碳/芳纶纤维混杂三维编织复合材料力学性能实验研究
发布时间:2022-07-29 12:08
三维编织复合材料具有整体空间网状的纤维增强结构,完全克服了层合复合材料易分层、厚度方向强度低、损伤扩展快等弱点,能够显著提高复合材料的力学性能。此外,三维编织复合材料在制造复杂造型构件方面独具优势,可以实现材料-结构-性能的一体化设计。两种以上纤维增强同一种基体的混杂纤维复合材料(简称混杂复合材料)可以充分发挥组分材料和基体材料的性能,克服传统复合材料的一些性能弱点,最大限度地满足复合材料的结构、性能设计。混杂纤维复合材料拥有巨大的发展应用空间,正逐渐成为复合材料的重要研究方向之一。将编织纱和轴向纱/六向纱分组采用不同的纤维进行混编,可以充分利用三维编织技术灵活的可设计性,同时,避免了束内合股混杂制备过程中额外产生的对纤维的损伤、束内混杂均匀性不易控制等问题。本课题以碳/芳纶纤维混杂三维编织复合材料为研究对象,设计制备了4种不同混杂结构的复合材料,一方面,分析了混编三维五向和三维六向编织工艺对碳纤维和芳纶纤维拉伸性能的影响,以期优化编织工艺过程,降低材料损伤。另一方面,测试了编织纱选用碳纤维、轴纱/六向纱为芳纶纤维和编织纱选用芳纶纤维、轴纱/六向纱为碳纤维的混杂三维五向和六向编织复合材...
【文章页数】:63 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 三维编织复合材料
1.2.1 三维编织技术
1.2.2 三维编织预制体
1.2.3 三维编织复合材料结构与性能特点
1.2.4 三维编织复合材料性能的影响因素
1.3 混杂纤维增强复合材料及混杂效应
1.3.1 混杂纤维增强复合材料
1.3.2 混杂效应
1.4 混杂三维编织复合材料的研究现状
1.5 本课题的目的意义和研究内容
1.5.1 本课题的目的意义
1.5.2 本课题的研究内容
第二章 碳/芳纶纤维混杂三维编织复合材料的设计与制备
2.1 碳/芳纶纤维混杂三维编织复合材料的设计
2.1.1 编织工艺设计
2.1.2 成型工艺
2.2 碳/芳纶纤维混杂三维编织复合材料预制体的制备
2.3 三维编织复合材料力学性能测试标准
2.4 碳/芳纶纤维混杂三维编织复合材料的制备
2.5 力学性能试验标准试样制作
2.6 小结
第三章 混编三维编织工艺对纤维束拉伸性能的影响
3.1 纤维束力学性能测试标准
3.2 纤维束试样的制备
3.3 碳纤维拉伸性能测试结果
3.4 芳纶纤维拉伸性能测试结果
3.5 小结
第四章 碳/芳纶纤维混杂三维编织复合材料轴向拉伸性能
4.1 测试标准与原理
4.2 拉伸实验
4.2.1 三维应变光学测量系统
4.2.2 测试过程
4.3 结果与讨论
4.4 小结
第五章 碳/芳纶纤维混杂三维编织复合材料冲击后压缩性能
5.1 低速冲击测试
5.1.1 测试标准
5.1.2 实验测试
5.1.3 结果与讨论
5.2 冲击后压缩(CAI)实验
5.2.1 测试标准
5.2.2 实验测试
5.2.3 结果与讨论
5.3 小结
第六章 总结与展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢
【参考文献】:
期刊论文
[1]三维五向编织玻纤/碳纤环氧树脂混杂复合材料冲击性能和冲击后弯曲性能研究[J]. 方丹丹,阎建华. 玻璃钢/复合材料. 2014(07)
[2]高性能纤维预成形体的研究进展[J]. 陈利,孙颖,马明. 中国材料进展. 2012(10)
[3]三维全五向编织复合材料的细观结构分析[J]. 张帆,刘振国,武哲. 材料导报. 2012(02)
[4]二步法三维编织物仿真模型[J]. 张小萍,王君泽. 纺织学报. 2011(10)
[5]树脂基复合材料成型工艺的发展[J]. 何亚飞,矫维成,杨帆,刘文博,王荣国. 纤维复合材料. 2011(02)
[6]复合材料层板冲击损伤特性及冲击后压缩强度研究[J]. 林智育,许希武,朱伟垚. 航空材料学报. 2011(01)
[7]三维编织复合材料研究进展[J]. 汪星明,邢誉峰. 航空学报. 2010(05)
[8]三维编织复合材料低速冲击试验与分析[J]. 杨灵敏,焦亚男,高华斌. 纺织学报. 2009(05)
[9]三维编织超高分子量聚乙烯纤维/碳纤维/环氧树脂混杂复合材料力学行为及混杂效应[J]. 何芳,王玉林,万怡灶,黄远. 复合材料学报. 2008(06)
[10]炭/环氧三维多向编织复合材料圆管相贯接头承载有限元分析[J]. 孙颖,陈利,李嘉禄. 固体火箭技术. 2008(03)
博士论文
[1]三维数字图像相关法的关键技术及应用研究[D]. 高越.中国科学技术大学 2014
[2]数字图像相关方法及其在材料力学性能测试中的应用[D]. 刘小勇.吉林大学 2012
硕士论文
[1]三维编织复合材料开孔前后剪切性能[D]. 李翠敏.东华大学 2013
[2]数字图像相关(DIC)测量方法在材料变形研究中的应用[D]. 白晓虹.东北大学 2011
[3]三维编织C/K/EP混杂复合材料性能研究[D]. 谷李华.天津大学 2005
本文编号:3666438
【文章页数】:63 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 三维编织复合材料
1.2.1 三维编织技术
1.2.2 三维编织预制体
1.2.3 三维编织复合材料结构与性能特点
1.2.4 三维编织复合材料性能的影响因素
1.3 混杂纤维增强复合材料及混杂效应
1.3.1 混杂纤维增强复合材料
1.3.2 混杂效应
1.4 混杂三维编织复合材料的研究现状
1.5 本课题的目的意义和研究内容
1.5.1 本课题的目的意义
1.5.2 本课题的研究内容
第二章 碳/芳纶纤维混杂三维编织复合材料的设计与制备
2.1 碳/芳纶纤维混杂三维编织复合材料的设计
2.1.1 编织工艺设计
2.1.2 成型工艺
2.2 碳/芳纶纤维混杂三维编织复合材料预制体的制备
2.3 三维编织复合材料力学性能测试标准
2.4 碳/芳纶纤维混杂三维编织复合材料的制备
2.5 力学性能试验标准试样制作
2.6 小结
第三章 混编三维编织工艺对纤维束拉伸性能的影响
3.1 纤维束力学性能测试标准
3.2 纤维束试样的制备
3.3 碳纤维拉伸性能测试结果
3.4 芳纶纤维拉伸性能测试结果
3.5 小结
第四章 碳/芳纶纤维混杂三维编织复合材料轴向拉伸性能
4.1 测试标准与原理
4.2 拉伸实验
4.2.1 三维应变光学测量系统
4.2.2 测试过程
4.3 结果与讨论
4.4 小结
第五章 碳/芳纶纤维混杂三维编织复合材料冲击后压缩性能
5.1 低速冲击测试
5.1.1 测试标准
5.1.2 实验测试
5.1.3 结果与讨论
5.2 冲击后压缩(CAI)实验
5.2.1 测试标准
5.2.2 实验测试
5.2.3 结果与讨论
5.3 小结
第六章 总结与展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢
【参考文献】:
期刊论文
[1]三维五向编织玻纤/碳纤环氧树脂混杂复合材料冲击性能和冲击后弯曲性能研究[J]. 方丹丹,阎建华. 玻璃钢/复合材料. 2014(07)
[2]高性能纤维预成形体的研究进展[J]. 陈利,孙颖,马明. 中国材料进展. 2012(10)
[3]三维全五向编织复合材料的细观结构分析[J]. 张帆,刘振国,武哲. 材料导报. 2012(02)
[4]二步法三维编织物仿真模型[J]. 张小萍,王君泽. 纺织学报. 2011(10)
[5]树脂基复合材料成型工艺的发展[J]. 何亚飞,矫维成,杨帆,刘文博,王荣国. 纤维复合材料. 2011(02)
[6]复合材料层板冲击损伤特性及冲击后压缩强度研究[J]. 林智育,许希武,朱伟垚. 航空材料学报. 2011(01)
[7]三维编织复合材料研究进展[J]. 汪星明,邢誉峰. 航空学报. 2010(05)
[8]三维编织复合材料低速冲击试验与分析[J]. 杨灵敏,焦亚男,高华斌. 纺织学报. 2009(05)
[9]三维编织超高分子量聚乙烯纤维/碳纤维/环氧树脂混杂复合材料力学行为及混杂效应[J]. 何芳,王玉林,万怡灶,黄远. 复合材料学报. 2008(06)
[10]炭/环氧三维多向编织复合材料圆管相贯接头承载有限元分析[J]. 孙颖,陈利,李嘉禄. 固体火箭技术. 2008(03)
博士论文
[1]三维数字图像相关法的关键技术及应用研究[D]. 高越.中国科学技术大学 2014
[2]数字图像相关方法及其在材料力学性能测试中的应用[D]. 刘小勇.吉林大学 2012
硕士论文
[1]三维编织复合材料开孔前后剪切性能[D]. 李翠敏.东华大学 2013
[2]数字图像相关(DIC)测量方法在材料变形研究中的应用[D]. 白晓虹.东北大学 2011
[3]三维编织C/K/EP混杂复合材料性能研究[D]. 谷李华.天津大学 2005
本文编号:3666438
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