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碳纤维增强树脂复合材料制孔技术研究进展
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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 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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碳纤维增强树脂复合材料废弃物回收技术研究现状 被引量:15
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作者 惠林海 张璐 +4 位作者 李华 王慧军 王海常 陈建闻 朱雨田 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期149-152,共4页
随着碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)市场需求量的大幅增加,大量CFRP废弃物的回收再利用问题严重制约了碳纤维产业的可持续发展,因此,发展切实可行的CFRP废弃物回收利用方法至关重要。简述了CFRP的发展现状以及大量CFRP废弃物所带来的严... 随着碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)市场需求量的大幅增加,大量CFRP废弃物的回收再利用问题严重制约了碳纤维产业的可持续发展,因此,发展切实可行的CFRP废弃物回收利用方法至关重要。简述了CFRP的发展现状以及大量CFRP废弃物所带来的严重环境问题和资源浪费,介绍了CFRP废弃物的各种回收技术,包括机械回收法、高温热解法、流化床热分解法、溶剂回收法等,总结了不同回收技术的回收原理、工艺流程、研究现状以及各自优缺点,并对CFRP回收再利用的未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 纤维增强树脂复合材料 废弃物 回收方法
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表面浅裂纹损伤后碳纤维增强树脂复合材料层合板断裂强度研究 被引量:4
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作者 王斌华 王泽锟 +1 位作者 房宣衡 刘昌盛 《压力容器》 北大核心 2023年第12期10-21,共12页
在实际服役环境下,碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)结构表面容易出现浅划痕损伤,如何评估损伤后CFRP结构的承载性能是关注的焦点。基于边界效应模型(BEM)研究了CFRP板出现表面浅裂纹后的断裂强度,提出了一种CFRP表面定量深度浅裂纹的预制... 在实际服役环境下,碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)结构表面容易出现浅划痕损伤,如何评估损伤后CFRP结构的承载性能是关注的焦点。基于边界效应模型(BEM)研究了CFRP板出现表面浅裂纹后的断裂强度,提出了一种CFRP表面定量深度浅裂纹的预制方法,较准确地制备了包含表面浅裂纹的试件;完成了三点弯曲准静态成组试验,在金相显微镜下对裂尖损伤区的断裂特征进行观测,建立了裂纹尖端损伤区量化评价方法。研究结果表明:通过标定试验确定了试验机分别施加300,450,600 N的压力载荷后,CFRP层合板试件表面可形成平均深度约为0.10,0.14,0.18 mm的浅裂纹;完成了边裂纹试件的三点弯曲断裂试验,通过裂纹扩展观测和成组试验数据的拟合分析,确定了反映裂尖损伤区分布范围的参数β和断裂参数C的最优取值,分别为β=0.27,C=0.47,实现了CFRP表面微裂纹损伤后断裂强度的评价,并且拟合分析与直接拉伸试验的抗拉强度对比偏差为4.59%,验证了BEM模型的合理性;基于BEM模型,建立了CFRP层合板断裂强度预测的解析方程,以便于实际工程应用。 展开更多
关键词 纤维增强树脂复合材料 边界效应模型 浅裂纹 抗拉强度 断裂韧性
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聚合物乳液在制备纤维增强树脂复合材料中的应用
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作者 易长海 秦少雄 +1 位作者 许家瑞 曾汉民 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期86-89,共4页
采用聚合物乳液作粘结剂 ,利用水悬浮法成功地制备了 GF/ PVC复合材料 ,根据该工艺特点 ,优选了部分聚合物乳液粘结剂 。
关键词 聚合物乳液 水悬浮 粘结 性能 纤维增强树脂复合材料 应用
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纤维增强树脂复合材料化学回收技术研究进展 被引量:11
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作者 陈瑞哲 程磊磊 +2 位作者 顾菁 袁浩然 陈勇 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期981-994,共14页
纤维增强树脂复合材料(fiber-reinforcedpolymercomposites,FRPC)具有强度高、易加工、成本低等优异性能,成为风机叶片、线路板等典型工业产品的首选结构材料。随着FRPC产量逐年增加以及工业产品退役期的来临,废弃复合材料的累积将导致... 纤维增强树脂复合材料(fiber-reinforcedpolymercomposites,FRPC)具有强度高、易加工、成本低等优异性能,成为风机叶片、线路板等典型工业产品的首选结构材料。随着FRPC产量逐年增加以及工业产品退役期的来临,废弃复合材料的累积将导致严重的环境污染和能源资源浪费,亟需研发高效清洁回收技术。化学回收技术不仅能够回收高质纤维材料,而且可实现树脂定向转化为燃料和有机化学品。本文在分析复合废材组成特性以及化学回收技术的基础上,对再生产品应用、技术经济性以及环境效益进行了评价。进一步提出基于有机树脂官能团特性,在温和条件下定向解聚升级循环制备精细化学品的同时,实现纤维材料无损再生利用。 展开更多
关键词 纤维增强树脂复合材料 化学回收 热解 溶剂法 再生 经济环境评价
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冲蚀角对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)蒙皮涂层去除及重涂附着力的影响 被引量:4
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作者 赵洋洋 卢文壮 +2 位作者 吴泊鋆 孙玉利 左敦稳 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期116-123,共8页
为解决飞机CFRP蒙皮涂层高效去除问题,改善重涂涂层附着力,采用塑性磨料射流加工方法对CFRP蒙皮损伤涂层去除,通过分析单颗磨料的速度和冲击力,研究不同冲蚀角度下磨料对涂层的冲蚀行为,探究塑性磨料射流冲蚀角对表面形貌、去除机制、... 为解决飞机CFRP蒙皮涂层高效去除问题,改善重涂涂层附着力,采用塑性磨料射流加工方法对CFRP蒙皮损伤涂层去除,通过分析单颗磨料的速度和冲击力,研究不同冲蚀角度下磨料对涂层的冲蚀行为,探究塑性磨料射流冲蚀角对表面形貌、去除机制、材料去除率、接触角与表面自由能及重涂涂层的附着力方面的影响。结果表明:塑性磨料对涂层的冲蚀机理为塑性变形去除,在30°~70°冲蚀角下,磨料对涂层的冲蚀模式为滑擦、耕犁和切削。随着冲蚀角的增加,颗粒的切向分力减小,法向分力增加,法向冲蚀的冲蚀模式为剪切和挤压变形去除材料去除率递减。在所选冲蚀角范围内,当冲蚀角为30°时,聚氨酯涂层的材料去除率最大。随着冲蚀角的改变,表面粗糙度、润湿性和表面自由能发生变化,当冲蚀角为70°时,重涂后的涂层附着力较好,较初始涂层附着力提高28%左右。研究成果可为飞机CFRP蒙皮涂层的高效去除及附着力的改善提供参考。 展开更多
关键词 射流加工 冲蚀角 塑性磨料 纤维增强树脂复合材料(CFRP) 涂层
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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
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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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刀具振动对精密切割碳纤维增强树脂复合材料的影响 被引量:6
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作者 胡锦涛 苑泽伟 庄朋 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第A01期89-93,共5页
碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)因其材料的高比强度、各向异性、层合性等特点,加工时容易产生分层、毛刺、撕裂等缺陷。采用金刚石磨料切割片高速切割可以获得良好的CFRP加工质量,但受刀具的振动影响明显。文中通过对刀具和主轴的有限元... 碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)因其材料的高比强度、各向异性、层合性等特点,加工时容易产生分层、毛刺、撕裂等缺陷。采用金刚石磨料切割片高速切割可以获得良好的CFRP加工质量,但受刀具的振动影响明显。文中通过对刀具和主轴的有限元分析,研究刀具和主轴振动对精密切割CFRP切割形貌的影响规律,并通过测量主轴振动进行验证。理论分析和试验验证表明,切削力对主轴的自身固有振动激励作用较小。对碳纤维的间断性切削是主轴新增振动的主要来源。碳纤维复合材料自身存在的缺陷如微孔、微裂纹等在切割过程中由于刀具的振动而进一步增大,主轴振动是高速微切削碳纤维复合材料损伤的主要原因。 展开更多
关键词 纤维增强树脂复合材料 精密切割 金属基切割片 振动 加工缺陷
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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
9
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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纤维增强树脂复合材料3D打印流场分析与仿真
10
作者 黄无云 程军 +4 位作者 刘益剑 杨继全 朱小刚 刘正武 乔凤斌 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期54-58,62,共6页
以纤维増强树脂基复合材料为研究对象,该材料由碳纤维和聚乳酸高分子材料复合而成利用ANSYS CFX软件模块,对复合材料的流体状态和压力场进行了数值仿真,探究了以熔融沉积(FDM)3D打印工艺制备纤维增强复合材料的流动特性和打印机理.首先... 以纤维増强树脂基复合材料为研究对象,该材料由碳纤维和聚乳酸高分子材料复合而成利用ANSYS CFX软件模块,对复合材料的流体状态和压力场进行了数值仿真,探究了以熔融沉积(FDM)3D打印工艺制备纤维增强复合材料的流动特性和打印机理.首先,结合纤维増强复合材料的流动和受力规律,建立了打印流道及复合材料的三维模型;其次,描述了用于数值仿真复合材料的参数,得到了纤维增强树脂复合材料熔融成型时内部流场状态和界面压力分布,并进行了分析讨论;最后,通过实验验证了3D打印用于纤维增强树脂复合材料成型制造的可行性。研究结果为纤维增强树脂基复合材料的3D打印应用提供了必要的仿真与实验基础。 展开更多
关键词 纤维增强树脂复合材料 3D打印 流场 数值仿真 ANSYS CFX
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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
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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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纤维增强树脂复合材料/竹木胶合界面的处理工艺 被引量:4
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作者 范诒杰 申士杰 陈暑冰 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期71-74,共4页
以砂光处理、等离子体处理、羟甲基间苯二酚(HMR)处理为不同因素,研究了纤维增强树脂复合材料(FRP)/竹、FRP/木胶合界面处理工艺。结果表明胶合界面优化工艺为:FRP不做处理,而竹材和木材表面以150 g/m^2的涂布量涂布HMR。
关键词 纤维增强树脂 等离子体 羟甲基间苯二酚 剪切强度 剥离率
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超声振动辅助切削对碳纤维增强树脂复合材料面下损伤影响的仿真研究 被引量:3
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作者 陈文翔 张旭 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期25-30,共6页
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在传统加工(OC)过程中存在着切削力过大、表面质量不佳、面下损伤较为严重等问题。为了改善上述问题,本文提出使用超声振动辅助切削(UVC)工艺加工CFRP,通过仿真分析对切削力与面下损伤深度进行研究。结... 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在传统加工(OC)过程中存在着切削力过大、表面质量不佳、面下损伤较为严重等问题。为了改善上述问题,本文提出使用超声振动辅助切削(UVC)工艺加工CFRP,通过仿真分析对切削力与面下损伤深度进行研究。结果表明:使用UVC加工CFRP可降低13%~80%的切削力,且纤维方向角对切削力影响较小。与OC相比,UVC切削0°、45°纤维方向角的CFRP时可以减少约50%的面下损伤深度;在切削90°、135°纤维方向角的CFRP时虽然没有改善面下损伤深度,但取得了较为平整的已加工表面以及较小的损伤区域。 展开更多
关键词 有限元仿真 纤维增强树脂复合材料 超声振动切削 面下损伤
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用金属改质炭纤维增强树脂复合材料制备的耐磨材料 被引量:3
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作者 АИ布里亚 ВИ杜布柯娃 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 1998年第4期68-70,共3页
提供了用金属改质的炭纤维增强芳香族聚酰胺复合材料的性质和结构的研究结果。
关键词 金属 纤维 复合材料 耐磨材料 改性 增强塑料
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定长炭纤维增强树脂复合材料的制备及其各向同性力学性能
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作者 向雨欣 申克 +2 位作者 吴昊 何智成 李轩科 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1188-1194,共7页
本文分别将不同配比的30 mm定长炭纤维与乙烯基树脂基体预混合,搅拌均匀后得到片状模塑料(SMCs),再将不同纤维体积分数的SMCs通过真空热压成型工艺制备出不同面内力学各向同性的定长炭纤维增强树脂基复合材料(CFRP)。研究了不同纤维体... 本文分别将不同配比的30 mm定长炭纤维与乙烯基树脂基体预混合,搅拌均匀后得到片状模塑料(SMCs),再将不同纤维体积分数的SMCs通过真空热压成型工艺制备出不同面内力学各向同性的定长炭纤维增强树脂基复合材料(CFRP)。研究了不同纤维体积分数(15%~40%)的CFRP的拉伸和弯曲强度的异同,及纤维体积分数对材料面内力学各向同性特征的影响。由力学性能测试与断面分析结果可知:25%~30%纤维体积分数的CFRP中,纤维在树脂中分散性优异,不同方向上的拉伸强度离散系数仅为2%,各向同性特征最为显著;当CFRP中的炭纤维体积分数增加到一定程度时,其拉伸和弯曲强度均表现出先升后降的趋势,拉伸强度在25%时达到最大值(141.4 MPa),弯曲强度在30%时达到最大值(549.0 MPa)。同比15%纤维体积分数的CFRP,力学性能明显提高。 展开更多
关键词 定长炭纤维 纤维增强树脂复合材料 各向同性 拉伸强度 弯曲强度
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增材制造连续纤维增强树脂基复合材料研究进展
16
作者 刘小龙 王文宇 +2 位作者 赵阳 王晓明 牛宗伟 《中国表面工程》 北大核心 2025年第3期1-18,共18页
连续纤维增强树脂基复合材料是近年发展起来的一种新型高性能复合材料,采用增材制造技术制备复合材料具有制造过程灵活、成型效率高的优点,因此成为研究的热点。总结树脂基体材料和纤维材料的特点,重点论述连续纤维增强树脂基复合材料... 连续纤维增强树脂基复合材料是近年发展起来的一种新型高性能复合材料,采用增材制造技术制备复合材料具有制造过程灵活、成型效率高的优点,因此成为研究的热点。总结树脂基体材料和纤维材料的特点,重点论述连续纤维增强树脂基复合材料增材制造的挤出和浸渍工艺及其温度、打印速度、打印间距等工艺参数对材料的影响,综述连续纤维增强树脂基复合材料的纤维与基体之间、层与层之间断面微观组织结构和材料的拉伸强度与弯曲强度等力学性能。针对目前连续纤维增强树脂基复合材料的增材制造材料需求增加和性能缺陷等存在的问题做出总结并对发展方向提出建议,如提高复合材料的可回收性并进一步改善增材制造工艺过程等。通过对当前连续纤维增强树脂基复合材料的研究进展进行总结,全面了解该领域的研究现状,对未来的研究趋势及应用领域进行分析和展望。 展开更多
关键词 连续纤维 树脂材料 增材制造 复合材料 界面结合 力学性能
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碳纤维增强乙烯基酯树脂复合材料的力学性能和耐久性能研究
17
作者 王信君 李平昌 《塑料工业》 北大核心 2025年第7期40-46,71,共8页
为获得具有良好耐久性能的乙烯基酯树脂(VE)基复合材料,以碳纤维(CF)为增强材料,采用熔融灌注法制备了碳纤维/乙稀基酯树脂复合材料(CF/VE)。采用红外光谱(FTIR)分析、拉伸性能、弯曲性能和吸湿率等测试方法,对CF/VE的力学性能和耐久性... 为获得具有良好耐久性能的乙烯基酯树脂(VE)基复合材料,以碳纤维(CF)为增强材料,采用熔融灌注法制备了碳纤维/乙稀基酯树脂复合材料(CF/VE)。采用红外光谱(FTIR)分析、拉伸性能、弯曲性能和吸湿率等测试方法,对CF/VE的力学性能和耐久性能进行了研究。研究表明,VE在不同介质中浸泡会发生一定程度的水解,且NaOH溶液影响最大。VE在去离子水、H_(2)SO_(4)溶液和NaCl溶液中的吸湿率符合Fick扩散定律,而VE在NaOH溶液吸湿率在60 d之前符合Fick扩散定律,60 d之后吸湿率显著增长。CF显著提高了CF/VE的力学性能,CF/VE拉伸强度和弯曲强度是纯VE的18和7倍。不同介质浸泡后,纯VE和CF/VE的拉伸强度和弯曲强度都逐渐下降。不同介质对弯曲强度的不利影响高于拉伸强度,且浸泡120 d后,NaOH溶液对力学性能的影响最大。NaOH中浸泡120 d后CF/VE拉伸强度和弯曲强度降低7.2%和39.9%,但是CF/VE的力学性能仍远高于纯VE。总体来说,CF显著提高了CF/VE的力学性能和耐久性能。 展开更多
关键词 纤维/乙烯基酯树脂复合材料 力学性能 耐久性能 拉伸强度 弯曲强度
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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
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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 纤维增强树脂复合材料 湿热老化 力学性能 数值模拟
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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
19
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
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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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