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三维纺织复合材料热-力学性能研究进展 被引量:2
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作者 李存静 王晓旭 +2 位作者 刘晓东 杨文韬 张典堂 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1-14,共14页
三维纺织复合材料具有优异的力学性能、可设计性强和耐极端环境等优点,在航空航天领域有着广泛应用。为深入了解应用于高温环境中三维纺织复合材料的结构体系和力学行为,本文从三维纺织结构出发,综述了三维纺织复合材料结构类型及其在... 三维纺织复合材料具有优异的力学性能、可设计性强和耐极端环境等优点,在航空航天领域有着广泛应用。为深入了解应用于高温环境中三维纺织复合材料的结构体系和力学行为,本文从三维纺织结构出发,综述了三维纺织复合材料结构类型及其在航空航天领域上的应用;总结了三维纺织复合材料成型工艺和结构特征;分析了三维纺织复合材料热-力学性能的研究进展情况;提出了未来的研究重点和需解决的关键问题,以期为新一代三维纺织复合材料的耐高温/承载设计、制造和应用提供依据。 展开更多
关键词 三维纺织复合材料 结构类型 成型工艺 热-力学性能
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C/C三维纺织复合材料细观结构及力学性能研究进展 被引量:1
2
作者 陶洋 张祝辉 +2 位作者 杨莹雪 李存静 张典堂 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期73-86,共14页
C/C三维纺织复合材料因其可设计性强、力学性能优异和耐高温等特点而被广泛地应用于航空航天、轨道交通和光伏热场等高温端部件。然而,C/C三维纺织复合材料内部纱线结构复杂且孔隙率高,呈现出高度各向异性和非均匀性,这些因素都会给力... C/C三维纺织复合材料因其可设计性强、力学性能优异和耐高温等特点而被广泛地应用于航空航天、轨道交通和光伏热场等高温端部件。然而,C/C三维纺织复合材料内部纱线结构复杂且孔隙率高,呈现出高度各向异性和非均匀性,这些因素都会给力学性能及损伤机制揭示带来巨大困难。因此,本工作从实际应用出发,围绕C/C三维纺织复合材料,从细观重构、力学性能表征和数值模拟三个方面阐述近几年的国内外研究现状,并在此基础上重点对C/C三维纺织复合材料结构功能一体化制备、深度学习模型的发掘和高温实验环境下渐进损伤实验平台的搭建做出了展望。 展开更多
关键词 C/C三维纺织复合材料 航空航天 力学性能 细观重构 数值模拟
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管状纺织复合材料力学性能的有限元分析 被引量:7
3
作者 张淑洁 王瑞 +1 位作者 徐磊 王欢 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期51-54,58,共5页
在翻衬过程中,由于管状纺织复合材料的管径小于原管道的内径,或原管道存在变形,要求管状纺织复合材料受压后在环向有一定的应变,从而使其紧贴在管壁上。通过有限元方法对管状纺织复合材料翻衬时的应力与应变情况进行了分析,用计算机模... 在翻衬过程中,由于管状纺织复合材料的管径小于原管道的内径,或原管道存在变形,要求管状纺织复合材料受压后在环向有一定的应变,从而使其紧贴在管壁上。通过有限元方法对管状纺织复合材料翻衬时的应力与应变情况进行了分析,用计算机模拟的应力应变值来评判管状纺织复合材料在一定翻衬压力下是否达到了工程要求的应变,当管状纺织复合材料几何参数和材料参数一定时,通过有限元分析修复管道管径的范围。采用定负荷拉伸试验对有限元分析的结果进行了验证,其试验值与有限元模拟值基本吻合。 展开更多
关键词 管道修复 管状纺织复合材料 应力 应变 有限元分析
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纺织复合材料能量吸收性能的研究进展 被引量:11
4
作者 薛璞 陶肖明 余同希 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期227-238,共12页
纺织复合材料的能量吸收性能是近年来一个十分引人注目的研究课题.本文综述了近年来对纺织复合材料能量吸收性能研究的最新进展,包括纤维纺织结构、纺织复合材料的制造及加工、材料的能量吸收机理及失效模式、能量吸收性能的测试方法等.
关键词 纺织复合材料 能量吸收性能 冲击载荷 针织
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纺织复合材料预制件的几种织造技术 被引量:15
5
作者 李嘉禄 阎建华 萧丽华 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第11期34-39,共6页
本文讨论了几种纺织复合材料预制件的织造技术,其中包括机织、针织、三维整体编织和这些预制件的特点,共同时讨论了在织造中要注意的几个主要问题。
关键词 纺织复合材料 预制件 织造 三轴向织物 针织
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纺织复合材料预制体成形过程纤维束摩擦行为研究进展 被引量:2
6
作者 王玉 焦亚男 +2 位作者 谢军波 吴宁 陈利 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期874-887,共14页
预制体是复合材料的增强骨架,由成千上万根纤维束织造而成.预制体中的纤维束由于织造过程中的交织运动会发生不同程度的摩擦损伤,而纤维的磨损会导致预制体力学性能损失率高达9%~12%.因此,揭示纤维束在织造过程中的摩擦磨损机理对提升... 预制体是复合材料的增强骨架,由成千上万根纤维束织造而成.预制体中的纤维束由于织造过程中的交织运动会发生不同程度的摩擦损伤,而纤维的磨损会导致预制体力学性能损失率高达9%~12%.因此,揭示纤维束在织造过程中的摩擦磨损机理对提升预制体力学性能具有重要意义.本文中综述了近年来有关纤维束摩擦行为的研究进展:首先,概述纤维束-金属和纤维束-纤维束摩擦测试方法的优缺点;其次,分析得出摩擦角度、摩擦频率、预加张力和法向载荷对纤维束摩擦性能的影响机制;最后,总结纤维束摩擦磨损行为的理论分析模型.本综述中对复合材料预制体成形工艺设计和纤维束摩擦损伤的量化分析具有指导意义. 展开更多
关键词 纺织复合材料 预制体 成形过程 纤维束 摩擦磨损
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纺织复合材料在风力发电叶片制造中的应用研究 被引量:4
7
作者 徐进 张伟 林洪芹 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 2010年第4期81-83,共3页
本文介绍了玻璃/碳纤维复合材料的性能,综述分析了纺织复合材料在风力发电叶片中的应用情况,归纳总结了叶片复合材料的组织结构及发展前景,具有一定的实际应用价值。
关键词 纺织复合材料 风力发电 叶片 应用
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RTM/纺织复合材料孔隙率非线性超声方法研究 被引量:8
8
作者 陆铭慧 林娜 《航空制造技术》 北大核心 2013年第5期89-93,共5页
由于RTM/纺织复合材料在物理性能上呈现显著的各向异性,给材料的缺陷检测和评价带来困难,提出了一种用于RTM/纺织复合材料孔隙率的非线性超声检测方法。从非线性理论出发,运用非线性超声的二次谐波非线性系数进行RTM/纺织复合材料孔隙... 由于RTM/纺织复合材料在物理性能上呈现显著的各向异性,给材料的缺陷检测和评价带来困难,提出了一种用于RTM/纺织复合材料孔隙率的非线性超声检测方法。从非线性理论出发,运用非线性超声的二次谐波非线性系数进行RTM/纺织复合材料孔隙率检测。分析结果表明,二次谐波非线性系数的改变与试块的孔隙率之间存在着良好的线性关系,有助于建立RTM/纺织复合材料孔隙率的超声检测模型。 展开更多
关键词 RTM 纺织复合材料 非线性超声 非线性系数 孔隙率
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纺织复合材料成型过程中树脂的流动分析 被引量:4
9
作者 徐国平 韩建 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期61-64,共4页
选用标准大小的立体结构玻纤织物和平纹玻纤织物作预制件,在室温条件下,用m(854标准型乙烯基酯树脂)∶m(MEKP催化剂)∶m(Cobalt固化剂)=100∶1.5∶2的混合物作渗透用树脂,采用真空辅助树脂渗透成型工艺制成纺织结构复合材料,并用数码摄... 选用标准大小的立体结构玻纤织物和平纹玻纤织物作预制件,在室温条件下,用m(854标准型乙烯基酯树脂)∶m(MEKP催化剂)∶m(Cobalt固化剂)=100∶1.5∶2的混合物作渗透用树脂,采用真空辅助树脂渗透成型工艺制成纺织结构复合材料,并用数码摄像记录整个过程。对该工艺条件下树脂基体的流速进行分析,结果表明,虽然其在不同预制件及同一预制件的不同位置的流速不同,但位移与时间曲线符合对数关系,速度与位移曲线和速度与时间曲线符合指数函数关系。 展开更多
关键词 纺织复合材料 真空灌注成型工艺 树脂基体 流速
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多维多向纺织复合材料的冲击性能 被引量:2
10
作者 徐雪伟 焦亚男 孙颖 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2014年第1期1-4,共4页
以碳纤维为原材料,制备层间连接程度递进的层合织物、2.5D机织物、机织三向织物和三维编织物,并以它们为增强材料制备纺织复合材料;分析不同结构的交织规律,并进行低速冲击试验,研究冲击性能和4种结构之间的关系;通过分析冲击记录曲线... 以碳纤维为原材料,制备层间连接程度递进的层合织物、2.5D机织物、机织三向织物和三维编织物,并以它们为增强材料制备纺织复合材料;分析不同结构的交织规律,并进行低速冲击试验,研究冲击性能和4种结构之间的关系;通过分析冲击记录曲线和试样的冲击破坏特征,比较不同结构的抗冲击性能.结果表明:4种结构复合材料的抗冲击性能从大到小依次为,机织三向、2.5D机织、层合结构和三维编织复合材料. 展开更多
关键词 多维多向 纺织复合材料 织物结构 低速冲击 冲击性能
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管道修复用管状纺织复合材料的力学性能 被引量:1
11
作者 王瑞 张淑洁 +1 位作者 高艳章 王欢 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期70-74,共5页
管状纺织复合材料用于修复管道的内衬管,受到管道内输送介质的压力作用,其承压性能直接影响修复效果。为此基于对管状纺织复合材料特殊力学性能的要求及其自身结构特点,通过对其拉伸性能进行测试,建立了计算管状纺织复合材料拉伸断裂强... 管状纺织复合材料用于修复管道的内衬管,受到管道内输送介质的压力作用,其承压性能直接影响修复效果。为此基于对管状纺织复合材料特殊力学性能的要求及其自身结构特点,通过对其拉伸性能进行测试,建立了计算管状纺织复合材料拉伸断裂强力/宽度与破裂压强间关系的数学模型。通过实验证实,该数学模型精度较高;当待修复管道管径发生变化或腐蚀孔尺寸发生变化时,可计算管状纺织复合材料的耐压性能,对管状纺织复合材料的应用具有实际指导意义。 展开更多
关键词 管道修复 管状纺织复合材料 拉伸性能 破裂压强 数学模型
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含边界和损伤因素的纺织复合材料细观胞元模型 被引量:1
12
作者 周储伟 张音旋 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期1-5,共5页
纺织复合材料的细观力学分析通常以胞元模型为基础,胞元边界条件的合理施加是获得精确分析结果的关键之一。本文以平面机织复合材料为例,讨论了细观胞元的选取和周期边界条件的施加方法,在此基础上建立了二维细观有限元模型,通过与全厚... 纺织复合材料的细观力学分析通常以胞元模型为基础,胞元边界条件的合理施加是获得精确分析结果的关键之一。本文以平面机织复合材料为例,讨论了细观胞元的选取和周期边界条件的施加方法,在此基础上建立了二维细观有限元模型,通过与全厚度模型分析结果的比较,研究了周期胞元模型的合理性,特别是边界效应和局部损伤等非周期因素对分析结果的影响,给出了这些因素下胞元边界条件的处理方法。 展开更多
关键词 纺织复合材料 胞元模型 细观力学 边界效应 损伤
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三维纺织复合材料增强体结构和树脂复合固化技术 被引量:8
13
作者 李嘉禄 《航天返回与遥感》 2008年第4期55-61,共7页
文章主要讨论了三维纺织预制件,包括:机织、针织、编织和缝合三维织物在结构上的特点。由于在三维纺织复合材料中,纤维在三维空间中相互交织和交叉,形成了一个不分层的整体结构,所以它和层合复合材料相比,具有优良的层间性能和其它力学... 文章主要讨论了三维纺织预制件,包括:机织、针织、编织和缝合三维织物在结构上的特点。由于在三维纺织复合材料中,纤维在三维空间中相互交织和交叉,形成了一个不分层的整体结构,所以它和层合复合材料相比,具有优良的层间性能和其它力学性能,可制作第一承力结构件和高功能制件。文章还介绍了树脂基三维纺织复合材料的复合固化技术,包括树脂传递模塑技术和树脂膜融渗技术。通过文章,说明了三维纺织复合材料具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 三维纺织复合材料 结构 复合固化
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FBGS在纺织复合材料中传感检测的误差分析
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作者 杨斌 陶肖明 俞建勇 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期64-65,共2页
介绍纤维布拉格光栅传感器 (FBGS)埋入纺织复合材料中的有效性及测量误差 ,并对存在问题提出探讨。结果表明 :为确保测量效果 ,必须选择合适的涂层 ,最有效的方法是适当提高涂层弹性模量。
关键词 纤维布拉格光栅传感器(FBGS) 测量 误差 纺织复合材料
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SiCf/SiC纺织复合材料细观结构及力学性能研究进展 被引量:11
15
作者 杨甜甜 张典堂 +3 位作者 邱海鹏 钱坤 谢巍杰 王岭 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1-12,共12页
碳化硅纤维增强碳化硅基体(SiCf/SiC)纺织复合材料具有结构设计性强、密度低、力学性能优异、耐高温和抗氧化性好等优势,成为航空发动机热端高温部件理想的候选结构材料。然而,目前对SiCf/SiC纺织复合材料的制备技术、性能、细观表征等... 碳化硅纤维增强碳化硅基体(SiCf/SiC)纺织复合材料具有结构设计性强、密度低、力学性能优异、耐高温和抗氧化性好等优势,成为航空发动机热端高温部件理想的候选结构材料。然而,目前对SiCf/SiC纺织复合材料的制备技术、性能、细观表征等方面开展的研究较少,但从长远来看,它仍是我国航空发动机制造必须开展研究的方向。本文针对SiCf/SiC纺织复合材料,围绕其细观结构、力学性能实验表征和数值模拟分析等三个方面,概述了SiCf/SiC纺织复合材料近几年的研究现状,综合对比国内外应用基础研究,虽然国内在制备技术方面取得了很大的进展,达到了国际先进水平,但是在构件考核验证和应用方面尚处于起步阶段,只有在可靠性、耐久性、工艺及性能综合平衡的基础上优化,实现材料与工艺、结构与设计的协同,才能在航空发动机未来发展中取得突破。 展开更多
关键词 SiCf/SiC纺织复合材料 细观结构 力学性能 研究进展
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三维异型纺织复合材料的预制体织造技术及材料力学性能研究进展 被引量:6
16
作者 窦宏通 王晓旭 +1 位作者 刘晓东 张典堂 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期88-102,共15页
近年来,三维纺织复合材料因其整体性能优异、结构丰富和净成形等特点,被广泛地应用于国防重大工程领域。其中,三维异型纺织复合材料理论研究仍远落后于应用。从三维异型纺织复合材料构件的应用出发,根据各种构件的典型特征分类归纳了三... 近年来,三维纺织复合材料因其整体性能优异、结构丰富和净成形等特点,被广泛地应用于国防重大工程领域。其中,三维异型纺织复合材料理论研究仍远落后于应用。从三维异型纺织复合材料构件的应用出发,根据各种构件的典型特征分类归纳了三维异型纺织结构件的应用现状,总结了三维异型纺织复合材料预制体的主要织造工艺和织造装备的发展现状,并从不同的层级分析国内外对三维异型纺织复合材料的力学性能、细观结构建模、数值模拟等方面的研究进展,提出了三维异型纺织复合材料研究面临的关键问题,以期为三维异型纺织复合材料在未来的应用提供支撑。 展开更多
关键词 三维异型纺织复合材料 预制体 织造装备 力学性能 数值模拟
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纺织复合材料力学性能数值模拟方法研究进展 被引量:7
17
作者 钱逸星 杨振宇 卢子兴 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第16期135-151,共17页
以各类织物作为增强体的纺织复合材料具有复杂的细微观结构,且表现出明显的多尺度结构特征,通常基于连续介质力学的理论方法很难对这类复合材料的强度及其损伤等行为进行准确的定量描述,而以有限元为代表的数值模拟方法被广泛地应用于... 以各类织物作为增强体的纺织复合材料具有复杂的细微观结构,且表现出明显的多尺度结构特征,通常基于连续介质力学的理论方法很难对这类复合材料的强度及其损伤等行为进行准确的定量描述,而以有限元为代表的数值模拟方法被广泛地应用于预测工艺参数、预制体结构与力学性能之间的定量关系,为纺织复合材料的优化设计及应用提供了理论指导。对纺织复合材料的力学性能数值模拟方法在近些年取得的研究进展进行了简要综述。首先重点介绍了纺织复合材料最新的几何模型建模技术;其次对纺织复合材料刚度、强度和损伤演化数值预测方法进行了回顾;然后讨论了现有的多尺度分析方法的优缺点和适用范围;此外,还简单介绍了机器学习在纺织复合材料力学性能预测中的应用;最后对纺织复合材料力学性能数值模拟研究存在的问题和发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 纺织复合材料 力学性能 数值模拟 多尺度方法 机器学习
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纺织复合材料和结构多尺度耦合的数值分析 被引量:6
18
作者 田俊 周储伟 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1022-1028,共7页
研究了纺织复合材料和结构多尺度耦合的数值分析模型。建立了微、细观单胞,给出了纺织复合材料平均弹性常数的逐级分析方法,着重研究了由宏观结构、到细观纤维束、再到微观纤维三个尺度耦合的应力分析方案。对于常用的板壳状纺织复合材... 研究了纺织复合材料和结构多尺度耦合的数值分析模型。建立了微、细观单胞,给出了纺织复合材料平均弹性常数的逐级分析方法,着重研究了由宏观结构、到细观纤维束、再到微观纤维三个尺度耦合的应力分析方案。对于常用的板壳状纺织复合材料结构,在面内载荷下,假设每层细观单胞的平均面内应变是一致的,在弯曲、横向剪切及扭曲等非面内载荷下,在内力等效条件下将沿厚度方向连续分布的宏观应力简化为阶梯状分布,忽略了每层细观单胞范围内宏观应力沿厚度方向的梯度变化,由此利用细观单胞模型实现宏观应力与细观应力之间的传递,再利用微观单胞可得到纤维尺度的微观应力。最后以一种三维机织复合材料为例,用上述多尺度耦合的模型逐级分析了材料的平均弹性常数,并沿相反方向,由宏观结构分析逐级计算出纤维束尺度和纤维尺度的细、微观应力的局部波动。 展开更多
关键词 纺织复合材料 多尺度耦合分析 周期性单胞 周期性边界条件
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抗低速冲击纺织复合材料头盔壳体研究进展 被引量:8
19
作者 檀江涛 蒋高明 +1 位作者 高哲 郑培晓 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期185-193,共9页
为深入了解和提高抗低速冲击纺织复合材料头盔壳体性能,对比分析了纺织复合材料头盔壳体的二维、三维预制件结构特征及其在头盔壳体应用过程中存在的优缺点,介绍了模压法、气囊加压法和真空袋压法3种复合材料头盔壳体成型工艺及其产品特... 为深入了解和提高抗低速冲击纺织复合材料头盔壳体性能,对比分析了纺织复合材料头盔壳体的二维、三维预制件结构特征及其在头盔壳体应用过程中存在的优缺点,介绍了模压法、气囊加压法和真空袋压法3种复合材料头盔壳体成型工艺及其产品特点,并从头盔壳体的抗冲击性能指标、性能测试以及数值模拟3个方面重点总结了纺织复合材料头盔壳体抗冲击性能研究的最新进展;最后在已有研究基础上,针对纺织复合材料抗低速冲击头盔壳体研究的不足,提出可开发一体成形头盔壳体预制件并探究成型工艺对头盔壳体性能的影响,以及重点研究复合材料头盔壳体低速冲击损伤机制。 展开更多
关键词 纺织复合材料 头盔壳体 预制件 抗低速冲击性能 一体成形头盔
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高强铝合金-PTFE纺织复合材料的摩擦磨损性能 被引量:1
20
作者 舒伟才 向定汉 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期55-57,共3页
将PTFE纺织复合材料粘结到高强铝合金背衬上,制备成铝合金-PTFE纺织复合材料。选择航空工业常用的3层复合材料(DU)作对比实验。摩擦磨损实验在摆动实验机上完成,实验条件为:载荷为10—80MPa,摆动频率8次/min,摆角为±30。... 将PTFE纺织复合材料粘结到高强铝合金背衬上,制备成铝合金-PTFE纺织复合材料。选择航空工业常用的3层复合材料(DU)作对比实验。摩擦磨损实验在摆动实验机上完成,实验条件为:载荷为10—80MPa,摆动频率8次/min,摆角为±30。,相对湿度(70±5)%。实验结果证实铝合金-PTFE纺织复合材料的摩擦因数大约0.055,摆动磨损寿命大约2.5万次,均优于DU材料。可见,这种高比强的新型复合材料适用于航空航天工业。 展开更多
关键词 纺织复合材料 聚四氟乙烯 磨损 自润滑轴承
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