11
作者 孙国栋 吕龙飞 +5 位作者 解静 贾研 康凯 郑斌 尹昭怡 田清来 《材料导报》 北大核心 2025年第6期256-266,共11页
针对工程应用中不可避免的振动、冲击和噪声等引起的零件失效、精度下降和结构损伤等一系列负面影响,材料阻尼性能的研究和预测显得尤为重要。碳纤维增强复合材料作为结构材料,其阻尼性能受到国内外专家学者的广泛关注。本文阐述了碳纤... 针对工程应用中不可避免的振动、冲击和噪声等引起的零件失效、精度下降和结构损伤等一系列负面影响,材料阻尼性能的研究和预测显得尤为重要。碳纤维增强复合材料作为结构材料,其阻尼性能受到国内外专家学者的广泛关注。本文阐述了碳纤维增强复合材料的阻尼来源和预测阻尼性能的主要方法,以树脂基、陶瓷基、碳质基、金属基和夹层材料为例,介绍了国内外专家学者在基体改性、夹层材料和损伤破坏对碳纤维增强复合材料阻尼性能的影响方面的主要研究成果,并对碳纤维增强复合材料阻尼性能的研究进行了总结。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 阻尼性能 基体改性 夹层材料 损伤破坏
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3D打印纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料研究现状及展望 被引量：2
12
作者 李天杨 张垚 +7 位作者 龚小龙 刘凯 杨梅君 章嵩 韩潇 杨丽霞 闫春泽 史玉升 《精密成形工程》 北大核心 2024年第12期14-34,共21页
碳化硅陶瓷是一类先进结构材料,具有低密度、高强度、耐腐蚀等优点,然而,碳化硅陶瓷自身的高硬度、高脆性导致其复杂结构件难以制造。3D打印技术的发展为复杂异形陶瓷构件的成形开辟了新途径,但与注射、等静压、凝胶注模等方法相比,其... 碳化硅陶瓷是一类先进结构材料,具有低密度、高强度、耐腐蚀等优点,然而,碳化硅陶瓷自身的高硬度、高脆性导致其复杂结构件难以制造。3D打印技术的发展为复杂异形陶瓷构件的成形开辟了新途径,但与注射、等静压、凝胶注模等方法相比,其力学性能仍有不足。纤维增强是一类提高碳化硅陶瓷材料力学性能的可靠方法,纤维的引入不仅提高了碳化硅陶瓷的强度,而且改善了碳化硅陶瓷材料的韧性。因此,3D打印纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料逐渐成为研究热点。本文对国内外纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料3D打印技术的最新研究进行了回顾,总结了用于3D打印碳化硅陶瓷增强的纤维种类和纤维预处理方法;依据纤维的连续性对纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的3D打印工艺进行了概括,分析了各种3D打印工艺制备的碳化硅陶瓷基复合材料的力学性能,并介绍了3D打印纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的应用领域,对未来发展方向作出了展望。旨在为碳化硅陶瓷基复合材料的增材制造技术研究提供参考。 展开更多
关键词 增材制造 陶瓷基复合材料 碳化硅陶瓷 纤维增强 离散纤维 连续纤维
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PP-g-MAH与氨基化纳米二氧化硅协同增强CF/PP复合材料
13
作者 王海旭 孙进 +4 位作者 赵巍 时振堂 潘雨曦 刘程 蹇锡高 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期41-47,共7页
树脂本身强度及树脂与碳纤维之间的界面强度是影响连续碳纤维增强热塑性复合材料力学性能的重要因素。为了提高连续碳纤维增强聚丙烯基(CF/PP)热塑性树脂基复合材料的力学性能,本文通过添加马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)及氨基化纳米二... 树脂本身强度及树脂与碳纤维之间的界面强度是影响连续碳纤维增强热塑性复合材料力学性能的重要因素。为了提高连续碳纤维增强聚丙烯基(CF/PP)热塑性树脂基复合材料的力学性能,本文通过添加马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)及氨基化纳米二氧化硅(SiO_(2)-NH_(2))对高熔指PP进行改性,先后通过熔融浸渍和热压成型,制备连续碳纤维增强聚丙烯热塑性树脂基复合材料。结果表明:添加PP-g-MAH与SiO_(2)-NH_(2)使PP的结晶度提升2.5%,拉伸强度提升4.8%,弯曲强度提升5.3%;CF/PP复合材料的弯曲强度和层间剪切强度分别达到543.7 MPa和17.2 MPa,分别提升112.2%和66.0%。 展开更多
关键词 连续碳纤维增强热塑性树脂基复合材料 聚丙烯 力学性能 氨基化纳米二氧化硅 马来酸酐接枝聚丙烯
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钢筋在含废弃陶瓷的纤维增强水泥基材料中的腐蚀行为
14
作者 金哲诚 闫新宇 +1 位作者 张春亮 吴立朋 《混凝土》 北大核心 2025年第2期64-68,共5页
将陶瓷废弃物应用到水泥基材料制备中,具有一定的环境效益。以磨细陶瓷粉替代10%水泥,陶瓷砂完全替代河砂,并加入不同体积分数的聚乙烯醇(PVA)纤维,制备了一种水泥基复合材料。基于电加速锈蚀试验,采用交流阻抗谱(EIS)、线性极化(LPR)... 将陶瓷废弃物应用到水泥基材料制备中,具有一定的环境效益。以磨细陶瓷粉替代10%水泥,陶瓷砂完全替代河砂,并加入不同体积分数的聚乙烯醇(PVA)纤维,制备了一种水泥基复合材料。基于电加速锈蚀试验,采用交流阻抗谱(EIS)、线性极化(LPR)等测试方法,研究了钢筋在该复合材料中的腐蚀行为。结果表明:在加速腐蚀24 h、48 h后,1.0%、1.6%的PVA纤维体积掺量下,试块的抗杂散电流腐蚀性能较为突出。在此基础上使用防水修复涂层强化其抗锈蚀性能,发现涂层试块内部钢筋腐蚀电流密度始终低于1μA/cm^(2),防水修复涂层显著降低了钢筋腐蚀风险;随着腐蚀时间延续,防护效果越明显。 展开更多
关键词 废弃陶瓷 纤维增强水泥基材料 电化学方法 钢筋锈蚀
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缺陷对连续纤维增强复合材料力学性能影响的研究进展
15
作者 马封安 赵广慧 +2 位作者 田程 贾宇喆 刘涛 《中国塑料》 北大核心 2025年第1期104-111,共8页
针对连续纤维增强的聚合物基复合材料,梳理了常见的缺陷及其产生原因,从缺陷的无损检测方法及其对材料力学性质的影响方面,回顾了最新研究进展。在缺陷检测方面,提高检测精度、加速检测数据处理、发展针对特殊缺陷的检测技术是目前研究... 针对连续纤维增强的聚合物基复合材料,梳理了常见的缺陷及其产生原因,从缺陷的无损检测方法及其对材料力学性质的影响方面,回顾了最新研究进展。在缺陷检测方面,提高检测精度、加速检测数据处理、发展针对特殊缺陷的检测技术是目前研究的热点。在宏观缺陷对复合材料力学性质的影响方面进行了定性和定量的综述,影响因素主要包括:分层缺陷的面内尺寸、埋深和形状,孔隙缺陷的孔隙率、分布集度和形状,褶皱缺陷的方向、凹凸性和褶皱角等。为纤维增强聚合物基复合材料构件的设计及其可靠性评价提供依据。 展开更多
关键词 连续纤维增强聚合物基复合材料 缺陷 检测方法 力学性质
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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：6
16
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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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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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 被引量：1
18
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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钨球对碳纤维增强复合材料包覆碳化硼陶瓷侵彻效应 被引量：3
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作者 王逸凡 李永鹏 +3 位作者 徐豫新 刘铁磊 焦晓龙 王若素 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2487-2496,共10页
为研究碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Composite,CFRP)包覆碳化硼(B_(4)C)陶瓷在钨球侵彻下的破坏机制与防护性能,开展不同弹靶径厚比D/T(D为钨球直径,T为陶瓷厚度)下钨球对CFRP包覆B_(4)C陶瓷板(下文简称靶板)的侵彻试... 为研究碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Composite,CFRP)包覆碳化硼(B_(4)C)陶瓷在钨球侵彻下的破坏机制与防护性能,开展不同弹靶径厚比D/T(D为钨球直径,T为陶瓷厚度)下钨球对CFRP包覆B_(4)C陶瓷板(下文简称靶板)的侵彻试验和数值仿真研究。通过弹道冲击试验,掌握钨球穿靶后的剩余速度以及靶板破坏形貌,分析钨球以不同速度侵彻靶板后B_(4)C陶瓷和CFRP的破坏特征;构建钨球侵彻靶板的数值仿真模型,通过再现试验结果验证模型准确性,对比分析CFRP对钨球侵彻效果的影响;基于仿真模型计算得到的数值仿真数据建立钨球垂直侵彻靶板的剩余速度计算模型,并通过试验数据验证计算模型的精度。研究结果表明:钨球垂直侵彻下,CFRP迎弹面呈圆形破口,背弹面呈十字形破口,背弹面破坏面积大于迎弹面,且随撞击速度和靶板厚度的增加,背弹面破坏面积的变化幅度大于迎弹面;与单一B_(4)C陶瓷板相比,CFRP包覆B_(4)C陶瓷板的抗侵彻性能提高4.8%;所建立的钨球垂直侵彻靶板的剩余速度计算模型计算结果的相对误差绝对值不大于15%。 展开更多
关键词 钨球 B_(4)C陶瓷 碳纤维增强复合材料 侵彻
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碳纤维复合材料干涉配合连接技术研究进展
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作者 曹增强 郭映江 霍鲁斌 《航空制造技术》 北大核心 2025年第18期14-25,共12页
碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)广泛应用于航空航天产品,由于CFRP制造技术的限制和载荷传递的要求,机械连接仍无法避免。干涉配合连接技术对提高CFRP结构机械连接接头的强度和寿命有巨大帮助。然而由... 碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)广泛应用于航空航天产品,由于CFRP制造技术的限制和载荷传递的要求,机械连接仍无法避免。干涉配合连接技术对提高CFRP结构机械连接接头的强度和寿命有巨大帮助。然而由于CFRP纤维脆性、层间强度低等特点,干涉配合连接技术应用仍存在许多问题。本文重点阐述了CFRP干涉配合连接技术方面的国内外研究进展,分析了CFRP干涉配合连接疲劳寿命增益机理,介绍了当前主要的CFRP干涉配合连接工艺方法,讨论了CFRP干涉配合连接质量的主要影响因素。最后在以上分析的基础上提出了未来CFRP干涉配合连接技术的发展趋势和应用前景。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP) 干涉配合 损伤控制 动态安装 长寿命连接技术
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