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碳纤维/钛超混杂复合材料老化性能研究 被引量:4
1
作者 方旭东 杨鸿昌 安章荣 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期35-37,共3页
对碳纤维/钛超混杂复合材料CTIL-1在高温高湿的条件下进行加速老化试验,为了便于分析比较,同时列出了T300/648在相同老化条件下的拉伸、弯曲和层剪性能。在加速老化180d后,CTIL-1的拉伸、弯曲性能的保留率均在80%以上,层剪强度保留率也... 对碳纤维/钛超混杂复合材料CTIL-1在高温高湿的条件下进行加速老化试验,为了便于分析比较,同时列出了T300/648在相同老化条件下的拉伸、弯曲和层剪性能。在加速老化180d后,CTIL-1的拉伸、弯曲性能的保留率均在80%以上,层剪强度保留率也在60%以上,表明该材料有较好的老化性能。 展开更多
关键词 碳纤维/钛超混杂复合材料 老化性能 加速老化 层剪强度 试验
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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 被引量:1
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/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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碳纤维-玻璃纤维混杂环氧树脂基复合材料低速冲击性能研究
3
作者 盛宏航 吴薇 +2 位作者 范文州 李雪华 程浩 《中国塑料》 北大核心 2025年第8期12-18,共7页
在不同冲击能量下采用落锤式冲击试验机对6种不同结构的层合板进行冲击实验,对冲击后的层合板实物进行损伤样貌观察,并通过扫描电子显微镜(SEM)观察了20 J冲击能量层合板的内部损伤形貌。结果发现,在相同的冲击能量下,(CGGG)s具有最高... 在不同冲击能量下采用落锤式冲击试验机对6种不同结构的层合板进行冲击实验,对冲击后的层合板实物进行损伤样貌观察,并通过扫描电子显微镜(SEM)观察了20 J冲击能量层合板的内部损伤形貌。结果发现,在相同的冲击能量下,(CGGG)s具有最高的极限载荷以及能量吸收。纤维混杂比相同条件下,冲击面为玻璃纤维时,冲击面纤维损伤程度更小;冲击面为碳纤维时,层合板能够吸收更多的能量。层合板冲击背面的损伤面积大于冲击面。通过SEM观察发现,碳纤维与树脂的结合性能优于玻璃纤维。但材料本身是复合材料层合板冲击性能的决定性因素,玻璃纤维更好的韧性决定了玻璃纤维比碳纤维具有更好的抗冲击性能。 展开更多
关键词 混杂结构复合材料 抗冲击性能 纤维 玻璃纤维
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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
4
作者 马佳宾 孙双双 王强强 《材料科学与工程学报》 北大核心 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/纤维混杂复合材料 热力耦合 拉伸强度 损伤
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轴压下玻/碳纤维混杂复合材料薄壁圆筒屈曲分析
5
作者 王强强 孙双双 张哲 《宇航材料工艺》 北大核心 2025年第4期34-40,共7页
轴向压缩作用下薄壁圆筒结构容易发生屈曲,本文以玻/碳纤维混杂复合材料(G/CFHC)薄壁圆筒为研究对象,设计六种铺层顺序,借助ABAQUS有限元分析软件,讨论了单层碳纤维复合材料板位置、铺层厚度、玻/碳纤维混杂比对G/CFHC薄壁圆筒屈曲载荷... 轴向压缩作用下薄壁圆筒结构容易发生屈曲,本文以玻/碳纤维混杂复合材料(G/CFHC)薄壁圆筒为研究对象,设计六种铺层顺序,借助ABAQUS有限元分析软件,讨论了单层碳纤维复合材料板位置、铺层厚度、玻/碳纤维混杂比对G/CFHC薄壁圆筒屈曲载荷的影响。研究发现:在相同的铺层角度下,单层碳纤维板位置的改变将会导致结构屈曲载荷的变化,且对于单向铺设的G/CFHC薄壁圆筒,对屈曲载荷的影响规律一致,最大屈曲载荷均出现在单层碳纤维板位于最外层时,多向铺设中增加单层碳板甚至会使得结构的屈曲载荷降低;对于不同铺层顺序的薄壁圆筒,随着铺层厚度的增加对应的屈曲载荷均逐渐增大;在结构的厚度和层数一定时,增加单层碳纤维复合材料、合理改变玻/碳纤维混杂方式均会使得结构的屈曲临界载荷增加,提升结构的稳定性。 展开更多
关键词 玻/纤维混杂复合材料 轴向压缩 薄壁圆筒 屈曲载荷
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碳/玻混杂纤维复合材料自行车轮辋的优化混杂比及抗疲劳验证
6
作者 周勇军 潘雅婷 李红周 《材料工程》 北大核心 2025年第9期189-197,共9页
针对全碳纤维增强聚合物基复合材料在使用过程中耐疲劳性不足的问题,为了构建出兼具耐压力强和耐疲劳性强且价格适中等优点的自行车轮辋,本工作设计和数值分析了一种由层间混杂碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成的自行车轮辋... 针对全碳纤维增强聚合物基复合材料在使用过程中耐疲劳性不足的问题,为了构建出兼具耐压力强和耐疲劳性强且价格适中等优点的自行车轮辋,本工作设计和数值分析了一种由层间混杂碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成的自行车轮辋。首先,通过环氧树脂和纤维的材料力学性能,采用单胞理论计算得到连续纤维增强复合材料的各向异性的材料力学参数,作为ABAQUS铺层的输入材料参数。随后,从轮辋的侧壁和凸缘两部分的混杂比和铺层顺序出发,计算了碳纤维和玻璃纤维的混杂比和铺层顺序的变化对构件承载性能的影响。通过对多组方案进行设计、计算和对比分析,结果表明:轮辋侧壁的最佳碳纤维与玻璃纤维混杂比为3∶2,轮辋凸缘的最佳碳纤维与玻璃纤维混杂比为10∶16。5万次加速疲劳测试实验证明:采用优化后的铺层混杂比方案指导复合材料自行车轮辋的制备,可以抑制层间裂纹,显著提高复合材料轮辋的抗疲劳性。 展开更多
关键词 自行车轮辋 纤维 混杂纤维复合材料 铺层优化设计 抗疲劳性
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一种碳纤维复合材料拉胀超结构的冲击动力学行为研究
7
作者 赵昌方 《航空制造技术》 北大核心 2025年第12期24-31,共8页
随着超结构的兴起和发展,力学领域中许多常规材料或结构难以实现的现象正逐渐成为可能。纤维增强复合材料具有优异的力学性能,可满足轻质、高强的结构设计需求。本文结合先进复合材料的性能优势、负泊松比超结构的反常行为,基于碳纤维... 随着超结构的兴起和发展,力学领域中许多常规材料或结构难以实现的现象正逐渐成为可能。纤维增强复合材料具有优异的力学性能,可满足轻质、高强的结构设计需求。本文结合先进复合材料的性能优势、负泊松比超结构的反常行为,基于碳纤维增强环氧树脂复合材料和典型的内凹构型,采用组合模具经热压成型制备了一种复合材料负泊松比超结构(也称拉胀超结构)。进一步地,通过静动态冲击试验开展了拉胀超结构的变形失效及缓冲吸能行为研究,并进行了有限元分析。结果表明,该型超结构在不同特征方向(包括内凹方向(#1)、内凹垂向(#2)和面外法向(#3))具有不同的承载能力、失效模式和拉胀效应。具体为,#2方向冲击时具有拉胀效应,失效模式以折痕断裂为主;#3方向冲击时并未产生渐进失效,而是从粘接界面处发生冲击分离。相比于准静态情况,该超结构的失效模式发生了转变,使其冲击吸能、比吸能和负泊松比效应均被弱化。未来可进一步设计触发方式和增加填充材料,改善拉胀超结构的缓冲吸能效果,以期应用于冲击防护工程领域。 展开更多
关键词 结构 材料 负泊松比 拉胀结构 纤维复合材料(CFRP) 冲击动力学 失效模式
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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 纤维增强树脂基复合材料 快激光加工 能量吸收 能量传递
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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
9
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/混杂纤维复合材料 加筋板 屈曲 后屈曲 渐近损伤
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基于飞秒激光技术的碳纤维增强复合材料(CFRP)表面微结构的制备及其对润湿性能的调控
10
作者 李金龙 关会英 +1 位作者 马晓旺 李玲玉 《表面技术》 北大核心 2025年第12期217-228,共12页
目的分析不同激光参数对飞秒激光在碳纤维增强复合材料(CFRP)表面制备微结构的影响和不同微结构参数对CFRP表面疏水性的影响,为CFRP自清洁表面以及表面防腐蚀保护提供参考。方法使用飞秒激光微加工系统在CFRP表面制备出网格状微结构,依... 目的分析不同激光参数对飞秒激光在碳纤维增强复合材料(CFRP)表面制备微结构的影响和不同微结构参数对CFRP表面疏水性的影响,为CFRP自清洁表面以及表面防腐蚀保护提供参考。方法使用飞秒激光微加工系统在CFRP表面制备出网格状微结构,依次调节不同的激光功率、标刻速度、标刻次数、激光频率,通过超景深显微镜对微结构形貌进行分析和表征,分析单个激光参数变化对微结构尺寸及形状的影响。通过四因素五水平的正交试验分析出激光参数对微结构影响的主次,确定了最优组合加工方案。最后对不同尺寸的微结构表面使用接触角测量仪进行材料表面润湿性分析。结果当激光功率为1.6W、标刻速度为250 mm/s、标刻次数为6次、激光频率为100 kHz、扫描间距为30μm时,可加工出高度为36.17μm、深宽比为3.56、周期间距为1.81的网格状微结构,此时CFRP表面接触角为161.21°达到超疏水状态。结论激光参数对微结构形貌及尺寸影响的主次顺序为:标刻速度影响最大,激光功率和扫描次数影响次之,激光频率影响最小。网格状微结构的周期间距临界值为1.95、微结构深宽比大于1.76,可使液滴在材料表面处于稳定的Cassie-Baxter状态。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料 飞秒激光 润湿性 表面微结构 接触角 疏水
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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
11
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 纤维 玻璃纤维 混杂增强 复合材料 增材制造
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碳/玻混杂纤维铺层顺序对其复合材料力学性能的影响 被引量:2
12
作者 鞠录岩 林浩瀚 +3 位作者 李伟 张钊源 张维琨 张耀武 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期25-30,共6页
混杂纤维增强复合材料可通过混杂纤维的协调匹配产生协同混杂效应,从而提高复合材料在强度、刚度、性价比等方面的优势。为了研究碳纤维与玻璃纤维铺层顺序对复合材料力学性能的影响,制备5种不同铺层顺序的碳/玻混杂纤维增强复合材料,... 混杂纤维增强复合材料可通过混杂纤维的协调匹配产生协同混杂效应,从而提高复合材料在强度、刚度、性价比等方面的优势。为了研究碳纤维与玻璃纤维铺层顺序对复合材料力学性能的影响,制备5种不同铺层顺序的碳/玻混杂纤维增强复合材料,结合显微组织与拉伸断口分析了纤维铺层顺序对其强度、刚度、应力-应变曲线的影响规律。结果表明:铺层顺序对复合材料的力学性能影响显著,铺层间隔越均匀其增强效果越好,碳纤维或玻璃纤维集中分布于试样中间时均不利于复合材料性能的提升,碳纤维、玻璃纤维单层间隔时其抗拉强度比纯玻璃纤维增强复合材料提高了约60%,3层间隔时其强度略低于纯玻璃纤维增强复合材料;铺层间隔越均匀其层间开裂越集中且断口处纤维单丝拔出长度越大;碳纤维加入后复合材料的刚度大幅度提升,其应力-应曲线出现不同程度的波动,但铺层顺序对复合材料刚度影响甚微。 展开更多
关键词 复合材料层合板 铺层顺序 /玻纤维 混杂复合材料 力学性能
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高刚度混杂碳纤维复合材料的制备与性能 被引量:2
13
作者 高军鹏 王婷婷 +3 位作者 李伟东 蒋诗才 许虎 张宝艳 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期35-40,共6页
以国产高强中模CCF800H碳纤维为基础增强材料,以CCM40J及CCM55J高模量碳纤维为混杂增强体、AC631高温双马来酰亚胺树脂为基体,制备不同纤维比例的面内混杂预浸料。结合热压罐成型工艺,制备并表征五组不同碳纤维混杂比例的复合材料的力... 以国产高强中模CCF800H碳纤维为基础增强材料,以CCM40J及CCM55J高模量碳纤维为混杂增强体、AC631高温双马来酰亚胺树脂为基体,制备不同纤维比例的面内混杂预浸料。结合热压罐成型工艺,制备并表征五组不同碳纤维混杂比例的复合材料的力学性能。根据测试结果,分析了不同混杂复合材料体系的力学性能变化,得到CCF800H/CCM40J(5∶5),CCF800H/CCM40J(4∶6),CCF800H/CCM55J(5∶5)三组典型混杂配比的复合材料体系,均表现出较好的力学性能。这可为飞机复合材料结构件的研制提供参考的基础材料性能数据。 展开更多
关键词 纤维 混杂预浸料 复合材料 力学性能
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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
14
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/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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碳纤维-超高分子量聚乙烯纤维混杂层合板抗低速冲击性能研究
15
作者 张竹青 吴海宏 +1 位作者 蒋林 宗文波 《化工新型材料》 北大核心 2025年第6期235-240,246,共7页
碳纤维复合材料在受到垂直于纤维方向的冲击时,易发生脆性断裂,导致结构完整性受损,进而产生安全隐患。为提升碳纤维层合板在低速冲击后的结构完整性,研究了不同层间混杂比例的碳纤维/超高分子量聚乙烯(CF/UHMWPE)纤维复合材料层合板的... 碳纤维复合材料在受到垂直于纤维方向的冲击时,易发生脆性断裂,导致结构完整性受损,进而产生安全隐患。为提升碳纤维层合板在低速冲击后的结构完整性,研究了不同层间混杂比例的碳纤维/超高分子量聚乙烯(CF/UHMWPE)纤维复合材料层合板的低速冲击性能。通过[0°/90°]_n铺层方式制备了4种等厚度、不同混杂比的层合板,并对其低速冲击性能及冲击后的破坏形貌进行了分析。结果表明:随着UHMWPE纤维在层合板中的混杂比例增加,层合板的低速冲击性能呈现出先提升后下降的趋势。当CF/UHMWPE层合板的UHMWPE纤维层间混杂比例达到11%时,层合板在冲击后的结构完整性最佳,冲击性能最优,落锤冲击载荷3197N,吸收能量25.47J,冲击后压缩强度(CAI)达到135MPa。与纯碳纤维层合板相比,其冲击载荷、吸收能量和冲击后压缩强度分别提升了10.6%、15.6%和9.7%。冲击后的破坏形貌表明,在碳纤维层合板的层间适量引入UHMWPE纤维插层,能够有效延缓纤维的脆性断裂,抑制裂纹的生成与扩展,从而显著提升层合板的抗冲击性能和冲击后的结构完整性。 展开更多
关键词 UHMWPE纤维 纤维 复合材料层合板 层间混杂 冲击性能
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大展弦比混杂纤维复合材料机翼的强度及失效分析 被引量:1
16
作者 张升 刘菊蓉 +3 位作者 杨哲 王军利 王康杰 王佳欢 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期113-120,共8页
以大展弦比机翼为研究对象,基于经典层合板理论和Tsai-Wu失效准则,考虑几何非线性效应,用流固耦合数值模拟方法,重点研究碳/玻纤维混杂比、铺层相对位置、铺层角度对机翼强度及失效特性的影响。研究表明:碳/玻纤维混杂比=8∶2为最佳纤... 以大展弦比机翼为研究对象,基于经典层合板理论和Tsai-Wu失效准则,考虑几何非线性效应,用流固耦合数值模拟方法,重点研究碳/玻纤维混杂比、铺层相对位置、铺层角度对机翼强度及失效特性的影响。研究表明:碳/玻纤维混杂比=8∶2为最佳纤维混杂比,机翼可兼顾高强度、低成本;玻璃纤维铺设在蒙皮对称中面位置时,机翼的强度及安全性更高,玻璃纤维铺设位置的变化不会对机翼的弹性变形产生显著影响;在不同混杂比下,以±45°铺层角度铺设的机翼整体力学性能更稳定,失效概率更低。 展开更多
关键词 大展弦比 几何非线性 /玻纤维 混杂复合材料 失效分析
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高强玻璃纤维/碳纤维混杂复合材料加固混凝土梁的抗弯试验研究 被引量:23
17
作者 杨建中 熊光晶 +3 位作者 严州 谢国柱 陈鸿斌 刘金伟 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第7期18-22,34,共6页
以高强玻璃纤维 (SGF)布与碳纤维 (CF)布混杂加固混凝土梁 ,进行对比试验研究 ,结果表明 ,与单一CF布加固相比 ,SGF/CF布混杂加固不仅使梁的延性显著提高 ,加固成本大幅降低 ,而且承载力也略有提高 ,仅刚度略为降低。
关键词 高强玻璃纤维 纤维 混杂纤维复合材料 混凝土梁
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回收碳纤维/剑麻增强聚丙烯复合材料的力学性能 被引量:2
18
作者 胡黄飞 王凯 +3 位作者 江舒 胡侨乐 徐珍珍 杨莉 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1-7,共7页
为提高回收碳纤维(RCF)的高值化应用,采用湿法非织造成型工艺制备了碳纤维(CF)复合材料预成型体(CFP)。同时为避免复合成型过程中,湿法预成型体中黏合剂在加热过程中对复合成型产生影响,采用剑麻纤维(SF)与RCF混杂成型,利用SF间氢键作... 为提高回收碳纤维(RCF)的高值化应用,采用湿法非织造成型工艺制备了碳纤维(CF)复合材料预成型体(CFP)。同时为避免复合成型过程中,湿法预成型体中黏合剂在加热过程中对复合成型产生影响,采用剑麻纤维(SF)与RCF混杂成型,利用SF间氢键作用提高CFP的可成型性,从而获得了CF/SFP预成型体。另外,还制备了SF预成型体(SFP)。以聚丙烯(PP)为基体,湿法非织造织物为预成型体,采用模压成型方式制备了3种PP基复合材料(CFPC,SFPC,CF/SFPC),并对以不同纤维组分形成的预成型体结构性能及PP基复合材料的力学性能进行测试,分析SF与CF混杂对湿法预成型体结构性能及PP基复合材料力学性能的影响。结果表明,在无黏合剂的条件下,RCF可通过与SF混杂,形成具有稳定结构和力学性能的CF/SFP,且混杂工艺可改善预成型体的结构均匀性及湿法成型过程中CF的质量损失率;当以SF与RCF混杂质量比3∶1制备CF/SFP时,较制备CFP时的纤维损失率下降了33.63%,厚度不匀率下降了35.03%。以湿法非织造织物形式存在的CFPC具有较好的力学性能,特别是在改善韧性方面。CFPC的拉伸应变可达到7%左右,弯曲强度达到60.01MPa,冲击强度可达到10.12kJ/m^(2)。采用RCF与SF混杂制备的CF/SFPC的力学性能较SFPC的力学性能有较大改善,在增强纤维含量相同的情况下,CF/SFPC较SFPC弯曲强度和冲击强度分别提高了13.09%和18.42%。 展开更多
关键词 回收纤维 湿法非织造 混杂 复合材料 力学性能
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碳-玻纤维混杂正交三向复合材料力学性能研究 被引量:14
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作者 钱元 张点 +2 位作者 周光明 石晓红 冯海心 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期158-164,共7页
为了使混杂纤维三维机织复合材料在航空航天领域能得到更好的发展,对碳-玻混杂正交三向复合材料X向力学性能进行了数值模拟与实验研究。通过了解增强织物各项结构参数并在多种理论假设的基础上确定了材料细观结构。选取具有对称性的单... 为了使混杂纤维三维机织复合材料在航空航天领域能得到更好的发展,对碳-玻混杂正交三向复合材料X向力学性能进行了数值模拟与实验研究。通过了解增强织物各项结构参数并在多种理论假设的基础上确定了材料细观结构。选取具有对称性的单胞结构,建立了有限元模型并对其进行了X向拉压工况的数值模拟,采用渐进损伤的方法预测了材料X向力学性能。使用树脂传递模塑工艺制作成型碳-玻混杂正交三向复合材料实验件,对其进行X向力学性能测试。将实验数据与理论值对比分析,验证了数值模拟方法的准确性。通过与纯玻纤正交三向复合材料力学性能的对比,讨论了碳-玻混杂材料的优势与缺陷。研究结果对该材料的实际应用提供了重要的参考依据。 展开更多
关键词 混杂复合材料 正交三向 单胞 力学性能 -玻纤维
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三维混杂碳纤维/芳纶纤维增强尼龙复合材料力学性能研究 被引量:10
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作者 张宗强 王玉林 +2 位作者 万怡灶 雷雨 赵伟栋 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期38-41,46,共5页
制备了三维混杂碳纤维 /芳纶纤维增强尼龙复合材料 (HY/PA)并对其力学性能进行了测试。研究表明 :由于芳纶纤维的加入 ,使碳纤维增强尼龙复合材料 (CF/PA)的抗冲击性能有了显著提高 ,HY/PA的抗冲击强度随芳纶纤维体积分数的增大而有所提... 制备了三维混杂碳纤维 /芳纶纤维增强尼龙复合材料 (HY/PA)并对其力学性能进行了测试。研究表明 :由于芳纶纤维的加入 ,使碳纤维增强尼龙复合材料 (CF/PA)的抗冲击性能有了显著提高 ,HY/PA的抗冲击强度随芳纶纤维体积分数的增大而有所提高 ;另外 ,HY/PA在改善CF/PA的横向剪切强度的同时 ,也改善了芳纶纤维增强尼龙复合材料 (KF/PA)的纵向剪切强度 ;同时 ,混杂效应对HY/PA的弯曲性能的影响最为显著 ,HY/PA的弯曲强度、弯曲模量均高于任一种单一纤维复合材料。 展开更多
关键词 三维编织 混杂纤维/芳纶纤维增强尼龙复合材料 力学性能 制备 冲击性能 弯曲性能
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