芳纶/高强聚乙烯纤维混杂复合材料低速冲击实验研究 被引量：15

1

作者 孙颖 史宝会 +2 位作者 李涛涛 刘丽敏 陈利 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期709-714,共6页

芳纶/高强聚乙烯纤维混杂复合材料具有灵活的可设计性和较高的减重效率,设计制备了2种层间混杂、2种夹芯混杂和层内混杂共5种混杂结构的芳纶/高强聚乙烯纤维混杂复合材料层板,通过落锤冲击试验研究了混杂结构、高强聚乙烯纤维混杂含量... 芳纶/高强聚乙烯纤维混杂复合材料具有灵活的可设计性和较高的减重效率,设计制备了2种层间混杂、2种夹芯混杂和层内混杂共5种混杂结构的芳纶/高强聚乙烯纤维混杂复合材料层板,通过落锤冲击试验研究了混杂结构、高强聚乙烯纤维混杂含量对其冲击载荷、冲击弹性应变能、冲击损伤形貌等抗冲击性能的影响。结果表明,芳纶/高强聚乙烯纤维混杂复合材料层板载荷峰值均大于2种单一纤维复合材料层板,试样冲击正面与背面均为芳纶纤维的层间混杂层板冲击载荷峰值最大,冲击正面与背面均为高强聚乙烯纤维的混杂层板分层损伤严重;5种混杂结构层板吸收的能量均小于单一纤维层板,而弹性应变能均大于单一纤维层板。在冲击能量相近的情况下,层内混杂层板冲击后损伤面积最小;随着高强聚乙烯纤维混杂含量增加,载荷峰值先增大后减小,当高强聚乙烯纤维混杂含量约为40%时,层间混杂复合材料层板冲击载荷峰值最大。文中进一步分析了混杂复合材料层板的冲击损伤破坏机制,为低速冲击防护产品的研发提供一定设计依据。 展开更多

关键词 芳纶 高强聚乙烯纤维 复合材料 混杂结构 低速冲击性能

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UHMWPE/乙烯基酯2.5D角联锁机织复合材料动态压缩性能实验研究 被引量：5

2

作者 孙颖 王国军 +2 位作者 张典堂 陈利 张明 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期38-42,共5页

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)动态测试系统和岛津材料试验机,对材料厚度方向的压缩性能进行实验研究,得到了三种高应变率(360,710s-1和1120s-1)和准静态下的压缩应力-应变关系,压缩强度和冲击吸能,通过冲击破坏形貌探讨材料的动态压缩... 采用分离式霍普金森压杆(SHPB)动态测试系统和岛津材料试验机,对材料厚度方向的压缩性能进行实验研究,得到了三种高应变率(360,710s-1和1120s-1)和准静态下的压缩应力-应变关系,压缩强度和冲击吸能,通过冲击破坏形貌探讨材料的动态压缩破坏模式和吸能机理。结果表明:UHMWPE/乙烯基酯2.5D角联锁机织复合材料厚度方向的压缩性能是与应变率相关的,其屈服应力、屈服应力下应变和压缩模量对应变率都是敏感的,同时,表现出明显的应变率强化效应;动态压缩下材料的破坏开始于经纱在试样表面的弯曲处,并沿着厚度方向发生剪切断裂;纤维束与树脂的分离和纤维束的剪切破坏是主要的破坏模式,组分材料的弹性吸能和纤维束的剪切断裂吸能是材料的主要吸能机理。 展开更多

关键词 UHMWPE/乙烯基酯 2.5D角联锁机织复合材料 动态压缩 能量吸收 破坏模式

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碳/环氧3D角联锁结构复合材料压缩性能的实验研究 被引量：5

3

作者 杨彩云 刘雍 +1 位作者 陈利 李嘉禄 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期39-42,共4页

碳/环氧3D层-层正交角联锁结构复合材料是很有应用潜力的材料,然而,到目前为止,这种材料的力学性能数据较少,影响了其可靠性的评估。本研究通过测试四种不同结构的角联锁结构复合材料的压缩性能,客观地评价了结构与压缩性能的关系。实... 碳/环氧3D层-层正交角联锁结构复合材料是很有应用潜力的材料,然而,到目前为止,这种材料的力学性能数据较少,影响了其可靠性的评估。本研究通过测试四种不同结构的角联锁结构复合材料的压缩性能,客观地评价了结构与压缩性能的关系。实验结果和分析表明:四种结构的复合材料在相互垂直的经向和纬向均具有较高的压缩强度和压缩模量;经纱密度大的结构其经向压缩强度也大,同样,纬纱密度大的结构其纬向压缩强度也大;呈伸直状态的衬纱对提高其所在方向的压缩模量贡献很大。 展开更多

关键词 结构 3D角联锁结构复合材料 压缩性能 实验研究

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防弹复合材料结构及其防弹机理 被引量：42

4

作者 陈磊 徐志伟 +5 位作者 李嘉禄 张刘飞 陈利 吴晓青 孙颖 陈光伟 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期94-100,共7页

探讨了弹块与防弹复合材料的作用机理,分析弹块在侵彻过程中复合材料吸能方式和破坏模式的变化,提出了防弹复合材料的结构设计概念。分别研究了单根纤维性能、织物结构、树脂性能、基体含量和复合材料界面粘接强度等因素对防弹性能的影... 探讨了弹块与防弹复合材料的作用机理,分析弹块在侵彻过程中复合材料吸能方式和破坏模式的变化,提出了防弹复合材料的结构设计概念。分别研究了单根纤维性能、织物结构、树脂性能、基体含量和复合材料界面粘接强度等因素对防弹性能的影响,并指出目前存在的不足,以期为今后防弹复合材料的结构设计提供借鉴。 展开更多

关键词 防弹复合材料 结构设计 破坏模式 织物结构 界面

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多层多向织物复合材料力学性能分析 被引量：3

5

作者 张一帆 马明 陈利 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期31-34,共4页

基于多层多向织物复合材料的细观结构,将多层多向复合材料中不同走向的纤维束看作单向复合材料,将具有不同材料主分的单向复合材料的刚度矩阵通过体积平均得到单层复合材料的刚度矩阵,再基于层合板理论通过各单层复合材料刚度得到多层... 基于多层多向织物复合材料的细观结构,将多层多向复合材料中不同走向的纤维束看作单向复合材料,将具有不同材料主分的单向复合材料的刚度矩阵通过体积平均得到单层复合材料的刚度矩阵,再基于层合板理论通过各单层复合材料刚度得到多层多向立体织物复合材料的总体刚度矩阵,从而得到其工程弹性常数。基于所得的复合材料总体刚度矩阵,利用ANSYS对多层多向复合材料和层合复合材料的变形进行了模拟。通过对比模拟结果发现,多层多向复合材料具有更好的面内性能,多层多向复合材料的最大应力值约为层合复合材料的1/2。 展开更多

关键词 多层多向立体织物 层合板理论 剪切性能

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三维角联锁结构复合材料的力学模型 被引量：2

6

作者 杨彩云 田玲玲 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期76-79,共4页

基于等应力、等应变和文中提出的其它3个不同的组合力学模型,采用取向平均法,对4种不同结构的三维角联锁结构复合材料的工程弹性模量进行了预测。理论预测与实测结果的对比表明,组合力学模型更适用于预测三维角联锁结构复合材料的工程... 基于等应力、等应变和文中提出的其它3个不同的组合力学模型,采用取向平均法,对4种不同结构的三维角联锁结构复合材料的工程弹性模量进行了预测。理论预测与实测结果的对比表明,组合力学模型更适用于预测三维角联锁结构复合材料的工程弹性模量;一种组合力学模型适用于预测一种三维角联锁结构复合材料的工程弹性模量,而且即使对同一种角联锁结构材料而言,沿不同方向的工程弹性模量也应选用不同的组合力学模型来预测。 展开更多

关键词 三维角联锁结构 复合材料 力学模型 性能预测

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三维角联锁结构复合材料弹性性能的细观设计探讨 被引量：1

7

作者 杨彩云 田玲玲 刘雍 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期3-7,11,共6页

基于对三维角联锁结构复合材料真实细观结构的图像分析,建立了几何分析模型,在该模型中假设经纱的横截面呈矩形,纬纱的横截面呈凸透镜形,并运用刚度平均原理,推导出了以角联锁结构复合材料预制件的7个宏观设计参数和纤维、树脂的弹性性... 基于对三维角联锁结构复合材料真实细观结构的图像分析,建立了几何分析模型,在该模型中假设经纱的横截面呈矩形,纬纱的横截面呈凸透镜形,并运用刚度平均原理,推导出了以角联锁结构复合材料预制件的7个宏观设计参数和纤维、树脂的弹性性能指标为参数变量的弹性性能计算公式,在此基础上编制了能提供三种选择的计算机预测软件,即选择组织结构、力学模型和任意一个偏轴角,从而初步实现了角联锁结构复合材料弹性性能的细观设计。实验结果表明,依据本研究提出的几何分析模型并采用刚度平均理论预测的等效工程弹性常数与实际测得的值之间总体趋势相同,数据基本相符。 展开更多

关键词 三维角联锁结构 复合材料 弹性性能 细观设计

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碳纤维表面涂层对碳纤维增强锂铝硅玻璃陶瓷复合材料热导率的影响 被引量：2

8

作者 于长清 陈利 裴雨辰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期101-105,共5页

通过溶胶浸渍的方法在碳纤维表面涂覆锂硅溶胶,在高温热处理后,在碳纤维表面形成了二阶和四阶石墨插层化合物。采用涂层处理后碳纤维制备碳纤维增强锂铝硅(Cf/LAS)玻璃陶瓷复合材料。结果表明,碳纤维表面石墨插层化合物的形成,显著提高... 通过溶胶浸渍的方法在碳纤维表面涂覆锂硅溶胶,在高温热处理后,在碳纤维表面形成了二阶和四阶石墨插层化合物。采用涂层处理后碳纤维制备碳纤维增强锂铝硅(Cf/LAS)玻璃陶瓷复合材料。结果表明,碳纤维表面石墨插层化合物的形成,显著提高了Cf/LAS复合材料的热传导能力,提高热压烧结温度有利于热导率的提高。碳纤维表面无涂层处理的Cf/LAS复合材料的热导率在1.1~1.3W/(m·K)之间,碳纤维表面经过涂层处理后,Cf/LAS复合材料的热导率从1.3W/(m·K)提高到2.2W/(m·K),提高了70%。 展开更多

关键词 碳纤维 锂铝硅 玻璃陶瓷复合材料 热导率

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三维纺织增强材料及其在航空航天领域的应用 被引量：37

9

作者 陈利 赵世博 王心淼 《纺织导报》 CAS 2018年第S1期80-87,共8页

三维纺织增强材料采用立体纺织技术织造而成,是高性能复合材料的结构增强骨架,具有近体仿形成型的优点,在航空航天领域有着广泛的应用。不同的立体纺织方法获得的三维纺织增强材料具有不同的结构特征和性能特性,主要有编织、机织、针织... 三维纺织增强材料采用立体纺织技术织造而成,是高性能复合材料的结构增强骨架,具有近体仿形成型的优点,在航空航天领域有着广泛的应用。不同的立体纺织方法获得的三维纺织增强材料具有不同的结构特征和性能特性,主要有编织、机织、针织、针刺等立体纺织结构形式。文章介绍了三维纺织增强材料的工艺方法和结构特征,分析了立体纺织技术的研究现状与进展,总结了三维纺织增强材料在航空航天复合材料中的应用,提出了三维纺织增强材料需要重点研究和解决的关键问题。 展开更多

关键词 三维纺织增强体 立体纺织成形技术 结构 性能 航空航天复合材料

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高性能纤维预成形体的研究进展 被引量：22

10

作者 陈利 孙颖 马明 《中国材料进展》 CAS CSCD 2012年第10期21-29,20,共9页

高性能纤维预成形体是先进复合材料的增强结构相。各种方式获得的纤维预成形体在复合材料成形工艺过程中起着十分重要的作用,影响着复合材料的成形和基体材料的浸渗,同时决定了复合材料制品的最终性能。从纤维预成形体的制备技术角度出... 高性能纤维预成形体是先进复合材料的增强结构相。各种方式获得的纤维预成形体在复合材料成形工艺过程中起着十分重要的作用,影响着复合材料的成形和基体材料的浸渗,同时决定了复合材料制品的最终性能。从纤维预成形体的制备技术角度出发,介绍了机织、编织、针织、非织造等纤维预成形体的成形方法、结构特性,分析总结了各种纤维预成形体的研究现状和进展,提出高性能纤维预成型体需要进一步研究解决的关键问题。 展开更多

关键词 纤维预成形体 机织 编织 针织 非织造

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平纹织物三维细观几何模型和织物防弹实验的有限元模拟 被引量：7

11

作者 王东宁 李嘉禄 焦亚男 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期69-74,78,共7页

建立了平纹织物的三维细观几何模型,利用LS-DYNA有限元软件模拟了弹丸冲击的条件下,单层芳纶织物的响应过程。模型的几何形状参考了平纹织物的截面显微镜照片,使建立的模型更加准确,更接近平纹织物真实的结构。纱线模型选用正交各向异... 建立了平纹织物的三维细观几何模型,利用LS-DYNA有限元软件模拟了弹丸冲击的条件下,单层芳纶织物的响应过程。模型的几何形状参考了平纹织物的截面显微镜照片,使建立的模型更加准确,更接近平纹织物真实的结构。纱线模型选用正交各向异性材料,材料参数和失效条件均参考真实的Kevlar织物,并考虑纱线和纱线之间以及纱线和弹丸之间的摩擦。模拟中,通过设定弹丸的撞击速率Vs,得到剩余速率Vr,并由此计算单层织物的弹道极限速率V50。结果表明:织物的变形过程和失效形式在模拟中得到细致的显现,模拟所得结果V50和织物的失效形式与实验结果的一致程度较好。 展开更多

关键词 织物 三维细观模型 防弹 有限元模拟 弹道极限

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热密封件用三维编织物压缩性能试验研究 被引量：5

12

作者 焦亚男 仇普霞 +1 位作者 方鹏 李静 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期865-869,876,共6页

针对热密封件的使用特性,引入了新型三维编织结构热密封件。采用单向压缩和循环压缩方法,对三维四向、三维五向编织结构热密封件进行了室温压缩试验。试验结果表明,三维编织结构热密封件具有良好的可压缩性,在循环压缩时,表现出良好的... 针对热密封件的使用特性,引入了新型三维编织结构热密封件。采用单向压缩和循环压缩方法,对三维四向、三维五向编织结构热密封件进行了室温压缩试验。试验结果表明,三维编织结构热密封件具有良好的可压缩性,在循环压缩时,表现出良好的压缩回弹性。在试验的基础上,分析了该类三维编织结构热密封件循环压缩峰值载荷和载荷保持率随编织工艺参数的变化规律。通过减少纱线细度或增大编织角,有利于提高材料的压缩性能。此外,三维五向编织结构热密封件的压缩回弹性能高于三维四向编织结构热密封件。 展开更多

关键词 热密封件 三维编织结构 压缩性能 回弹率

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针织轴向织物在产业用纺织领域的开发应用 被引量：3

13

作者 刘梁森 邱冠雄 《针织工业》 2009年第12期1-4,共4页

简要介绍了针织轴向织物的结构特点。阐述了高性能纤维材料在针织轴向织物上的应用,经编轴向织物的开发与应用和纬编轴向织物的开发现状。详细介绍了针织轴向织物与传统增强梭织物的比较,指出了针织轴向织物在产业用纺织品开发中的广阔... 简要介绍了针织轴向织物的结构特点。阐述了高性能纤维材料在针织轴向织物上的应用,经编轴向织物的开发与应用和纬编轴向织物的开发现状。详细介绍了针织轴向织物与传统增强梭织物的比较,指出了针织轴向织物在产业用纺织品开发中的广阔前景,以及天津工业大学在纬编轴向织物的生产设备的改造和织物开发的具体情况。 展开更多

关键词 经编轴向织物 纬编轴向织物 双轴向结构 多轴向结构 风电叶片 复合材料

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氧化石墨烯增强的骨仿生静电纺左旋聚乳酸纳米纤维支架的制备及表征 被引量：4

14

作者 邵伟力 桑锋 +3 位作者 何书杰 钱洁玉 李强 王倩 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期535-539,555,共6页

利用静电纺丝技术制备了左旋聚乳酸/氧化石墨烯(PLLA/GO)复合纳米纤维毡。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、孔隙率测试、傅里叶红外光谱分析(FTIR)以及拉伸测试分别对PLLA/GO纳米纤维的形貌结构、孔隙率及力学性能进行... 利用静电纺丝技术制备了左旋聚乳酸/氧化石墨烯(PLLA/GO)复合纳米纤维毡。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、孔隙率测试、傅里叶红外光谱分析(FTIR)以及拉伸测试分别对PLLA/GO纳米纤维的形貌结构、孔隙率及力学性能进行了研究。将小鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)种植在TSF/PLLA纳米纤维上,通过荧光显微镜分析和碱性磷酸酶(ALP)测试、SEM观察细胞在材料表面的生长以及矿物沉积情况评价复合纳米纤维的生物学性能。结果表明,与纯的PLLA静电纺纳米纤维支架相比,PLLA/GO复合纳米纤维支架的纤维直径显著减小,孔隙率增大,力学性能明显得到改善,拉伸强度和杨氏模量均高于纯PLLA纳米纤维支架将近3倍,而且能够更好地促进MSCs的粘附、增殖和分化。 展开更多

关键词 聚左旋乳酸 氧化石墨烯 力学性能 生物学性能

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电子束辐照对碳纳米管结构及性能的影响 被引量：1

15

作者 徐志伟 郭启微 +3 位作者 王晓生 吴宁 吴晓青 陈利 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期92-97,共6页

对近年来电子束辐照碳纳米管(CNTs)的研究进展进行了评述,重点阐述了电子束辐照对CNTs的结构缺陷、管径、力学性能、电性能和场发射性能的影响,探讨了电子束辐照技术在CNTs切割和焊接方面的独特优势,并对辐照温度和入射电子能等条件对C... 对近年来电子束辐照碳纳米管(CNTs)的研究进展进行了评述,重点阐述了电子束辐照对CNTs的结构缺陷、管径、力学性能、电性能和场发射性能的影响,探讨了电子束辐照技术在CNTs切割和焊接方面的独特优势,并对辐照温度和入射电子能等条件对CNTs辐照效果的影响进行了分析。可以预期,采用电子束辐照处理CNTs仍将是未来一段时间研究的热点之一。 展开更多

关键词 电子束辐照 碳纳米管 结构缺陷 力学性能 电性能

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