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抗氧化高导热碳纤维/碳化硅复合材料研究新进展
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《纺织科学研究》 2017年第4期7-7,共1页
碳复合材料因其轻质、高导热、高强度、耐高温、抗化学腐蚀等优异性能而成为一种理想的热管理材料,目前已广泛应用于航空航天、军事工业等领域。然而,碳材料在高温氧化性气氛下极易被氧化。
关键词 碳纤维/碳化硅复合材料 高导热 抗氧化 复合材料 抗化学腐蚀 氧化性气氛 航空航天 军事工业
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碳纤维增强复合材料阻尼性能的研究进展
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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 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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紫外-冷凝老化对碳纤维/环氧树脂复合材料性能的影响
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作者 刘瑜 盛德星 +4 位作者 王辉 王玲 李茜 胡涛 李永 《装备环境工程》 2025年第1期196-202,共7页
目的研究碳纤维/环氧树脂基复合材料在紫外光和冷凝环境条件下的老化特征及性能变化。方法采用紫外-冷凝交替的加速试验对3233/CF3011/52复合材料进行加速老化研究,借助力学试验机、扫描电镜(SEM)、DMA等技术手段,观测研究老化前后复合... 目的研究碳纤维/环氧树脂基复合材料在紫外光和冷凝环境条件下的老化特征及性能变化。方法采用紫外-冷凝交替的加速试验对3233/CF3011/52复合材料进行加速老化研究,借助力学试验机、扫描电镜(SEM)、DMA等技术手段,观测研究老化前后复合材料的力学性能、微观形貌、玻璃化转化温度等变化。结果随着老化时间的延长,3233/CF3011/52复合材料表面发黄,局部纤维裸露更加明显,弯曲强度呈下降趋势,且老化83 d后,弯曲强度下降约50%,基体树脂的纳米压痕深度有所增大。复合材料的储能模量下降了约1 GPa,内耗增大,玻璃化转变温度随老化时间呈先增大、后降低的趋势。结论3233/CF3011/52复合材料的弯曲强度随老化时间的延长而下降,并且断口形貌中纤维拔出痕迹更加明显,表明紫外-冷凝交替作用对复合材料的纤维/树脂界面产生了一定程度破坏。老化前期,紫外辐射能量使树脂基体继续交联,一定程度上提高了复合材料的玻璃化转变温度,而老化过程中水分子对树脂的增塑作用,以及光老化降解使得基体树脂硬度下降,材料的玻璃化转变温度降低。 展开更多
关键词 复合材料 纤维 紫外-冷凝 老化特征 断口形貌 力学性能
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碳纤维复合材料与极地环境因素交互关系研究
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作者 孙伟 赵玮 +4 位作者 于舒涵 牟昱 胡始弘 俞佳妮 张大勇 《装备环境工程》 2025年第1期133-143,共11页
目的揭示低温环境对碳纤维复合材料静态力学性能的影响,探讨极地环境因素的交互关系及其性能敏感性。方法采用正交试验设计,并通过极值与方差分析法探究各因素对材料性能影响的显著性与主次顺序。基于响应面法,建立力学性能指标与各环... 目的揭示低温环境对碳纤维复合材料静态力学性能的影响,探讨极地环境因素的交互关系及其性能敏感性。方法采用正交试验设计,并通过极值与方差分析法探究各因素对材料性能影响的显著性与主次顺序。基于响应面法,建立力学性能指标与各环境因素间的二次回归模型,分析各因素之间的交互作用。结果碳纤维复合材料的硬度、抗拉强度和弹性模量对环境因素的敏感性存在差异。材料硬度和抗拉强度主要受辐照影响,其次为温度和覆冰厚度;弹性模量则受温度影响显著。响应面分析结果表明,温度、覆冰厚度与辐照之间存在明显的交互效应,尤其是对抗拉强度和弹性模量的影响更为显著,而对硬度的交互影响较弱。结论碳纤维复合材料在极地环境下表现出良好的稳定性与环境适应性,该研究将为碳纤维复合材料的极地应用提供一定的数据支持与理论基础。 展开更多
关键词 纤维复合材料 正交试验 极地环境 可靠性试验 响应面分析 交互关系 静态力学性能
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湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料层合梁的结构阻尼
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作者 孙双双 王洋 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 2025年第2期89-97,共9页
在考虑湿热应力及湿热环境对复合材料力学性能影响的基础上,按照能量耗散原理及宏观应变能法建立了湿热环境下玻/碳纤维层间混杂复合材料层合梁的阻尼预测模型,并利用MATLAB软件编写了玻/碳纤维混杂复合材料损耗因子的求解程序,研究了... 在考虑湿热应力及湿热环境对复合材料力学性能影响的基础上,按照能量耗散原理及宏观应变能法建立了湿热环境下玻/碳纤维层间混杂复合材料层合梁的阻尼预测模型,并利用MATLAB软件编写了玻/碳纤维混杂复合材料损耗因子的求解程序,研究了湿热环境下温度、湿度、湿热耦合、铺层顺序、铺层厚度及纤维铺设角度对玻/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:较常温干态环境,湿热条件增大了玻/碳纤维混杂复合材料的损耗因子;当玻璃纤维复合材料单层在外层铺设时,玻/碳纤维混杂复合材料的阻尼性能较好。此外发现,当铺设角度为[±θ]、玻璃纤维复合材料单层板位于外层时,玻/碳纤维混杂复合材料层合梁的损耗因子受铺设角度的影响非常显著,当铺设角度为90°时阻尼性能较好。 展开更多
关键词 湿热环境 玻/纤维混杂复合材料层合梁 宏观应变能法 结构阻尼
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二维三轴编织碳纤维复合材料的冲击响应及冲击后压缩行为 被引量:1
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作者 孙洋 黄建 +4 位作者 赵振强 周海丽 李超 张立泉 张超 《材料工程》 北大核心 2025年第1期211-218,共8页
采用树脂传递塑膜工艺制备碳纤维二维三轴编织复合材料,分别通过空气炮系统和落锤冲击实验系统开展了二维三轴编织复合材料在不同冲击能量下的高、低速冲击实验,并通过超声C扫描获取了不同冲击能量下的分层损伤情况,分析了二维三轴编织... 采用树脂传递塑膜工艺制备碳纤维二维三轴编织复合材料,分别通过空气炮系统和落锤冲击实验系统开展了二维三轴编织复合材料在不同冲击能量下的高、低速冲击实验,并通过超声C扫描获取了不同冲击能量下的分层损伤情况,分析了二维三轴编织复合材料的高、低速冲击响应及损伤失效特性。然后,对低速冲击试样开展压缩实验,结合数字图像同步测试技术,阐明了不同冲击能量下二维三轴编织复合材料的冲击后压缩性能。结果表明,在低速冲击载荷下,随着冲击能量的增加,二维三轴编织复合材料的损伤面积等比例增大,但能量吸收增大了近2倍,在6.7 J/mm的冲击能量下,材料内部产生严重的损伤,导致其剩余强度大幅下降。二维三轴编织复合材料的弹道极限速度约为138.5 m/s,当弹体入射速度大于弹道极限速度时,其损伤面积随弹体入射速度的增大而降低。 展开更多
关键词 二维三轴编织 纤维复合材料 高速冲击 低速冲击 冲击后压缩
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考虑碳纤维纱线摩擦的编织复合材料制备卷取速度反解算法
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作者 崔灿 樊臻 张森林 《航空制造技术》 北大核心 2025年第10期98-106,共9页
碳纤维纱线环形编织作为一种用于生产管状预成型件的复合材料制造工艺,广泛应用于航空航天等工业领域。在生产前,须依据预期编织角反解出芯轴卷取速度。然而,仅基于传统运动学的反解方法误差较大。为解决此问题,本文提出考虑纱线摩擦的... 碳纤维纱线环形编织作为一种用于生产管状预成型件的复合材料制造工艺,广泛应用于航空航天等工业领域。在生产前,须依据预期编织角反解出芯轴卷取速度。然而,仅基于传统运动学的反解方法误差较大。为解决此问题,本文提出考虑纱线摩擦的环形编织芯轴卷取速度反解算法,该算法通过对会聚区内纱线间相互作用进行力学分析,依据预期编织角求出理想运动学模型下的等效编织角;再通过对环形编织过程的运动学分析,根据等效编织角得出相应的芯轴卷取速度。通过有限元仿真试验与实物试验验证了算法的有效性,结果表明,相较于传统仅基于运动学分析的反解方法,本文算法有效反映了编织过程中纱线间相互作用的影响。依据本文算法解出的卷取速度进行环形编织仿真与实物试验,所得编织角与预期编织角的平均误差在整个编织过程中可控制在1°以内,相比传统运动学方法显著减小。 展开更多
关键词 纤维 编织增强复合材料 环形编织 自动化 智能制造
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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
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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 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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碳化硅纳米纤维表面修饰碳相功能复合材料的制备及应用研究进展 被引量:1
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作者 詹瑾 陈玥晗 +2 位作者 王红 张政和 左夏华 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期20-25,共6页
碳化硅纳米纤维具有优异的力学性能与热物理性能,其表面修饰碳材料制备功能复合材料可具备高温抗氧化及热稳定性,在航空航天等尖端战略领域已取得系列创新进展。聚焦于碳化硅纳米纤维表面修饰碳相功能复合材料的制备方法和功能特性,介... 碳化硅纳米纤维具有优异的力学性能与热物理性能,其表面修饰碳材料制备功能复合材料可具备高温抗氧化及热稳定性,在航空航天等尖端战略领域已取得系列创新进展。聚焦于碳化硅纳米纤维表面修饰碳相功能复合材料的制备方法和功能特性,介绍了原位生长和静电纺丝制备方法,详细介绍了该复合材料在增韧补强、高温抗氧化的热端防护、能源环境及电磁屏蔽等方面应用的前沿进展。指出碳化硅纳米纤维的生长机理可从分子层面深入分析,实现材料高性能化的有效控制,降低制备成本和能耗,面向大规模工程化应用。 展开更多
关键词 碳化硅纳米纤维 复合材料 制备 应用
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MXene-氧化石墨烯改性碳纤维/聚乳酸复合材料制备及其力学性能 被引量:1
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作者 左红梅 高敏 +2 位作者 阮芳涛 邹梨花 徐珍珍 《纺织学报》 北大核心 2025年第1期9-15,共7页
为提高聚乳酸(PLA)的力学性能,以碳纤维(CF)为增强体,研究了CF、聚乙烯亚胺(PEI)和MXene-氧化石墨烯(MXene-GO)改性CF对PLA力学性能的影响。首先,通过PEI在CF表面引入活性胺基基团,得到PEI-CF;其次,通过MXene-GO改性CF-PEI;最后,通过双... 为提高聚乳酸(PLA)的力学性能,以碳纤维(CF)为增强体,研究了CF、聚乙烯亚胺(PEI)和MXene-氧化石墨烯(MXene-GO)改性CF对PLA力学性能的影响。首先,通过PEI在CF表面引入活性胺基基团,得到PEI-CF;其次,通过MXene-GO改性CF-PEI;最后,通过双螺杆挤出机和注射成型方法制备了不同CF/PLA复合材料,探究了PEI和不同MXene-GO质量分数改性CF对CF/PLA复合材料力学性能的影响。结果表明:PEI和MXene-GO改性后CF/PLA复合材料的弹性模量得到了改善;由于纤维的长度小于临界增强长度,PEI和MXene-GO改性对CF/PLA复合材料的拉伸强度影响较小;此外,随着MXene-GO的添加及其质量分数的增加,CF-PEI/PLA复合材料拉伸断裂面越来越不平整,PEI-MXene-GO改性后的CF/PLA复合材料断裂面出现断裂碎片。 展开更多
关键词 纤维 氧化石墨烯 过渡金属/氮化物 纤维表面改性 纤维增强复合材料 聚乳酸
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基于遗传算法的车载箱体碳纤维复合材料检修门有限元模型参数修正及验证
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作者 张颖川 马明阳 +3 位作者 江曙 阳光武 李鹏航 徐未凤 《铁道机车车辆》 北大核心 2025年第1期109-114,共6页
针对某种碳纤维复合材料有限元精确仿真问题,提出一种基于遗传算法的碳纤维复合材料不确定性参数修正方法。对某碳纤维复合材料车载箱体检修门开展自由边界条件下模态试验,获得前三阶模态频率及振型。依据测得的模态试验结果,首先对该... 针对某种碳纤维复合材料有限元精确仿真问题,提出一种基于遗传算法的碳纤维复合材料不确定性参数修正方法。对某碳纤维复合材料车载箱体检修门开展自由边界条件下模态试验,获得前三阶模态频率及振型。依据测得的模态试验结果,首先对该型碳纤维复合材料的性能参数进行修正,并将有限元模型结合修正后的材料参数进行仿真计算。最后对该车载箱体检修门进行约束条件下模态试验,获得前三阶模态频率及振型,将仿真与试验结果对比。结果表明,进行修正之后仿真与试验结果误差变小,说明此方法对于存在不确定性参数的碳纤维复合材料能减小给定参数与实际参数之间的误差,建立更精确的有限元模型。 展开更多
关键词 纤维复合材料 遗传算法 参数修正 检修门 模态试验
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碳纤维的形状效应和界面效应对复合材料等效热弹性性能的影响
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作者 孙洋 范振杰 刘马宝 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第4期495-504,共10页
碳纤维增强聚合物基复合材料是一种应用广泛的工程材料,其性能优异与否直接影响着工程应用的安全和可靠性.碳纤维的形状效应和界面效应被认为是影响碳纤维复合材料力学性能的重要因素.因此,开展碳纤维形状效应和界面效应的深入研究,对... 碳纤维增强聚合物基复合材料是一种应用广泛的工程材料,其性能优异与否直接影响着工程应用的安全和可靠性.碳纤维的形状效应和界面效应被认为是影响碳纤维复合材料力学性能的重要因素.因此,开展碳纤维形状效应和界面效应的深入研究,对于碳纤维增强聚合物基复合材料的优化设计和工程应用具有重要意义.为了揭示碳纤维形状效应和界面效应对碳纤维复合材料热弹性性能的影响,该文采用细观力学有限元方法建立了一个代表性体积单元(RVE)模型,通过模拟材料内部微观结构,研究了不同碳纤维形状和含量、界面相含量和界面相性能对碳纤维复合材料等效热弹性性能的影响.结果表明,碳纤维形状效应对复合材料宏观纵向弹性模量和纵向热膨胀系数几乎没有影响,而对横向弹性模量、横向剪切模量、纵向剪切模量和横向热膨胀系数影响较大,尤其是随着碳纤维含量的增加影响更为明显.随着界面相含量的增加,当界面效应表现为硬界面效应时,复合材料的纵向与横向弹性模量均会随之增加,而当界面效应表现为软界面效应时,复合材料的纵向与横向弹性模量均会随之减小.当界面相热膨胀系数小于基体热膨胀系数时,复合材料的纵向与横向热膨胀系数均会随界面相含量的增加而减少,而当界面相热膨胀系数大于基体热膨胀系数时,复合材料的纵向与横向热膨胀系数均会随界面相含量的增加而增加. 展开更多
关键词 纤维复合材料 细观力学 形状效应 界面效应 热弹性性能
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两种国产T800级碳纤维/双马复合材料性能对比研究
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作者 王超 阙伟婧 +2 位作者 周金岑 石佩洛 凌辉 《宇航材料工艺》 北大核心 2025年第1期114-119,共6页
针对湿法纺丝的TG800和干喷湿纺的SYT55两种国产T800级碳纤维,采用扫描电子显微镜表征碳纤维微观形貌,并将两种碳纤维与双马树脂802复合,制备热熔预浸料及碳纤维/双马复合材料,测试分析其拉伸、压缩、剪切等力学性能以及微观破坏形貌。... 针对湿法纺丝的TG800和干喷湿纺的SYT55两种国产T800级碳纤维,采用扫描电子显微镜表征碳纤维微观形貌,并将两种碳纤维与双马树脂802复合,制备热熔预浸料及碳纤维/双马复合材料,测试分析其拉伸、压缩、剪切等力学性能以及微观破坏形貌。研究结果表明,SYT55纤维表面光滑,其碳纤维/双马树脂复合材料拉伸强度更高,且高温力学性能良好;TG800纤维复合材料界面强度更高。 展开更多
关键词 T800级纤维 纺丝工艺 双马树脂 树脂基复合材料
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铝片颗粒填充涂层的碳纤维复合材料红外辐射特性
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作者 高静怡 董健 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期235-244,共10页
本研究利用时域有限差分法(FDTD),通过严格求解电磁场研究了铝片颗粒填充涂层的碳纤维复合材料红外辐射特性。考虑了铝片颗粒体积分数、粒径大小、涂层厚度以及粘结剂复折射率虚部等重要因素对复合材料红外辐射特性的影响规律。研究发现... 本研究利用时域有限差分法(FDTD),通过严格求解电磁场研究了铝片颗粒填充涂层的碳纤维复合材料红外辐射特性。考虑了铝片颗粒体积分数、粒径大小、涂层厚度以及粘结剂复折射率虚部等重要因素对复合材料红外辐射特性的影响规律。研究发现:随着铝片颗粒体积分数增大,复合材料发射率降低,与无隐身涂层的材料相比3~5μm和8~14μm两个大气窗口范围内平均发射率均有很明显的下降;在相同体积分数下,随着粒径的增大,发射率会呈现先减小后增大的趋势;涂层厚度对材料发射率的影响相对较小。此外,研究发现粘结剂的折射率虚部对涂层的红外发射率影响很大。粘结剂虚部增大会显著增大材料的发射率。研究结果表明,粘结剂的复折射率虚部是红外隐身设计中不可忽视的因素,设计中应尽可能选择大气窗口波段吸收小的粘结剂;同时增加涂层中颗粒体积分数是实现发射率降低的有效措施。 展开更多
关键词 红外隐身涂层 发射率 纤维复合材料 时域有限差分法
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基于涡流法的碳纤维复合材料电导率非接触测量
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作者 张梦茹 程军 +1 位作者 汪步云 许德章 《蚌埠学院学报》 2025年第2期31-38,共8页
提出了一种基于电磁涡流和激励-接收型线圈探头的电导率迭代优化反演方法,以探索实现碳纤维复合材料各向异性电导率的非接触测量。基于毕奥-萨伐尔定律,建立了电导率与探头电压的关系,并利用有限元仿真计算了探头电压随不同方向电导率... 提出了一种基于电磁涡流和激励-接收型线圈探头的电导率迭代优化反演方法,以探索实现碳纤维复合材料各向异性电导率的非接触测量。基于毕奥-萨伐尔定律,建立了电导率与探头电压的关系,并利用有限元仿真计算了探头电压随不同方向电导率的变化,通过与两电极法电导率测量值以及探头电压实验值对比验证了仿真结果与实验数据的可靠性。通过三维曲面拟合,得出了电压与各向异性电导率的函数关系,并通过遗传算法迭代优化,实现了碳纤维复合材料电导率的反演。研究结果显示,该方法为CFRP材料电学特性分析和无损检测提供了新途径。 展开更多
关键词 涡流检测 纤维复合材料 电导率反演 三维曲面拟合 遗传算法
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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
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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/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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多孔材料改性碳纤维及其增强复合材料界面性能研究进展
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作者 孙彬 李晓屿 +2 位作者 陈鹏 廉兆龙 王彩凤 《辽宁石油化工大学学报》 2025年第1期33-40,共8页
质轻、高强的碳纤维增强环氧树脂基复合材料在航空航天、交通运输、能源等领域中得到广泛的应用。界面组成及结构是影响碳纤维复合材料物理化学性能的主要因素,碳纤维表面改性是增强碳纤维复合材料界面性能与力学性能最有效的途径之一... 质轻、高强的碳纤维增强环氧树脂基复合材料在航空航天、交通运输、能源等领域中得到广泛的应用。界面组成及结构是影响碳纤维复合材料物理化学性能的主要因素,碳纤维表面改性是增强碳纤维复合材料界面性能与力学性能最有效的途径之一。近年来的研究结果表明,比表面积较大、结构多样的多孔材料可以提高碳纤维的表面能和表面粗糙度,能够改善复合材料的界面性能。对近些年用不同种类的多孔材料改性碳纤维的研究成果进行了简单介绍,并总结了其对碳纤维复合材料的界面增强效果,以期为未来多孔材料增强碳纤维复合材料的研究提供参考。 展开更多
关键词 纤维 多孔材料 复合材料 界面性能 力学性能
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碳纤维增强复合材料多孔阵列薄壁圆管的抗冲击与吸能性能
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作者 金跃 缪馥星 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期103-111,共9页
为改善薄壁圆管的抗冲击与吸能性能,设计一种多孔阵列薄壁碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Composites,CFRP)管,研究其分别在轴向和横向冲击载荷下的抗冲击与吸能性能。基于有限元法建立CFRP多孔阵列薄壁管在冲击载荷作用... 为改善薄壁圆管的抗冲击与吸能性能,设计一种多孔阵列薄壁碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Composites,CFRP)管,研究其分别在轴向和横向冲击载荷下的抗冲击与吸能性能。基于有限元法建立CFRP多孔阵列薄壁管在冲击载荷作用下的有限元模型,并分析不同铺层角度对此结构的抗冲击与吸能性能的影响。数值分析结果表明:相比普通薄壁CFRP圆管和方管,在轴向和横向冲击载荷作用下,CFRP多孔阵列薄壁圆管有更高的比吸能和峰值载荷,而过高的峰值载荷对被保护的结构不利,但可通过改变CFRP的铺层角度而改变冲击峰值载荷和比吸能值;在轴向冲击载荷下,多孔阵列薄壁圆管铺层角度由[90°/45°/90°/0°]2S变为[90°/0°/90°/0°]2S时,有效压缩位移内的最大压缩载荷降低约10.1%,比吸能值提高约15.1%。研究结果将对CFRP薄壁管的轻量化和抗冲击性能提升的工程应用具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料 多孔阵列薄壁圆管 抗冲击性能 能量吸收 有限元分析
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碳化汉麻秆纤维−氮化硼三维导热网络构建高导热环氧树脂复合材料
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作者 李淼 赵俊博 +1 位作者 刘付 陈瑶 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第4期177-184,共8页
【目的】本研究旨在利用碳化汉麻秆纤维构建三维导热网络,解决传统环氧树脂(EP)复合材料中氮化硼(BN)填料添加量高导致的力学性能下降、加工性降低和成本增加的问题,提升环氧树脂的导热性能。【方法】采用碳化汉麻秆纤维(C)作为基础骨架... 【目的】本研究旨在利用碳化汉麻秆纤维构建三维导热网络,解决传统环氧树脂(EP)复合材料中氮化硼(BN)填料添加量高导致的力学性能下降、加工性降低和成本增加的问题,提升环氧树脂的导热性能。【方法】采用碳化汉麻秆纤维(C)作为基础骨架,与氮化硼(BN)复合,利用二者协同增效作用构建高导热复合骨架,以环氧树脂(EP)为基体,制备BN-C/EP复合材料。通过表征材料的微观形貌、化学成分、力学性能及导热散热性能,研究其内部三维导热网络的形成机制和作用原理。【结果】(1)BN-C/EP复合材料中,碳化汉麻秆纤维相互交织并与改性后的BN协同作用,形成了丰富的三维热传导网络;其导热系数较EP提高了496%,每单位填料的导热系数提高了58.63%,有效降低了导热填料的添加量,从而降低了成本。(2)在跨面导热测试中,BN-C/EP复合材料的导热效率较EP提高了11.95%;在面内散热测试中,散热效率较EP提高了23.33%。这些结果表明,该材料在跨面导热和面内散热应用(如散热器)方面具有良好的潜力。(3)BN-C/EP复合材料的抗弯强度提高至68.7 MPa,较EP和BN/EP分别提高了2.08%和9.74%,满足作为热界面材料的使用条件。【结论】本研究利用高长径比的碳化汉麻秆纤维,成功构建了BN-C/EP复合材料的三维导热网络,显著提升了其导热性能。研究揭示了汉麻秆纤维在构建三维导热网络中的关键作用,其天然、环保、低成本的特性为复合材料的开发提供了新的思路。未来可进一步探索天然纤维与导热填料的协同作用机制,优化复合材料的微观结构,开发更高性能、更绿色的复合材料,以满足工业对高效热管理材料的需求。 展开更多
关键词 汉麻纤维 氮化硼(BN) 环氧树脂(EP) BN-C/EP复合材料 导热 散热 热界面材料
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碳纤维增强热塑性复合材料的变温单点飞切去除特性
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作者 鲍永杰 殷国运 +3 位作者 郑植 杨宇星 陈晨 程东 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期616-625,共10页
基于切削温度模拟与单点飞切试验研究碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)的力热变化规律及其去除特性,分析不同纤维角度和切削温度下CFRTP去除过程和损伤特点.采用单点飞切试验开展CFRTP表面损伤特性研究,通过改变工艺参数、纤维方向和材... 基于切削温度模拟与单点飞切试验研究碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)的力热变化规律及其去除特性,分析不同纤维角度和切削温度下CFRTP去除过程和损伤特点.采用单点飞切试验开展CFRTP表面损伤特性研究,通过改变工艺参数、纤维方向和材料加热温度,分析切削力热的变化趋势以及温度对材料去除的影响.当飞切速度从3 m/s增大到7 m/s时,切向力和法向力分别增大130.60%和147.80%;当飞切深度从0.05 mm增加到0.10mm时,切向力和法向力分别增大72.44%和58.13%;当纤维角度从0°增大到30°、45°、60°、90°时,切向力分别增大12.50%、37.50%、75.00%、137.50%.CFRTP在20.0℃下以剪切破坏为主,在高温下以拉伸破坏为主且易出现分层和纤维拉拔现象.随切削温度升高,热塑性树脂软化,CFRTP层间强度和承载性能降低,切削力下降,有效切断的纤维数量降低,加工表面质量变差. 展开更多
关键词 纤维增强热塑性复合材料(CFRTP) 单点飞切试验 切削温度模拟 去除特性 金刚石磨粒
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