碳/芳綸纖維混雜三維編織復(fù)合材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-07-29 12:08
三維編織復(fù)合材料具有整體空間網(wǎng)狀的纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu),完全克服了層合復(fù)合材料易分層、厚度方向強(qiáng)度低、損傷擴(kuò)展快等弱點(diǎn),能夠顯著提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。此外,三維編織復(fù)合材料在制造復(fù)雜造型構(gòu)件方面獨(dú)具優(yōu)勢,可以實(shí)現(xiàn)材料-結(jié)構(gòu)-性能的一體化設(shè)計(jì)。兩種以上纖維增強(qiáng)同一種基體的混雜纖維復(fù)合材料(簡稱混雜復(fù)合材料)可以充分發(fā)揮組分材料和基體材料的性能,克服傳統(tǒng)復(fù)合材料的一些性能弱點(diǎn),最大限度地滿足復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、性能設(shè)計(jì)。混雜纖維復(fù)合材料擁有巨大的發(fā)展應(yīng)用空間,正逐漸成為復(fù)合材料的重要研究方向之一。將編織紗和軸向紗/六向紗分組采用不同的纖維進(jìn)行混編,可以充分利用三維編織技術(shù)靈活的可設(shè)計(jì)性,同時(shí),避免了束內(nèi)合股混雜制備過程中額外產(chǎn)生的對(duì)纖維的損傷、束內(nèi)混雜均勻性不易控制等問題。本課題以碳/芳綸纖維混雜三維編織復(fù)合材料為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)制備了4種不同混雜結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料,一方面,分析了混編三維五向和三維六向編織工藝對(duì)碳纖維和芳綸纖維拉伸性能的影響,以期優(yōu)化編織工藝過程,降低材料損傷。另一方面,測試了編織紗選用碳纖維、軸紗/六向紗為芳綸纖維和編織紗選用芳綸纖維、軸紗/六向紗為碳纖維的混雜三維五向和六向編織復(fù)合材...
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 三維編織復(fù)合材料
1.2.1 三維編織技術(shù)
1.2.2 三維編織預(yù)制體
1.2.3 三維編織復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)
1.2.4 三維編織復(fù)合材料性能的影響因素
1.3 混雜纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及混雜效應(yīng)
1.3.1 混雜纖維增強(qiáng)復(fù)合材料
1.3.2 混雜效應(yīng)
1.4 混雜三維編織復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.5 本課題的目的意義和研究內(nèi)容
1.5.1 本課題的目的意義
1.5.2 本課題的研究內(nèi)容
第二章 碳/芳綸纖維混雜三維編織復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與制備
2.1 碳/芳綸纖維混雜三維編織復(fù)合材料的設(shè)計(jì)
2.1.1 編織工藝設(shè)計(jì)
2.1.2 成型工藝
2.2 碳/芳綸纖維混雜三維編織復(fù)合材料預(yù)制體的制備
2.3 三維編織復(fù)合材料力學(xué)性能測試標(biāo)準(zhǔn)
2.4 碳/芳綸纖維混雜三維編織復(fù)合材料的制備
2.5 力學(xué)性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試樣制作
2.6 小結(jié)
第三章 混編三維編織工藝對(duì)纖維束拉伸性能的影響
3.1 纖維束力學(xué)性能測試標(biāo)準(zhǔn)
3.2 纖維束試樣的制備
3.3 碳纖維拉伸性能測試結(jié)果
3.4 芳綸纖維拉伸性能測試結(jié)果
3.5 小結(jié)
第四章 碳/芳綸纖維混雜三維編織復(fù)合材料軸向拉伸性能
4.1 測試標(biāo)準(zhǔn)與原理
4.2 拉伸實(shí)驗(yàn)
4.2.1 三維應(yīng)變光學(xué)測量系統(tǒng)
4.2.2 測試過程
4.3 結(jié)果與討論
4.4 小結(jié)
第五章 碳/芳綸纖維混雜三維編織復(fù)合材料沖擊后壓縮性能
5.1 低速?zèng)_擊測試
5.1.1 測試標(biāo)準(zhǔn)
5.1.2 實(shí)驗(yàn)測試
5.1.3 結(jié)果與討論
5.2 沖擊后壓縮(CAI)實(shí)驗(yàn)
5.2.1 測試標(biāo)準(zhǔn)
5.2.2 實(shí)驗(yàn)測試
5.2.3 結(jié)果與討論
5.3 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]三維五向編織玻纖/碳纖環(huán)氧樹脂混雜復(fù)合材料沖擊性能和沖擊后彎曲性能研究[J]. 方丹丹,閻建華. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2014(07)
[2]高性能纖維預(yù)成形體的研究進(jìn)展[J]. 陳利,孫穎,馬明. 中國材料進(jìn)展. 2012(10)
[3]三維全五向編織復(fù)合材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析[J]. 張帆,劉振國,武哲. 材料導(dǎo)報(bào). 2012(02)
[4]二步法三維編織物仿真模型[J]. 張小萍,王君澤. 紡織學(xué)報(bào). 2011(10)
[5]樹脂基復(fù)合材料成型工藝的發(fā)展[J]. 何亞飛,矯維成,楊帆,劉文博,王榮國. 纖維復(fù)合材料. 2011(02)
[6]復(fù)合材料層板沖擊損傷特性及沖擊后壓縮強(qiáng)度研究[J]. 林智育,許希武,朱偉垚. 航空材料學(xué)報(bào). 2011(01)
[7]三維編織復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 汪星明,邢譽(yù)峰. 航空學(xué)報(bào). 2010(05)
[8]三維編織復(fù)合材料低速?zèng)_擊試驗(yàn)與分析[J]. 楊靈敏,焦亞男,高華斌. 紡織學(xué)報(bào). 2009(05)
[9]三維編織超高分子量聚乙烯纖維/碳纖維/環(huán)氧樹脂混雜復(fù)合材料力學(xué)行為及混雜效應(yīng)[J]. 何芳,王玉林,萬怡灶,黃遠(yuǎn). 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2008(06)
[10]炭/環(huán)氧三維多向編織復(fù)合材料圓管相貫接頭承載有限元分析[J]. 孫穎,陳利,李嘉祿. 固體火箭技術(shù). 2008(03)
博士論文
[1]三維數(shù)字圖像相關(guān)法的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[D]. 高越.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[2]數(shù)字圖像相關(guān)方法及其在材料力學(xué)性能測試中的應(yīng)用[D]. 劉小勇.吉林大學(xué) 2012
碩士論文
[1]三維編織復(fù)合材料開孔前后剪切性能[D]. 李翠敏.東華大學(xué) 2013
[2]數(shù)字圖像相關(guān)(DIC)測量方法在材料變形研究中的應(yīng)用[D]. 白曉虹.東北大學(xué) 2011
[3]三維編織C/K/EP混雜復(fù)合材料性能研究[D]. 谷李華.天津大學(xué) 2005
本文編號(hào):3666438
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 三維編織復(fù)合材料
1.2.1 三維編織技術(shù)
1.2.2 三維編織預(yù)制體
1.2.3 三維編織復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)
1.2.4 三維編織復(fù)合材料性能的影響因素
1.3 混雜纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及混雜效應(yīng)
1.3.1 混雜纖維增強(qiáng)復(fù)合材料
1.3.2 混雜效應(yīng)
1.4 混雜三維編織復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.5 本課題的目的意義和研究內(nèi)容
1.5.1 本課題的目的意義
1.5.2 本課題的研究內(nèi)容
第二章 碳/芳綸纖維混雜三維編織復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與制備
2.1 碳/芳綸纖維混雜三維編織復(fù)合材料的設(shè)計(jì)
2.1.1 編織工藝設(shè)計(jì)
2.1.2 成型工藝
2.2 碳/芳綸纖維混雜三維編織復(fù)合材料預(yù)制體的制備
2.3 三維編織復(fù)合材料力學(xué)性能測試標(biāo)準(zhǔn)
2.4 碳/芳綸纖維混雜三維編織復(fù)合材料的制備
2.5 力學(xué)性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試樣制作
2.6 小結(jié)
第三章 混編三維編織工藝對(duì)纖維束拉伸性能的影響
3.1 纖維束力學(xué)性能測試標(biāo)準(zhǔn)
3.2 纖維束試樣的制備
3.3 碳纖維拉伸性能測試結(jié)果
3.4 芳綸纖維拉伸性能測試結(jié)果
3.5 小結(jié)
第四章 碳/芳綸纖維混雜三維編織復(fù)合材料軸向拉伸性能
4.1 測試標(biāo)準(zhǔn)與原理
4.2 拉伸實(shí)驗(yàn)
4.2.1 三維應(yīng)變光學(xué)測量系統(tǒng)
4.2.2 測試過程
4.3 結(jié)果與討論
4.4 小結(jié)
第五章 碳/芳綸纖維混雜三維編織復(fù)合材料沖擊后壓縮性能
5.1 低速?zèng)_擊測試
5.1.1 測試標(biāo)準(zhǔn)
5.1.2 實(shí)驗(yàn)測試
5.1.3 結(jié)果與討論
5.2 沖擊后壓縮(CAI)實(shí)驗(yàn)
5.2.1 測試標(biāo)準(zhǔn)
5.2.2 實(shí)驗(yàn)測試
5.2.3 結(jié)果與討論
5.3 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]三維五向編織玻纖/碳纖環(huán)氧樹脂混雜復(fù)合材料沖擊性能和沖擊后彎曲性能研究[J]. 方丹丹,閻建華. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2014(07)
[2]高性能纖維預(yù)成形體的研究進(jìn)展[J]. 陳利,孫穎,馬明. 中國材料進(jìn)展. 2012(10)
[3]三維全五向編織復(fù)合材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析[J]. 張帆,劉振國,武哲. 材料導(dǎo)報(bào). 2012(02)
[4]二步法三維編織物仿真模型[J]. 張小萍,王君澤. 紡織學(xué)報(bào). 2011(10)
[5]樹脂基復(fù)合材料成型工藝的發(fā)展[J]. 何亞飛,矯維成,楊帆,劉文博,王榮國. 纖維復(fù)合材料. 2011(02)
[6]復(fù)合材料層板沖擊損傷特性及沖擊后壓縮強(qiáng)度研究[J]. 林智育,許希武,朱偉垚. 航空材料學(xué)報(bào). 2011(01)
[7]三維編織復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 汪星明,邢譽(yù)峰. 航空學(xué)報(bào). 2010(05)
[8]三維編織復(fù)合材料低速?zèng)_擊試驗(yàn)與分析[J]. 楊靈敏,焦亞男,高華斌. 紡織學(xué)報(bào). 2009(05)
[9]三維編織超高分子量聚乙烯纖維/碳纖維/環(huán)氧樹脂混雜復(fù)合材料力學(xué)行為及混雜效應(yīng)[J]. 何芳,王玉林,萬怡灶,黃遠(yuǎn). 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2008(06)
[10]炭/環(huán)氧三維多向編織復(fù)合材料圓管相貫接頭承載有限元分析[J]. 孫穎,陳利,李嘉祿. 固體火箭技術(shù). 2008(03)
博士論文
[1]三維數(shù)字圖像相關(guān)法的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[D]. 高越.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[2]數(shù)字圖像相關(guān)方法及其在材料力學(xué)性能測試中的應(yīng)用[D]. 劉小勇.吉林大學(xué) 2012
碩士論文
[1]三維編織復(fù)合材料開孔前后剪切性能[D]. 李翠敏.東華大學(xué) 2013
[2]數(shù)字圖像相關(guān)(DIC)測量方法在材料變形研究中的應(yīng)用[D]. 白曉虹.東北大學(xué) 2011
[3]三維編織C/K/EP混雜復(fù)合材料性能研究[D]. 谷李華.天津大學(xué) 2005
本文編號(hào):3666438
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