天然纖維資源豐富、綠色環(huán)保、生物可降解等優(yōu)點(diǎn)吸引了人們的關(guān)注,點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以同時實(shí)現(xiàn)材料設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與功能性設(shè)計(jì)。將材料設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合,以菠蘿葉纖維和玻璃纖維作為增強(qiáng)材料,以酚醛樹脂和改性的環(huán)氧樹脂為基體材料,設(shè)計(jì)了3種不同夾芯組坯方式的點(diǎn)陣圓筒結(jié)構(gòu),菠蘿葉纖維層用P代替,玻璃纖維層用G代替,則3種結(jié)構(gòu)為（PG）_n、PGP和GPG結(jié)構(gòu),并探索了3種圓筒結(jié)構(gòu)的制備工藝;通過軸向壓縮試驗(yàn),分析了3種結(jié)構(gòu)的平壓性能。結(jié)果表明,纖維纏繞工藝簡單可操作;（PG）_n、PGP和GPG夾芯點(diǎn)陣圓筒的破壞部位發(fā)生在肋條交叉附近的環(huán)向與螺旋向肋條;從結(jié)構(gòu)的抗壓角度出發(fā),相比于結(jié)構(gòu)PGP和GPG,結(jié)構(gòu)（PG）_n不具備優(yōu)勢條件;從輕質(zhì)高強(qiáng)角度出發(fā),PGP夾芯點(diǎn)陣圓筒的性能最好,GPG結(jié)構(gòu)次之,（PG）_n最差;夾芯點(diǎn)陣圓筒可以作為建筑材料使用。 

【文章來源】：西北林學(xué)院學(xué)報(bào). 2017,32(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖１肋條的組坯方式

的木模制備［１９］，具體參數(shù)則參考設(shè)計(jì)的圓筒的參數(shù)，如圖４所示。制備好木模后，通過液態(tài)硅橡膠的稱量、排氣泡、木模涂抹硅油、將液態(tài)硅橡膠倒入木模、加熱固化、脫模成型制備硅橡膠模，其詳細(xì)細(xì)節(jié)可參考張昌天的工藝［１９］，本文排氣泡采用真空干燥箱，常溫下，壓力設(shè)置為０．１ＭＰａ，時間為２ｈ。液態(tài)硅橡膠的硫化工藝流程為在３０℃的條件下加熱２ｈ，之后升溫到８０℃，時間持續(xù)１．５ｈ，制成的硅橡膠模如圖５所示。圖２菠蘿葉纖維原料Ｆｉｇ．２Ｐｉｎｅａｐｐｌｅｌｅａｆｆｉｂｅｒｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ圖３預(yù)處理后的菠蘿葉纖維絲束Ｆｉｇ．３Ｐｉｎｅａｐｐｌｅｌｅａｆｆｉｂｅｒｂｕｎｄｌｅａｆｔｅｒｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ１．３．３點(diǎn)陣圓筒制備工藝點(diǎn)陣圓筒結(jié)構(gòu)的制備采用纏繞工藝［３０］。首先用丙酮清洗硅橡膠模具，將脫模劑—硅油涂抹在硅橡膠模上，之后將硅橡膠模固定在一個圓筒形的金屬芯模上，然后將纖維浸漬樹脂基體，菠蘿葉纖維和玻璃纖維分別浸漬酚醛樹脂和改性的環(huán)氧樹脂，之后進(jìn)行纖維纏繞，纖維纏繞先進(jìn)行環(huán)向纏繞，之后進(jìn)行螺旋向纏繞，直到纏繞填滿硅橡膠模凹槽，之后將其用鐵皮包裹壓實(shí)，放入真空干燥箱中進(jìn)行固化，固化溫度為１５０℃，固化時間為３．５ｈ，最后脫模即可制得點(diǎn)陣圓筒結(jié)構(gòu)。對于（ＰＧ）ｎ結(jié)構(gòu)，菠蘿葉纖維與玻璃纖維交替纏繞；對于ＰＧＰ結(jié)構(gòu)，首先在內(nèi)側(cè)纏繞菠蘿葉纖維，之后在中間纏繞玻璃纖維，最后在外側(cè)纏繞菠蘿葉纖維；對于ＧＰＧ結(jié)構(gòu)，首先在內(nèi)側(cè)纏繞玻璃纖維，之后在中間纏繞菠蘿葉纖維，最后在外側(cè)纏繞玻璃纖維，制成的３種夾芯點(diǎn)陣圓筒如圖６所示。圖４木

的木模制備［１９］，具體參數(shù)則參考設(shè)計(jì)的圓筒的參數(shù)，如圖４所示。制備好木模后，通過液態(tài)硅橡膠的稱量、排氣泡、木模涂抹硅油、將液態(tài)硅橡膠倒入木模、加熱固化、脫模成型制備硅橡膠模，其詳細(xì)細(xì)節(jié)可參考張昌天的工藝［１９］，本文排氣泡采用真空干燥箱，常溫下，壓力設(shè)置為０．１ＭＰａ，時間為２ｈ。液態(tài)硅橡膠的硫化工藝流程為在３０℃的條件下加熱２ｈ，之后升溫到８０℃，時間持續(xù)１．５ｈ，制成的硅橡膠模如圖５所示。圖２菠蘿葉纖維原料Ｆｉｇ．２Ｐｉｎｅａｐｐｌｅｌｅａｆｆｉｂｅｒｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ圖３預(yù)處理后的菠蘿葉纖維絲束Ｆｉｇ．３Ｐｉｎｅａｐｐｌｅｌｅａｆｆｉｂｅｒｂｕｎｄｌｅａｆｔｅｒｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ１．３．３點(diǎn)陣圓筒制備工藝點(diǎn)陣圓筒結(jié)構(gòu)的制備采用纏繞工藝［３０］。首先用丙酮清洗硅橡膠模具，將脫模劑—硅油涂抹在硅橡膠模上，之后將硅橡膠模固定在一個圓筒形的金屬芯模上，然后將纖維浸漬樹脂基體，菠蘿葉纖維和玻璃纖維分別浸漬酚醛樹脂和改性的環(huán)氧樹脂，之后進(jìn)行纖維纏繞，纖維纏繞先進(jìn)行環(huán)向纏繞，之后進(jìn)行螺旋向纏繞，直到纏繞填滿硅橡膠模凹槽，之后將其用鐵皮包裹壓實(shí)，放入真空干燥箱中進(jìn)行固化，固化溫度為１５０℃，固化時間為３．５ｈ，最后脫模即可制得點(diǎn)陣圓筒結(jié)構(gòu)。對于（ＰＧ）ｎ結(jié)構(gòu)，菠蘿葉纖維與玻璃纖維交替纏繞；對于ＰＧＰ結(jié)構(gòu)，首先在內(nèi)側(cè)纏繞菠蘿葉纖維，之后在中間纏繞玻璃纖維，最后在外側(cè)纏繞菠蘿葉纖維；對于ＧＰＧ結(jié)構(gòu)，首先在內(nèi)側(cè)纏繞玻璃纖維，之后在中間纏繞菠蘿葉纖維，最后在外側(cè)纏繞玻璃纖維，制成的３種夾芯點(diǎn)陣圓筒如圖６所示。圖４木


本文編號：3062129