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预定型机织物剪切变形实验研究

张一帆 , 陈利 , 孙绯 , 孙颖 , , 唐邦铭 , 梁子青

复合材料学报

在改进像框实验的基础上,对斜纹和缎纹预定型碳纤维织物的剪切性能进行了实验观察.研究发现,预定型机织物的剪切机制与织物剪切相似.根据实验结果,从定型剂的浓度和织物结构分析了预定型织物的剪切性能.随着定型剂浓度提高,织物的折皱角越大,织物剪切性能越差;与预定型斜纹织物相比,预定型缎纹织物相对较容易成型,剪切载荷较小.利用立式显微镜观察剪切过程中纱线宽度的变化,拟合得到了宽度变化方程,建立预定型机织物的折皱角模型,预测结果与实验结果误差在2°内,证明了该模型的有效性.

关键词: 像框实验 , 预定型碳纤维织物 , 剪切变形 , 定型剂 , 锁紧角 , 折皱角

预定型平纹织物的剪切模型

陈利 , 张一帆 , 孙绯 , 孙颖 , , 唐邦铭 , 梁子青

复合材料学报

预定型织物是一种用于纺织复合材料液态成型的新型材料,可以提高复合材料构件的形状精度和尺寸精度.由于织物中存在定型剂,使织物材料的性能发牛改变.基于像框剪切试验,建立预定型平纹织物剪切变形的理论模型.与干态织物相比,重点分析了预定型织物中纱线的弯曲刚度和纱线摩擦系数的变化对剪切性能的影响;同时模型中考虑了剪切过程中纱线轴向力的变化对剪切性能的影响.另外,利用立式显微镜观察了在纱线挤压阶段纱线宽度变化的规律,考虑了定型剂和织物结构对纱线宽度变化的影响.根据平衡方程得到预定型平纹织物的剪切模型,通过与试验结果比较,该模型可以较好地预测预定型平纹织物的剪切变形性能.

关键词: 像框试验 , 平纹预定型碳纤维织物 , 纱线轴向力 , 剪切变形 , 摩擦 , 挤压

织物预成型体的可压缩性研究

梁子青 , 唐邦铭 , , 益小苏

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.06.002

研究了预定型织物在压实阶段的可压缩性,涉及压缩过程中纤维体积含量的变化特点.结果表明,预定型织物对压缩载荷的响应方式与织物层数及定型剂含量有关,织物层数的增加,相同载荷作用下易于获得较高的纤维体积含量;预定型处理降低了织物的可压缩性,随定型剂含量的增加,最终获得的纤维体积含量表现出下降的趋势;在实验施加的压缩载荷作用下,预定型织物的压实后纤维体积含量趋于一致,与压缩织物的层数关系不明显,但仍然受定型剂含量影响.

关键词: 预成型体 , 预定型 , 可压缩性 , 液态成型

复合材料层压板的变形:树脂基体、增强纤维与非对称正交铺层变形的关系

, 益小苏 , 唐邦铭 , 张子龙 , 安学锋

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2010.01.006

主要研究了复合材料层压板的变形情况.分别选取环氧、苯并噁嗪为基体,以特定型号的预浸料为材料,选取不对称铺层[0/0/90/90]条件,用ANSYS软件模拟复合材料层压板变形情况,与实际不对称层合板变形情况对比,分析树脂基体、增强纤维和非对称铺层与复合材料变形之间的关系.结果表明,不同的树脂基体材料和不同的铺层设计对非对称正交铺层复合材料层压板的变形情况有影响.

关键词: 复合材料层压板 , 变形 , 树脂基体 , 增强纤维 , 非对称正交铺层

定型剂与树脂基体相容性的研究

梁子青 , 唐邦铭 , , 益小苏

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2005.04.004

测试了定型剂在RTM树脂中的溶解性能.研究了定型剂含量对树脂浇铸体弯曲强度、弯曲模量、冲击强度及玻璃化转变温度Tg的影响.结果表明,工艺用量的定型剂对树脂浇铸体不会产生劣化作用.

关键词: 定型剂 , 预定型技术 , RTM树脂 , 相容性

RTM改性苯并噁嗪树脂及复合材料性能研究

, 益小苏

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z1.077

研究了RTM改性苯并噁嗪树脂及复合材料性能.用DMA研究RTM改性苯并噁嗪树脂体系的储能模量、损耗模量和玻璃化转变温度;用流变仪研究黏度特性;用TGA和TGA微分曲线研究热分解性能;并研究了RTM改性苯并噁嗪树脂及复合材料的力学性能.结果表明:RTM改性苯并噁嗪树脂体系的玻璃化转变温度是206℃;至少有400min的低黏度(η≤0.5Pa.s)时间作为工艺开放期;在氮气气氛下,RTM苯并噁嗪树脂体系热失重分两个主要阶段,在375℃时发生5%热失重,800℃残碳率是45.2%;RTM苯并噁嗪树脂基体拉伸强度72.4MPa,拉伸模量5.07GPa,弯曲强度173MPa,弯曲模量4.6GPa;碳纤维增强RTM苯并噁嗪树脂基复合材料的常规力学性能优异.

关键词: RTM , 改性苯并噁嗪树脂 , 复合材料 , 性能

对甲基苯乙烯阳离子聚合研究

程斌 , 马育红 , , 武冠英

高分子材料科学与工程

采用PECl/SnCl4/CH2Cl2/Bu4N+Br-/-15 ℃体系进行了对甲基苯乙烯阳离子聚合.分别研究了Bu4N+Br-浓度、溶剂极性和单体浓度等对聚合的影响,结果表明:对甲基苯乙烯聚合速度非常快,5 min即能完成反应;溶剂极性对聚合速度影响较大,溶剂极性降低,反应速度减慢.在纯的非极性溶剂中,聚合物为多峰分布;在纯CH2Cl2中,Bu4N+Br-用量从0.005 mol/L到0.05 mol/L对对甲基苯乙烯的聚合无影响.在极性较低的体系中,Bu4N+Br-对聚合影响很明显,聚合速度显著降低,相对分子质量分布变窄;在本聚合体系中都存在着一定程度向单体的链转移,不是活性聚合.

关键词: 阳离子聚合 , 对甲基苯乙烯 , 聚对甲基苯乙烯

单向苎麻纤维增强酚醛树脂复合材料性能的研究

刘燕峰 , 包建文 , , 益小苏

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.6.012

制备了基于Cycom6070酚醛树脂的单向苎麻纤维增强复合材料,并研究了树脂、纤维及复合材料的热性能和力学性能.研究表明:将Cycom6070酚醛树脂在100℃固化1h,树脂的最低熔体黏度由0.1Pa·s变为3.6 Pa·s,适合预浸料的制备;由热失重曲线(TGA)可知:当温度升到200℃时,苎麻纤维失重约为8%;当温度升至200℃以上时,失重非常明显.经过偶联处理的苎麻纤维增强复合材料MU-62%的力学性能,均优于没有经过表面处理的纤维增强复合材料GU-62%的力学性能.电镜照片显示,纤维表面经过偶联处理后,很好地提高了复合材料中树脂和纤维界面的相容性.

关键词: 苎麻纤维 , 复合材料 , 偶联处理

工艺因素对RFI复合材料渗透成型影响的试验研究

唐邦铭 , 梁子青 , 安学锋 , , 张明 , 益小苏

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2008.03.013

采用模拟试验的方法研究了复合材料树脂膜渗透成型(Resin Film Infusion RFI)过程中树脂粘度及压力对渗透高度及浸渍质量的影响.实验结果表明,总体上树脂的粘度提高,复合材料的渗透浸渍高度下降.成型压力则对不同粘度体系及增强材料预处理情况有不同的结果,一方面提高树脂渗透驱动力,另一方面压实纤维床从而降低渗透率.但压力的提高总是有利于提高渗透浸渍质量,减少孔隙率.分析认为压力影响渗透高度的实质是渗透压力变化及纤维床的压实两种因素的共同作用结果.

关键词: 复合材料 , 树脂膜渗透成形 , 树脂粘度 , 成型压力 , 渗透高度

固化温度对苎麻纤维增强复合材料性能的影响

刘燕峰 , 包建文 , , 益小苏

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2012.2.009

研究了固化温度对苎麻纤维增强复合材料力学性能的影响,同时对比研究了平纹苎麻织物、单向苎麻纤维和单向玻璃纤维增强复合材料的力学性能.结果表明:环氧树脂3233分别在120℃,140℃和l80℃固化2h后,其拉伸性能和弯曲性能没有明显的变化;而基于环氧树脂3233的苎麻纤维增强复合材料在120℃和l40℃固化2h后力学性能相当,但是在180℃固化2h后,强度明显减小,模量变化不大;单向苎麻纤维增强复合材料的力学性能要远远大于平纹苎麻织物增强复合材料的力学性能,如单向苎麻复合材料uRamie-3233-120的压缩强度和压缩模量分别为154.0 MPa和35.6 GPa,而苎麻织物增强复合材料fRamie-3233-120分别为95.0 MPa和9.2 GPa;玻璃纤维增强复合材料的强度也会高明显高于苎麻纤维增强复合材料的强度.

关键词: 苎麻纤维 , 玻璃纤维 , 复合材料

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