冯古雨
,
曹海建
,
钱坤
,
孙洁
,
俞科静
玻璃钢/复合材料
以2400tex的玻璃纤维为原料,在SGA598型三维织机上,织制出三层和六层两种三维浅交弯联机织物作为三维机织复合材料预制体,将两块三层三维浅交弯联机织物层叠在一起以保持两种机织物的纬纱层数一致.将环氧树脂E51与聚醚胺WHR-H023以质量比为3∶1的比例混合后制成树脂基体,采用手糊成型的方式将预制体与树脂基体按照质量比为1∶1的比例复合成型,制备出两种三维浅交弯联机织复合材料.借助Instron 3385H型万能材料试验机对材料的拉伸及弯曲力学性能进行测试;通过实验过程及对破坏断面的观察比较两种复合材料的力学性能.实验结果表明,三维浅交弯联机织复合材料在承受拉伸及弯曲载荷时,主要表现为脆性破坏模式;六层三维浅交弯联机织物作为复合材料的预制体时,该复合材料的弯曲性能和拉伸性能均优于两块三层三维浅交弯联机织物层叠在一起作为增强体的复合材料;且六层机织物可以更好地保护复合材料,提高其使用寿命.
关键词:
三维浅交弯联
,
环氧树脂
,
聚醚胺
,
拉伸性能
,
弯曲性能
,
破坏断面
冯古雨
,
曹海建
,
钱坤
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.011
借助绘图软件PRO/E建立一种三层三维浅交弯联机织复合材料结构细观模型，并借助大型有限元软件ANSYS对该复合材料的弯曲力学性能进行模拟分析.分别将纤维材料定义为玻璃纤维和碳纤维，树脂基体定义为环氧树脂E51.对比在1 kN的弯曲载荷作用下，两种不同类别纤维作为增强体时的复合材料、纤维增强体和树脂基体的应力、应变分布情况，预测复合材料的破坏形式，并与实验结果定性对比.结果表明，玻纤作为增强体时比碳纤维表现出更大的弯曲应力和弯曲应变，更容易发生破坏；1 kN 弯曲载荷作用下复合材料的破坏形式主要为纤维增强体的变形，树脂基体的碎裂以及纤维增强体和树脂基体间的脱粘.
关键词:
纤维类别
,
三维浅交弯联
,
弯曲性能
,
数值模拟
,
碳纤维
,
玻璃纤维
冯古雨
,
曹海建
,
周洪涛
,
钱坤
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.02.005
以2400 tex无捻玻璃纤维粗纱为原料,在SGA598型三维织机上制备出一种三维浅交弯联机织复合材料预制体,使用硅烷偶联剂KH-570作为表面活性剂,采用涂抹、浸泡的方法对预制体进行表面处理以.改善复合材料的界面性能.以环氧树脂E51和固化剂聚醚胺WHR-H023以质量比3∶1的比例组成树脂体系,并将经过表面处理的预制体与树脂基体以质量比1∶1的比例通过手糊的方式复合成型,制得三维浅交弯联机织复合材料.分别借助傅里叶红外光谱仪、原子力显微镜、万能材料试验机、扫描电镜等仪器来测试与验证KH-570对预制体及复合材料的处理效果.结果表明,经过KH-570处理后,预制体表面粗糙度增大、比表面积增加,从而使得纤维与树脂界面结合更加紧密;复合材料的弯曲性能随着KH-570的增加而增强;复合材料主要破坏形式为纤维断裂,纤维在树脂中抽拔现象较少.
关键词:
表面处理
,
三维浅交弯联
,
玻璃纤维
,
环氧树脂
,
界面
,
弯曲性能
