岳珠峰
,
邵小军
稀有金属材料与工程
研究了短纤维增强复合材料(MMC)的蠕变损伤和失效的细观机理.采用微胞模型结合有限元软件ABAQUS进行.基体的损伤失效由K-R模型描述,纤维断裂由应力准则控制,它们已分别作为用户子程序编入到ABAQUS中.有限元分析表明,在纤维断裂前损伤主要位于纤维头顶角附近,断裂后集中在纤维断裂面附近.纤维断裂对基体蠕变损伤影响有限,但是断面附近产生很高的应力集中,该应力集中将有助于裂纹在基体中的发展.
关键词:
单胞模型
,
有限元
,
MMC
,
蠕变损伤
,
纤维断裂
,
失效
,
轴应力
张聪
,
信春玲
,
唐可
,
闫宝瑞
,
任峰
,
何亚东
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20141118.005
利用自行设计的浸渍模具,通过拉挤熔融浸渍工艺,定量考察了牵引速度、熔体温度和浸渍辊个数等工艺参数对连续玻璃纤维增强热塑性复合材料复合过程中纤维断裂的影响,旨在通过所建立的纤维断裂数学模型,预测预浸料生产过程中纤维断裂率并描述实验结果.结果表明:模型与实验数据吻合较好,能够为工业化生产提供指导与借鉴;纤维束在模具中拖曳而产生的黏性剪切作用是影响纤维断裂的主要因素,适当减少浸渍辊数及采用低黏度树脂能够显著降低纤维断裂,提高工艺稳定性.
关键词:
纤维断裂
,
熔融浸渍
,
断裂机制
,
连续纤维
,
热塑性复合材料
林兰芬
,
董金祥
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.1999.03.020
注射成型过程中的熔体流动分析、纤维断裂和纤维取向预测紧密相关,并且具有重要的工程应用价值,因此对其进行集成仿真是十分有意义的.本文在分析各自特点的基础上,提出注塑流动、纤维断裂和纤维取向集成仿真模型,可对充填和后充填阶段的可压缩流体的非对称流动,以及由于熔体流动引起的纤维断裂、三维纤维取向行为进行统一建模,并且熔体流动和纤维取向相互耦合.
关键词:
注射成型
,
熔体流动
,
纤维断裂
,
纤维取向
,
仿真
杨宇
,
孙侠生
,
杨胜春
,
沈真
,
柴亚南
复合材料学报
为了研究含冲击损伤复合材料层压板的压缩破坏机制，通过前后表面超声C扫描获得分层损伤在层压板内的分布情况，使用应变片获取层压板两面的应变场，采用声发射观察层压板压缩破坏过程。研究发现：冲击分层损伤在厚度方向上的非对称分布引起层压板内部出现严重的应力集中，致使纤维断裂并最终导致层压板整体破坏；导致含冲击损伤层压板压缩破坏的主要原因为纤维断裂而非分层扩展。
关键词:
冲击损伤
,
破坏机制
,
分层开裂
,
纤维断裂
,
无损检测
李海斌
,
阳建红
,
刘承武
,
张晖
,
邓凯
复合材料学报
结合随机渐进失效分析方法和声发射监测对复合材料单向拉伸试件进行损伤分析.结果表明:随机渐进失效方法能很好地反映复合材料失效的随机性和渐进性特征.受载初期,复合材料失效的随机性特征明显,在整个试件内均有失效产生.随着载荷的增加,损伤不断累积,"随机临界核"形成,复合材料很快失效,且一旦有失效产生,纤维断裂数的增加与声发射事件数的累积具有很好的一致性.比较基体开裂和界面脱粘对复合材料拉伸性能的影响:界面脱粘比基体开裂更容易导致复合材料拉伸性能的下降,当不存在基体开裂和界面脱粘时,纤维断裂呈现"集簇"特征,复合材料断裂的脆性特征较为明显.
关键词:
随机渐进失效
,
声发射
,
复合材料
,
纤维断裂
,
基体开裂
,
脱粘
张丽娇
,
顾轶卓
,
李敏
,
刘洪新
,
张佐光
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2012.07.017
采用基于WND( Wagner-Nairn-Detassis)能量模型的单丝断裂法,测试了5种国产炭纤维、2种国外炭纤维与航空结构用环氧树脂复合体系的界面断裂能,通过SEM,AFM,IR以及XPS等手段分析了7种炭纤维的表面物理化学特性,并研究了炭纤维特性与界面断裂能的关联.结果表明:对于所研究的炭纤维/环氧树脂体系,去除炭纤维表面上浆剂后界面断裂能下降,说明上浆剂可以在一定程度上提高界面的韧性.此外,实验范围内,纤维拉伸强度较高时,测得的界面断裂能较高,炭纤维表面粗糙度较高时,测得界面断裂能较高,说明纤维拉伸性能和表面粗糙度对界面韧性有重要影响,而与这两种因素相比,上浆剂的种类影响相对较小.研究结果为高性能国产炭纤维的研发和炭纤维/树脂匹配性的评价提供了重要的实验数据.
关键词:
炭纤维
,
环氧树脂
,
界面
,
单丝断裂法
,
界面断裂能
王美玲
,
杨斌
材料热处理学报
研究了W纤维/ZrTiCuNiBeNb金属玻璃基复合材料的断裂机制。结果表明：宏观上,随着复合材料中纤维体积分数的增加,复合材料的压缩断裂方式从基体控制的＂自锐性＂断裂向＂增强体撕裂＂方式转变;微观上,复合材料的断裂方式实际上只受到增强体W纤维的控制。在压缩过程中,W纤维除了受到外加应力外,还受到由于扭转弯曲、基体剪切带塞积引起的应力集中等,纤维处于一个复杂的综合应力场,当纤维内部的纤维间介变形足以抵抗这个综合应力场时,纤维处于稳定状态,复合材料中基体的变形切过纤维,复合材料表现出自锐性特征;当纤维内部的纤维间介变形不足以抵抗综合应力场时,纤维失稳,沿间介劈裂,复合材料表现出沿纤维纵向撕裂的特征。
关键词:
金属玻璃
,
复合材料
,
断裂机制
武玉芬
,
张博明
,
张卫方
复合材料学报
以商用碳纤维T300和T800为研究对象,采用聚焦粒子束（FIB）技术精确刻蚀了碳纤维单丝的缺陷,分析了碳纤维单丝的断裂性能。通过单丝拉伸试验获得碳纤维拉伸强度,并利用扫描电镜观察试件的断裂截面,基于镜像方法和Griffith断裂理论获得拉伸强度与镜像半径之间的关系,进而对碳纤维单丝的断裂韧性KⅠC进行了估算。结果表明：采用FIB刻蚀缺陷的方法估算得到的T300碳纤维单丝的KⅠC为1.32MPa.m1/2,与采用试剂溶解方法得到的数据（1.25MPa.m1/2）相比较,两者相差小于10%。
关键词:
碳纤维
,
单丝
,
断裂韧性
,
聚焦粒子束
,
强度-镜像方法
郭玉琴
,
孙民航
,
杨艳
,
汤鹏鹏
材料科学与工程学报
为了揭示不同态碳纤维复合材料(CFRP)在剪切冲裁过程中的变形及断裂行为,优化冲裁工艺方案,利用自主设计的冲裁模具,在CMT5105美特斯微机控制电子万能实验机上完成系列冲裁实验,研究了碳纤维织物层数、树脂膜层数、温度、冲裁速度、冲裁间隙、冲头角度对CFRP断裂行为的影响,并对载荷-位移曲线中出现的单、双峰现象进行了分析.结果表明:碳纤维织物与树脂膜交替舖放的CFRP断裂形式为分层断裂,当试件的厚度较小时,树脂膜易发生撕裂;温度的变化使树脂与碳纤维织物的结合状态改变,对断裂行为影响较大;冲裁速度太高或太低均使断面质量较差;冲裁间隙、冲头角度较小时,材料以剪切断裂为主,断面质量较好.
关键词:
碳纤维复合材料
,
冲裁
,
分层断裂
,
断面质量
郭玉琴
,
杨艳
,
孙民航
,
汤鹏鹏
材料研究学报
针对由环氧树脂膜及增强碳纤维织物交替铺放构成的碳纤维复合材料(CFRP)随温度变化所呈现的干态(室温固态)、软态(玻璃态转化温度区间)、湿态(树脂融熔温度区间)及固态(开始固化温度)特征,使用自主设计的剪切冲裁模具进行系列冲裁实验,分析了多态CFRP材料在不同工艺条件下的垂直剪切断裂行为和特征,并解释了相应的影响机理.结果表明:相对于干态碳纤维织物,干态/固态、软态、湿态CFRP材料在垂直剪切断裂过程中呈现出典型的非线性变形、非连续、分层断裂特性,但是剪切断裂所需的最大载荷依次增大;另外,较小的冲裁间隙和剪切角度、较高的冲裁速度有利于减弱局部纤维束的非连续断裂,使分层断裂更为集中和稳定.
关键词:
复合材料
,
CFRP
,
垂直剪切
,
断裂行为
,
冲裁
