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三维角联锁机织复合材料的制备及其弯曲压缩失效机制 被引量：2
1
作者 李天宇 沈伟 +1 位作者 陈立峰 竺铝涛 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期183-189,共7页
为掌握三维纺织结构复合材料在准静态下的失效机制,以碳纤维角联锁预制体为增强体,环氧树脂为基体,采用树脂传递模塑成型工艺制备三维角联锁机织复合材料,并对试样进行匀速载荷下的三点弯曲和压缩试验。采用X射线计算机断层扫描技术观... 为掌握三维纺织结构复合材料在准静态下的失效机制,以碳纤维角联锁预制体为增强体,环氧树脂为基体,采用树脂传递模塑成型工艺制备三维角联锁机织复合材料,并对试样进行匀速载荷下的三点弯曲和压缩试验。采用X射线计算机断层扫描技术观测材料内部结构的损伤情况,并分析材料的失效机制。结果表明:三维角联锁机织复合材料的弯曲强度达到136.43 MPa,弹性模量接近20 GPa,材料的抗弯曲性能优异;基体开裂、下表面纤维断裂和分层是材料的主要弯曲失效模式;材料沿厚度方向的压缩应力达到266.17 MPa,具有良好的抗压缩性能;当承受压缩载荷时,材料在厚度方向上的主要破坏机制表现为剪切破坏。 展开更多
关键词 角联锁结构 复合材料 角联锁机织复合材料 碳纤维 弯曲性能 压缩性能 失效机制
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单向CF/PA6复合材料性能劣化及老化寿命预测 被引量：1
2
作者 余冰 任天翔 +5 位作者 缪宏超 陈立峰 沈伟 王伟 赵德方 占海华 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期116-122,共7页
利用热压成型工艺制备出碳纤维(CF)/尼龙6(PA6)复合材料单向板,并将复合材料试样置于蒸馏水热水浴中,分别在25,60,80℃下进行不同时间的湿热老化,再对湿热老化后复合材料试样进行吸湿测试、三点弯曲测试、微观形貌表征,探究复合材料的... 利用热压成型工艺制备出碳纤维(CF)/尼龙6(PA6)复合材料单向板,并将复合材料试样置于蒸馏水热水浴中,分别在25,60,80℃下进行不同时间的湿热老化,再对湿热老化后复合材料试样进行吸湿测试、三点弯曲测试、微观形貌表征,探究复合材料的吸湿规律、力学性能劣化规律和微观形貌变化,并对复合材料的长期寿命进行预测。结果发现,复合材料在25,60℃下的吸湿行为基本符合Fick扩散定律,而80℃下在老化最后阶段出现了背离Fick扩散定律现象。复合材料的弯曲强度随老化温度、老化时间的增加呈下降趋势,分别在25,60,80℃下老化120 d后,试样弯曲强度分别下降了22.78%,25.0%,26.25%。但是老化温度、老化时间对弯曲弹性模量无显著影响,且CF与PA6树脂之间的界面黏合性能随着温度、时间的增加逐渐变差。以绍兴2021年平均温度作为服役温度,基于加速老化测试模型和阿伦尼乌斯理论建立了CF/PA6复合材料在服役环境下剩余弯曲强度的预测模型,可预测到1 400 d后,CF/PA6复合材料的弯曲强度保留率在64.8%左右。 展开更多
关键词 CF/PA6复合材料 吸湿行为 弯曲性能 微观形貌 寿命预测
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玻璃纤维复合材料损伤裂纹修复及其性能评价
3
作者 余晓佩 沈伟 +1 位作者 陈立峰 竺铝涛 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期121-127,共7页
玻璃纤维复合材料(GFRP)层合板在服役过程中易产生微裂纹,常规的处理方法很难有效地将树脂预涂液涂覆在损伤层合板表面并覆盖或润湿裂缝,因此制约了GFRP的使用领域。为解决上述问题,通过使用5种不同质量分数的树脂预涂液(RPC)对损伤后... 玻璃纤维复合材料(GFRP)层合板在服役过程中易产生微裂纹,常规的处理方法很难有效地将树脂预涂液涂覆在损伤层合板表面并覆盖或润湿裂缝,因此制约了GFRP的使用领域。为解决上述问题,通过使用5种不同质量分数的树脂预涂液(RPC)对损伤后的层合板进行修复,并与不使用RPC的修复方法作对比,观察并测试了层合板在常温以及60℃下的修复效果,分析其力学性能。结果表明:树脂预涂液对材料的修复有着明显的效果,不同浓度的RPC以及不同的固化温度都会影响修复效果;质量分数为25%RPC的修复效果最好,试样在常温下固化7 d压缩性能恢复了17%,在60℃下压缩性能恢复了26%。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强复合材料 裂纹修复 层间断裂 树脂预涂液 毛细作用
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大型无人机复合材料舵面整体制造技术 被引量：1
4
作者 戈家荣 关国英 +2 位作者 姚子佳 童方强 王博群 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期76-80,共5页
针对大型无人机复合材料舵面整体成型困难的问题,设计了一种金属组合阴模,以及硅橡胶+铝块可拆卸式芯模,采用手工铺贴方式和烘箱固化成型工艺,制备出内、外表观良好的舵面,且工艺稳定、制造简便、成本较低,结果验证了该方法的可行性和... 针对大型无人机复合材料舵面整体成型困难的问题,设计了一种金属组合阴模,以及硅橡胶+铝块可拆卸式芯模,采用手工铺贴方式和烘箱固化成型工艺,制备出内、外表观良好的舵面,且工艺稳定、制造简便、成本较低,结果验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 无人机 复合材料 舵面 整体制造 整体成型 硅橡胶
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基于边界效应模型的玻璃纤维复合材料准脆性断裂性能分析
5
作者 竺铝涛 郝丽 +1 位作者 沈伟 祝成炎 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期75-80,共6页
为解决玻璃纤维复合材料的准脆性断裂问题,基于边界效应模型,引入玻璃纤维复合材料的单层预浸料厚度作为特征复合材料单元建立解析表达式,在三点弯曲条件下测得带有浅表面刮痕试样的峰值载荷,计算得到准脆性断裂参数:抗拉强度和断裂韧... 为解决玻璃纤维复合材料的准脆性断裂问题,基于边界效应模型,引入玻璃纤维复合材料的单层预浸料厚度作为特征复合材料单元建立解析表达式,在三点弯曲条件下测得带有浅表面刮痕试样的峰值载荷,计算得到准脆性断裂参数:抗拉强度和断裂韧性。经正态分布分析后得到断裂参数均值:抗拉强度为169.48 MPa,断裂韧性为20.34 MPa·m^(1/2),在具有95%的可靠性范围内几乎覆盖了全部试验离散点。将试样参数拟合在一起,得到断裂载荷与等效面积的线性拟合曲线,结果表明:使用正态分布法和线性拟合法得到的抗拉强度吻合度较高,二者之间的误差仅为4.95%。 展开更多
关键词 玻璃纤维复合材料 边界效应 抗拉强度 断裂韧性 准脆性断裂性能
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纤维缠绕工艺在复合材料压力容器上的研究进展 被引量：2
6
作者 黄泽升 竺铝涛 +1 位作者 沈伟 陈立峰 《现代纺织技术》 北大核心 2023年第2期230-243,共14页
与金属压力容器相比,采用纤维缠绕工艺制备的复合材料压力容器具有很好的减重效果,改变了氢气、天然气等一次性能源储存和运输原则。首先介绍了网格理论提供了纤维缠绕压力容器壳体设计解决方案;其次指出了非测地线缠绕工艺的研究引领... 与金属压力容器相比,采用纤维缠绕工艺制备的复合材料压力容器具有很好的减重效果,改变了氢气、天然气等一次性能源储存和运输原则。首先介绍了网格理论提供了纤维缠绕压力容器壳体设计解决方案;其次指出了非测地线缠绕工艺的研究引领了对纤维缠绕线型设计的发展;然后对不同缠绕工艺进行对比分析综述出复合材料压力容器在缠绕层成型工艺、缠绕层质量以及缠绕层检测标准3个方面的研究进展;最后总结了目前纤维缠绕工艺在复合材料压力容器上的发展趋势并进行展望。 展开更多
关键词 网格理论 非测地线缠绕 压力容器 湿法缠绕 失效分析
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连续碳纤维热塑性预浸料及其复合材料制备研究进展
7
作者 许恬甜 占海华 +5 位作者 陈立峰 沈伟 杜诚杰 邹专勇 姚江薇 赵德方 《工程塑料应用》 2025年第10期229-236,共8页
综述了国内外连续碳纤维热塑性预浸料及对应的连续碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTPs)制备技术的最新研究进展情况。重点从预浸料制备技术、复合材料成型工艺及界面改性方法三个方向系统梳理了研究成果:介绍了溶液浸渍、熔融浸渍、粉末... 综述了国内外连续碳纤维热塑性预浸料及对应的连续碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTPs)制备技术的最新研究进展情况。重点从预浸料制备技术、复合材料成型工艺及界面改性方法三个方向系统梳理了研究成果:介绍了溶液浸渍、熔融浸渍、粉末浸渍等预浸料制备技术;分析了模压成型、层压成型、缠绕成型等复合材料成型工艺;阐述了等离子体处理、上浆剂改性、纳米粒子改性等界面改性方法。指出采用多技术协同可制备性能更优异的预浸料,选取合适的成型工艺参数并改良成型工艺能提升CFRTPs性能,选用合适的界面改性技术可改善CFRTPs的界面性能。 展开更多
关键词 碳纤维 热塑性预浸料 复合材料 成型工艺 界面改性
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异形零件分型线的自动创建方法 被引量：1
8
作者 戈家荣 王占宇 +1 位作者 蔡万龙 关国英 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第4期98-103,共6页
针对异形零件分型线创建困难的问题,提出了一种自动创建分型线的新方法,该方法基于最大轮廓原则和有限元法,首先在零件表面上创建多条平行的网格线,然后利用VB语言程序在网格线上创建等分点,并使用冒泡法查找到最大轮廓点,再将这些点连... 针对异形零件分型线创建困难的问题,提出了一种自动创建分型线的新方法,该方法基于最大轮廓原则和有限元法,首先在零件表面上创建多条平行的网格线,然后利用VB语言程序在网格线上创建等分点,并使用冒泡法查找到最大轮廓点,再将这些点连成曲线,即为零件的分型线。最后根据该分型线设计模具,并成功进行了零件的制备。结果表明,该方法具有较高的效率和实用性。 展开更多
关键词 异形 分型线 冒泡法 复合材料
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废弃碳纤维预浸料的回收再利用及再生层合板力学性能分析
9
作者 张宇 陈立峰 +1 位作者 沈伟 竺铝涛 《现代纺织技术》 2025年第11期127-135,共9页
为有效解决废弃碳纤维预浸料浪费问题,通过收集、裁剪、分散、铺层以及热压处理等流程,将废弃碳纤维预浸料重新制备成再生层合板,并在层间添加短切碳纤维。通过对制备的再生层合板进行三点弯曲和准静态压缩测试,深入探究了预浸料碎片规... 为有效解决废弃碳纤维预浸料浪费问题,通过收集、裁剪、分散、铺层以及热压处理等流程,将废弃碳纤维预浸料重新制备成再生层合板,并在层间添加短切碳纤维。通过对制备的再生层合板进行三点弯曲和准静态压缩测试,深入探究了预浸料碎片规格和增韧纤维长度对再生层合板力学性能的影响。结果显示:对于未进行增韧的再生层合板,采用较大尺寸预浸料碎片制备的再生层合板力学性能最佳。对于采用短切碳纤维层间增韧的再生层合板,采用6 mm短切碳纤维进行增韧的再生层合板,其弯曲性能最佳;而采用10 mm短切碳纤维增韧的再生层合板,其压缩性能最佳。研究制得的再生层合板展现出了良好的力学性能,不仅可为废弃预浸料的高价值化回收提供可量化的工艺优化路径,同时也可为再生复合材料的结构设计优化提供新思路。 展开更多
关键词 复合材料 废弃预浸料 回收 增韧 力学性能
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氨基化碳纳米管预涂树脂对碳/玻璃层压板修复性能的影响
10
作者 段刘芳卉 陈立峰 +1 位作者 沈伟 竺铝涛 《现代纺织技术》 2025年第11期119-126,共8页
为了修复碳纤维/玻璃纤维复合层合板的裂纹损伤,将氨基化碳纳米管引入树脂预涂技术,研究环氧树脂质量分数与氨基化碳纳米管添加量对修复性能的影响,并基于预涂液性能筛选最佳配比,进一步探讨固化温度和时间的调控机制。结果表明:修复后... 为了修复碳纤维/玻璃纤维复合层合板的裂纹损伤,将氨基化碳纳米管引入树脂预涂技术,研究环氧树脂质量分数与氨基化碳纳米管添加量对修复性能的影响,并基于预涂液性能筛选最佳配比,进一步探讨固化温度和时间的调控机制。结果表明:修复后层合板抗压强度随环氧树脂质量分数增加呈先升后降趋势,当树脂质量分数达30%时,预涂液粘度过高导致性能下降;氨基化碳纳米管的引入显著提升修复效率,其添加量增至3%时抗压强度较未添加组提高21%;优化固化参数后,70℃条件下修复效率达93%,延长固化至60 d时可使抗压强度较8 d提升100%。研究结果显示,掺杂氨基化碳纳米管的树脂预涂液对复合材料修复具有显著增强作用,在航空航天、新能源汽车等领域的部件修复中具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 复合材料修复 树脂预涂层 MWCNTs-NH2桥接 毛细作用
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