Experimental Study on the Energy Absorption Properties of MWK Reinforced Composites

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｃｕｒｒｅｎｔｔｒｅｎｄｉｎｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｉｎｄｕｓｔｒｙｉｓｔｏｅｘ ｐａｎｄｔｈｅｕｓｅｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｆｒｏｍｓｅｃｏｎｄａｒｙｎｏｎ ｌｏａｄ ｂｅａｒｉｎｇｔｏｐｒｉｍａｒｙｌｏａｄ ｂｅａｒｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎａｅｒｏｓｐａｃｅ,ａｕｔｏｍｏ ｂｉｌｅ ,ｍａｒｉｎｅ ,ｃｉｖｉｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｏｔｈｅｒｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ.Ｔｈｉｓｒｅｑｕｉｒｅｓａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｍｐｒｏ…     

A Study on the Tensile Properties of the MWK Structures for Composite Reinforcement

IntroductionOne of the current trends for textile structuralcomposites is to expand their applications from secondarynon load bearing structures to primary load bearingstructures. This requires a significant improvement of thedamage tolerance and reliability. For the thin mediumthickness structures, an attractive family of textilestructures, Multiaxial WarpKnitted(MWK) structures, hasthepotential to meet the demand for structural composites.All layers o…     

多轴向经编增强复合材料低速冲击下能量吸收特性的研究

从多轴向经编增强结构本身的特点出发，利用我们自己建立的一套落锤冲击试验装置，对玻璃纤维/DTY多轴向经编增强玻璃纤维/环氧树脂复合材料板进行了低速低能量的冲击试验研究。通过传感器技术及其相应的信号处理装置记录落锤冲击试验过程中速度随时间变化曲线，直接计算冲击动能和材料所吸收的冲击能量，通过数学处理得到各种冲击试样的能量吸收系数，对多轴向经编结构复合材料的冲击失效过程和影响能量吸收特性的因素进行试验研究和分析。     

单梳经平织物增强复合材料拉伸性能试验研究

在拉舍尔舌针经编机上编织了6种玻璃纤维单梳经平织物,采用手糊工艺将其与不饱和聚酯树脂复合.在万能材料试验机上测试了单梳经平织物增强复合材料试样的拉伸性能,并对其纵向、横向与斜向应力-应变曲线、弹性模量、断裂强度等进行了分析.结果表明,单梳经平织物增强复合材料的拉伸性能具有明显的正交各向异性特征;织物结构参数的变化,导致了线圈形态、延展线的长度和取向等的差异,使复合材料的拉伸性能不同.     

三维五向管状编织物的几何建模及纤维体积百分含量预测

基于编织物的对称性,建立了简化单胞几何模型来描述三维五向圆型编织物的几何特性。通过对三维五向圆型编织物的结构单胞形态及单胞的分布方式进行研究,推导了单胞几何结构与编织工艺参数之间的理论公式,详细分析了各个参数之间的变化关系。并通过预测单胞的纤维体积百分含量,研究了编织工艺对该编织复合材料纱线体积百分含量的影响。     

蚕丝纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的试验优化设计

采用Box-Behnken响应面试验设计,对蚕丝纤维增强聚丙烯复合材料压缩成型工艺参数进行了优化.采用无梭织机织布废料作为增强材料,在聚丙烯纤维基质中进行增强处理.对蚕丝纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能有关的模压成型的工艺参数(温度(165～185℃)、时间(7～15 min)和压力(35×10~5～45×10~5 Pa)进行了优化.在最佳参数为温度177.5,时间7 min和压力35×10~5 Pa条件下,获得了压缩成型的最佳力学性能.预测模型关于优化后的参数水平具有良好的响应.     

基于Sobol法的复合材料加筋板结构参数灵敏度

复合材料广泛应用于航空航天领域,其可靠性、稳定性及承载能力等对于航空设备尤为重要.以复合材料加筋板作为研究对象,对其材料属性和几何参数进行灵敏度分析.首先,基于ABAQUS软件建立复合材料加筋板的有限元模型,对轴向压缩载荷下的屈曲载荷进行了研究;其次,针对加筋板结构的复杂性,基于Kriging方法的代理模型建立复合材料...     

缝纫工艺对缝纫复合材料弯曲性能的影响

采用不同的缝纫方式、缝纫密度、缝纫线种类、缝纫线线密度对Kevlar纤维毡进行缝纫,制成预制件,经过真空辅助树脂传递模塑(VARTM)方式对缝纫预制件固化成型.测试结果表明,随着缝纫密度增大,缝纫复合材料的弯曲性能单调降低;在缝纫密度相同的情况下,缝纫的行距比针距对弯曲性能的影响大;缝纫线的直径越大,缝纫后复合材料的弯曲性能下降幅度越大;而缝纫线种类对弯曲性能影响不大.     

渗流铸造过程中流场温度场的数值模拟

研究真空差压渗流铸造法制备SiCp/Al(颗粒碳化硅)复合材料的制备工艺,分析工艺参数对成形的影响.在考虑液态金属的传热和对流的情况下,根据多孔介质的连续介质模型及有限元方法,对多孔介质内的铝液的渗流行为进行流场温度场耦合的数值模拟.采用统计平均的方法描述多孔介质微观结构的影响,使用有限元方法,编写二维的渗流模拟命令流文件,计算渗流和传热耦合的瞬态过程,给出瞬态温度场分布,并且进一步预测不同时刻的渗流有效高度.     

碳纳米管增强复合材料的界面破坏形态及改善措施

以碳纳米管增强树脂基复合材料的二维平面模型为对象,在考虑基体材料非线性的情况下,探讨碳纳米管增强复合材料的界面层特性对复合材料破坏形态的影响.通过对破坏端部的局部处理,提出两种提高复合材料抵抗损伤破坏能力的方法.第一种方法是改变纤维及界面层端部与基体的界面特性即软化界面,用内聚力模型模拟界面,通过内聚力阻扰裂纹的扩展;第二种方法是改变碳纳米管的端部形状即封闭碳纳米管及界面层,通过改变碳纳米管的应力分布状态来提高复合材料的抗破坏能力.     

氧化锌晶须应力传递机理的数值模拟研究

基于剪滞法分析了四针状氧化锌晶须的应力传递机理,采用细观有限元模型对四针状氧化锌晶须/树脂基的特殊的应力传递机理和应力分布规律进行了计算和分析,结果显示由于氧化锌晶须的特殊结构,晶须针脚协同应力,能够更好地承担外部载荷,可增强复合材料的强度,使复合材料不易破坏失效. 在此基础上,提出了对多随机变量的复杂形状的增强体的研究方法,开发了随机分布多变量晶须/树脂基复合材料生成程序,并结合有限元方法,对生成的晶须进行对比计算,得到了对晶须排列方式、长径比和载荷夹角等因素对复合材料的影响规律.      

A New Method for Measuring the Stitch Length of Weft Knitted Fabric in a Static Environment

It is essential to measure the stitch length of weft knitted fabric in a static environment for economy and improving productivity. The image inputted was dealt with the digital image processing techniques： the paper carried out the transformation of grey scale; then removed impurities with filtering; the characteristic of the stitch structure was abstracted by using the Fourier transform technique. To obtain the stitch length more accurately, we should establish ageometric medal of the stitch lined on the digital image processing, which provides a way to transform the stitch length in the two-dimenslon space into a three-dimension space. This study provides a new methed for measuring the stitch length without damaging the fabric.     

连续纤维增强聚丙烯复合材料的熔融浸渍理论模型与表征

通过分析熔融树脂对连续纤维的浸渍过程建立熔融浸渍理论模型,该模型将材料物性参数(纤维直径、纤维束展宽及厚度、树脂黏度等),设备参数(浸渍辊数、浸渍辊形状参数等)以及加工工艺参数(牵引速度、加工温度等)等结合起来,可以预测复合材料的浸渍程度及其变化趋势。对所制备复合材料的孔隙率测试以及虹吸实验表明,该理论模型能定量描述浸渍辊数、牵引速度以及加工温度等对浸渍效果的影响,而测试材料孔隙率是衡量浸渍程度的简捷易行的方法。     

纤维束复合材料在剪力作用下的力学性能

利用细观力学模型研究在剪力作用下复合材料的性质.以单纤维复合材料为基础,利用平面应变模型和有限元法计算了3根束和4根束纤维增强复合材料的弹塑性应力-应变关系.对不同的细观结构的复合材料非线性性能进行了数值比较.     

颗粒增强复合材料真实结构有限元建模

提出了一种新的颗粒增强复合材料真实结构有限元建模方法. 对于给定的钨合金扫描电镜照片以及混凝土照片进行复杂图形的边缘提取,进而将该图像矢量化. 将矢量化后的文件导入动力分析有限元软件进行有限元建模,对混凝土在压缩载荷作用下的破坏过程进行了数值仿真. 研究结果表明,该方法可以避免人为建立有限元模型所带来的误差,从而更好地模拟复合材料在不同载荷作用下的力学性能.     

利用水平外力总功研究PVA纤维增强水泥基复合材料韧性

为了研究对比PVA纤维、玻璃纤维、钢纤维水泥基复合材料和高强(钢纤维)混凝土的韧性,采用楔入劈拉法利用荷载与裂缝张口位移曲线(P-WCMOD)下包围的面积值并考虑夹具影响后水平外力做的总功作为评价指标进行对比.实验结果表明:水泥基体发生脆性断裂,从加载到试件破坏P-WCMOD曲线一直呈线性;高强(钢纤维)混凝土和钢纤维、玻璃纤维水泥基复合材料发生半脆性断裂,P-WCMOD曲线在峰值荷载附近有较小的非线性区;而在PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCCs)中观察到韧性断裂,在P-WCMOD曲线中出现明显的假应变硬化现象;脆性和半脆性材料的试件从起裂到破坏,预制缝端部仅出现一条裂缝,且最终沿这条裂缝贯通,对于PVA-FRCCs,预制缝端出现多条细小裂缝,并最终沿着主裂缝贯通.比较几种材料的水平外力总功值可知,PVA-FRCCs韧性最好,钢纤维混凝土次之,钢纤维水泥基复合材料稍差,玻璃纤维水泥基复合材料最差.     

PET机织物增强PVC复合材料成型工艺探讨

本文从试制复合材料常用的成型工艺——层压法入手,对PET机织物增强PVC复合材料的成型工艺作了较深入的研究,并探讨了复合工艺中温度、压力、时间对复合材料性能及复合制品外观的影响。结论表明:三个工艺参数配置不当,将会引起复合材料内在及外观质量的恶化;只有三者合理搭配才能制成性能优良、外观良好的复合材料制品。     

玻纤布增强聚丙烯复合材料浸渍理论及实验研究

采用薄膜叠压法制备玻纤布增强高黏度聚丙烯热塑复合材料，研究了高黏度聚丙烯熔体浸渍玻璃纤维布过程。通过旋转流变测试分析，可知高黏度聚丙烯树脂熔体在浸渍过程中表现为非牛顿流体特性。以达西定律为理论基础，结合材料物性参数和工艺参数，推导了非牛顿流体浸渍玻璃纤维布的浸渍模型。在不同的浸渍压力与存留时间条件下对模型进行实验验证，理论值与实验值基本吻合。利用建立的浸渍模型分析了浸渍工艺对复合材料浸渍过程的影响，结果表明通过升高温度和提高压力等途径可减小浸渍时间。     

内置垫板加强T型管节点在平面内弯曲荷载作用下的静力强度研究

利用有限元分析软件ABAQUS对平面内弯曲荷载作用下内置垫板加强T型圆钢管节点的静力强度进行研究.有限元模型的有效性和准确性用T型圆钢管节点的实验结果验证通过之后,运用欧洲规范中提出的在平面内弯曲荷载作用下未加固T型圆钢管节点的承载力计算公式计算了20个未加固的T型圆钢管节点的静力强度,并运用提出的有限元模型计算了相应的320个涵盖不同节点几何参数和垫板几何参数的内置垫板加强的T型圆钢管节点模型的静力强度,对比加固与未加固节点的静力强度,详细分析了垫板几何参数对静力强度的影响和失效模式,结果表明垫板长度参数的改变对加固后的T型圆钢管节点的静力强度的影响不大,垫板厚度参数对静力强度的提高大致成线性影响.     

Measuring Structural Parameters of Knitted Fabrics by Digital Image Processing Techniques

In the knitting industry the measurements of the stitchdensity and the stitch length are usually done manuallywhich may lead to fatigue of the eyes,subjective ideasbrought into the test results and low precision.The mostcommon method of measuring stitchlengthin static state isby raveling the stitch.Damage tothe fabricis unavoidable.Therefore it is necessary to find a scientific and feasibletrial balloon.Digital Image Processing Techniques are nowbroadly applied in many scientific aspects inc…