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利用钛酸酯类偶联剂NDZ101、NDZ401和硅烷类偶联剂KH550、KH570对碱式硫酸镁晶须进行处理,研究了几种偶联剂及其加入比例对晶须填充不饱和聚酯树脂(UP)浇铸体力学性能的影响,并结合应力-应变曲线和SEM的图片,对试验结果进行了讨论.实验结果表明,采用偶联剂处理晶须可改善其填充UP树脂浇注体的拉伸强度、拉伸模量、弯曲模量和冲击强度.其中,采用2%KH570进行处理,拉伸强度改善幅度最高,可提高47.54%;采用3%NDZ101进行处理,拉伸模量和弯曲模量均获得最大幅度的提高,分别为65.99%和69.33%;而采用4%KH550进行处理,却可最大幅度地提高冲击强度,为29.21%.对弯曲强度而言,偶联剂处理总体上对其影响效果不如其它的力学性能那样明显.相对而言,硅烷类偶联剂的效果优于钛酸酯类的偶联剂.加入4%KH570和5%KH550时获得的弯曲强度最大,分别为54.43MPa和53.19MPa,较未处理的浇铸体弯曲强度分别提高了25.10%和22.25%,而采用NDZ101或NDZ401,弯曲强度值却基本上都下降.碱式硫酸镁晶须填充UP树脂浇铸体的断裂属于脆性断裂.

关键词: 碱式硫酸镁晶须 , UP树脂 , 拉伸强度 , 拉伸模量 , 弯曲强度 , 弯曲模量 , 冲击强度

X-cor夹层结构拉伸模量有限元分析

党旭丹 , 卫萌 , 肖军

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2012.06.018

通过分析X-cor夹层结构中Z-pin端部的细观结构,提出Z-pin端部树脂区椭圆形态的基本假设并建立X-cor夹层结构拉伸模量的有限元模型,利用大型有限元软件ANSYS对其拉伸模量进行了数值计算.研究了Z pin植入角度、直径和密度的改变对X cor夹层结构拉伸模量的影响.结果表明:X-cor夹层结构的拉伸模量随Z-pin植入角度增加而减小,随Z-pin直径和密度增加而增加.通过有限元模型的计算,得到了X-cor夹层结构参数对其拉伸模量的影响规律,数值计算结果误差范围是±10％,验证了所提的有限元模型的合理性,说明该模型可用于预测其拉伸模量.

关键词: X-cor夹层结构 , Z-pin , 拉伸模量 , 有限元

考虑纤维方向分布的玻纤增强PP复合材料拉伸性能

秦计生 , 彭雄奇 , 申杰 , 郭庆

复合材料学报

纤维方向及其分布对玻纤增强PP复合材料的力学特性具有至为关键的影响.提出了一种快速获取纤维数量及每根纤维方向的方法.通过引入方向张量,利用Moldflow软件进行玻纤增强PP树脂注塑成型模拟获得纤维方向的平均分布,结合显微方法观察判断特定点的纤维沿厚度方向的分层情况及定量判断纤维方向的分布.对轿车玻璃纤维增强注塑仪表板的纤维方向相对一致处取与纤维方向呈0°、45°、90°的样条,通过拉伸实验测得拉伸模量,利用所提出的方法研究了仪表板内玻纤方向的分布及其对拉伸模量的影响.研究结果表明:玻纤增强注塑仪表板的力学性能是各向异性的,其沿厚度方向纤维按方向大致可分为三层.

关键词: 玻纤增强 , 汽车仪表板 , 拉伸模量 , 方向张量 , 各向异性

双罗纹衬纬纬编针织物增强复合材料的拉伸性能

马晓红 , 秦志刚

玻璃钢/复合材料

在电脑横机上使用玻璃纤维编织了三种双罗纹衬纬纬编针织物,以玻璃纤维针织物作为增强体,采用手糊工艺与环氧树脂复合制备了复合材料板材,在万能强力机上测试了复合材料试样的拉伸性能.结果表明,双罗纹衬纬纬编针织物增强复合材料在横向拉伸时的应力应变曲线呈现近似线性,纵向拉伸具有明显的屈服现象,横向拉伸断裂强度和模量最高,斜向次之,纵向最低;拉伸应变沿横列方向最小,拉伸性能各向异性明显;复合材料拉伸性能与增强织物结构、密度和纤维体积分数有关.

关键词: 纬编针织物 , 衬纬 , 复合材料 , 拉伸强度 , 拉伸模量

二维二轴编织铺层复合材料细观几何模型及拉伸模量的一种计算方法

柯常宜 , 覃小红 , 阎建华

玻璃钢/复合材料

建立了一套工程实用的二维二轴2×2编织结构的单层和多层的细观几何模型及拉伸模量的计算方法,分析复合材料的细观结构特征,考虑了编织纱束的实际横截面形态和屈曲起伏,还有实际编织工艺和成型固化,提出了单层和多层结构复合材料的细观几何模型,基于细观分析,建立了单层和多层二维二轴编织铺层复合材料等效力学模型和拉伸模量的计算方法,最终计算数值结果趋势上与实际情况一致,在具体数值上吻合度很好,表明该方法实际有效可行.结论表明,建立的细观几何模型能很好地表达单层和多层二维二轴2×2编织复合材料的结构特征,等效力学模型能够很好地反映复合材料的拉伸行为,建立的拉伸模量预测方法能够很好地导出拉伸模量.

关键词: 二维二轴编织 , 细观几何模型 , 等效力学模型 , 拉伸模量

竹束杨木单板复合板偏轴拉伸力学性能研究

李海栋 , 陈复明 , 程海涛 , 王戈

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.18.033

为了研究结构用板材——竹束杨木复合板在偏轴拉伸条件下的性能,采用与主纤维方向成0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°共7种角度试样进行拉伸试验,得到7组试验的破坏模式、荷载-位移曲线、拉伸模量和强度.基于Hankinsion公式和Transformation law公式分析了竹束杨木复合板的偏轴模量,基于Hankinsion公式、最大应力(Maximum stress)理论、蔡-希尔(Tsai-Hill)强度理论和双曲线(Hyperbolic)公式对复合板材的拉伸强度进行分析.结果表明:竹束杨木复合板在偏轴拉伸情况下,主要出现纤维拉断破坏、剪切破坏和横纹拉伸破坏3种破坏模式.竹束杨木复合板的偏轴模量和偏轴强度均在45°时最低.Hankinsion公式和Transformation law公式均在不同程度上高估了竹束杨木复合板的偏轴拉伸模量,最大应力理论和Tsai-Hill强度理论在一定程度上能够预测这类板材的强度,但存在一定的差异,而改进的Hankinsion公式更能准确地预测竹束杨木复合板的偏轴拉伸模量和强度.

关键词: 竹束杨木复合板 , 偏轴拉伸 , 拉伸模量 , 拉伸强度