袁守忍
,
曹海建
,
钱坤
,
徐文新
,
李雅
,
臧红
玻璃钢/复合材料
本文以丙纶(PP)长丝、亚麻为原料,通过包缠方式将PP长丝包覆在亚麻表面以形成PP/亚麻包缠纱；分别以PP/亚麻包缠纱为经纬纱,在全自动剑杆织样机上制织三种典型的2.5维(浅交弯联、浅交直联、深角联)机织物,并将该机织物通过热压的方式制成汽车内饰用2.5维机织复合材料,研究不同组织结构对复合材料拉伸性能的影响.结果表明,2.5维机织物的经向拉伸性能表现为深角联＞浅交直联＞浅交弯联,纬向拉伸性能相差不大；2.5维机织复合材料的拉伸性能表现为浅交直联＞浅交弯联＞深角联,纬向拉伸性能相差不大.
关键词:
2.5D机织复合材料
,
浅交弯联
,
浅交直联
,
深角联
,
包缠纱
,
丙纶
,
亚麻
冯古雨
,
曹海建
,
钱坤
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.06.005
借助Pro/Engineer绘图软件,建立三维浅交弯联机织复合材料及弯曲压头的结构模型,进行弯曲性能研究.借助ANSYS Workbench有限元软件,探究复合材料在5mm弯曲位移载荷作用下纤维、树脂和复合材料的应力、应变分布,并对复合材料的破坏模式进行预测.结果表明:三维浅交弯联机织复合材料在弯曲载荷的作用下,试样与上、下压头接触处最容易发生弯曲破坏;三维浅交弯联机织复合材料在承载弯曲载荷时,增强体纤维起到主要承载作用,树脂基体起次要承载作用;在5 mm的弯曲载荷作用下,复合材料的破坏模式主要是树脂的破碎.
关键词:
有限元分析
,
三维机织复合材料
,
浅交弯联
,
弯曲载荷
张建民
,
卢雪峰
,
钱坤
,
曹海建
,
王梦远
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2015.06.022
以碳纤维为原料,设计织造碳纤维体积含量约50％的浅交弯联和深交联两种典型的2.5维(2.5D)机织物,优选基体材料组分和配方,采用溶液浸渍、真空辅助相结合的成型工艺,制备出新型2.5D碳纤维机织物酚醛树脂基摩擦材料.测试了预制体的密度、摩擦材料的孔隙率和密度;研究了摩擦材料弯曲、剪切性能,并分析其细观形态及破坏机理.结果表明:浅交弯联碳布密度为0.79g/cm3,深交联碳布密度为0.84g/cm3;对应的复合材料密度分别为1.44和1.37g/cm3.相同碳纤维体积含量的深交联摩擦材料的孔隙率略大于浅交弯联.在纤维体积含量相同的情况下,相较于浅交弯联摩擦材料,深交联结构具有较大的剪切强度和抗弯强度;而在弯曲载荷作用下,浅交弯联摩擦材料表现为缓慢破坏,具有较好的稳定性.
关键词:
2.5维碳纤维机织物酚醛树脂基摩擦材料
,
浅交弯联
,
深交联
,
结构设计
,
力学性能
冯古雨
,
曹海建
,
钱坤
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.05.005
以2 400 tex的玻璃纤维为原料,在SGA598型三维织机上,采用三维浅交弯联结构制备了一种装甲车体内饰用轻质复合材料预制件.将环氧树脂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,并将复合材料预制件与配制好的树脂体系以质量比为2:1、3:2、1:1、2:3、1:2的比例进行手糊复合成型,制成装甲车体内饰用轻质复合材料.借助Instron 3385H型万能材料试验机对材料的弯曲能进行测试,研究树脂含量对复合材料弯曲性能的影响;并通过扫描电子显微镜(SEM)观察材料的断裂界面,研究材料的弯曲破坏机理.结果表明,三维浅交弯联复合材料具有优异的力学性能,织物与树脂的质量比为1:1时材料的弯曲强度与模量均达到最大值;材料的破坏模式主要为脆性破坏,具体表现为树脂基体的碎裂以及纤维的抽拔及断裂.
关键词:
装甲车内饰
,
浅交弯联
,
环氧树脂
,
聚醚胺
,
弯曲性能
袁守忍
,
曹海建
,
钱坤
玻璃钢/复合材料
本文以64 tex亚麻纤维、33tex丙纶(PP)纤维为原料,在花式捻线机上形成PP包覆亚麻的包缠纱;分别以上述包缠纱作为经纬纱,在SU111型全自动剑杆织样机上制织三种典型2.5维机织物(浅交弯联、浅交直联、深角联),并在Carver热压设备上热压制成2.5维机织复合材料板材.分别选取厚度为1mm、纤维体积含量为48％的上述三种2.5维机织复合材料进行低速冲击性能研究.结果表明,浅交弯联复合材料抗低速冲击时,最大载荷最大,为575.1N,深角联最小,为301.74N;浅交弯联复合材料受低速冲击载荷时,吸收能量最多,达0.816J,深角联吸收能量最小,为0.771J.
关键词:
2.5维机织复合材料
,
低速冲击性能
,
浅交弯联
,
浅交直联
,
深角联
曹海建
,
钱坤
,
盛东晓
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2009.03.004
本文设计了3种典型2.5D机织物组织,制作了满足要求的试验件.对2.5D机织复合材料经、纬向的拉伸、压缩和层间剪切等性能进行了试验研究,获得了该种材料的主要力学性能参数.分析了这几种材料的结构与性能的关系,得到了一些有益的结论.结论表明,2.5D机织复合材料的拉伸、压缩、剪切强度基本取决于其纱线倾角和纤维体积含量;相同层数的2.5D机织复合材料的拉伸、压缩、剪切强度均表现为深交联>浅交直联>浅交弯联.
关键词:
2.5D机织物
,
复合材料
,
力学性能
,
浅交弯联
,
浅交直联
,
深交联
卢雪峰
,
冯古雨
,
曹海建
,
王新月
,
钱坤
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2016.06.025
本文通过绘图软件PRO/E5.O构建了用于拉伸性能研究的三层浅交弯联机织复合材料的数字化结构模型.借助大型有限元分析软件ANSYS Workbench对复合材料在1mm的拉伸变形下复合材料、纤维增强体及树脂基体的拉伸应力、应变分布情况进行模拟、计算,并对1mm拉伸位移下复合材料的破坏行为和破坏机理进行分析.结果表明:复合材料承受拉伸载荷时,纤维增强体起主要承载作用,树脂基体起次要承载作用;平行于拉伸方向的纬纱比垂直于拉伸方向的经纱承受更大的载荷作用;1mm拉伸位移下,复合材料破坏行为主要为纤维拉伸变形、纤维与树脂间脱粘及树脂的破碎.
关键词:
有限元分析
,
三维机织复合材料
,
浅交弯联
,
拉伸载荷
,
破坏模式
冯古雨
,
曹海建
,
王新月
,
钱坤
,
孙洁
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.03.004
借助绘图软件PRO/E构建出用于研究冲击性能的三层三维浅交弯联机织复合材料及冲头的结构模型,并利用有限元软件ANSYS对其力学性能进行模拟分析.分别表征复合材料中纤维、树脂基体的应力应变分布情况,并预测复合材料的冲击破坏形式.结果表明,在准静态冲击载荷的作用下,复合材料在冲头冲击的位置形成贯穿性损伤;纤维表现出较大的冲击应力,树脂基体表现出较大的冲击应变;冲击破坏模式主要为复合材料的变形引起的贯穿性破坏,包括纤维的断裂、树脂的破碎及纤维与树脂间的脱粘.
关键词:
有限元分析
,
三维机织复合材料
,
浅交弯联
,
准静态冲击
