混杂复合材料

摘要： 为提升碳纤维增强复合材料的抗分层能力,将亚麻纤维引入碳纤维增强复合材料,制备碳/亚麻纤维混杂复合材料。采用双悬臂梁实验和端部缺口梁弯曲实验研究碳/亚麻纤维混杂复合材料的层间断裂韧度,并与碳纤维增强复合材料进行对比,用扫描电子显微镜观察材料断裂表面微观形貌。结果表明:碳/亚麻纤维混杂复合材料的Ⅰ型和Ⅱ型层间断裂韧度与碳纤维增强复合材料相比分别提高了250%和23.86%;碳纤维增强复合材料断裂面上碳纤维表面较为光滑,说明其与树脂结合能力较差,导致较低的层间断裂韧度,而碳/亚麻纤维混杂复合材料的层间断裂面发现亚麻纤维单根纤维断裂、剥离、缠结,亚麻微纤丝剥离、缠结及亚麻微纤丝与碳纤维缠结等多尺度模式破坏。由多尺度结构亚麻纤维带来的多尺度模式破坏在裂纹扩展过程中消耗较多能量,即为碳/亚麻纤维混杂复合材料层间断裂韧度的提高机理。

摘要： 通过模压法制备了六种不同形式的聚酰亚胺纤维(PIF)/碳纤维(CF)混杂纤维复合材料,选用20J的冲击能量,对六种样品进行落锤冲击,并对损伤的试样进行C扫描观察其失效机制,研究混杂比和铺层顺序对PIF/CF混杂增强树脂基复合材料抗冲击性能的影响。结果表明:将PIF加入CF复合材料中是能够改善材料的抗冲击性能,当PIF与CF比例为1:3时吸能效果最好,能量吸收率达87.5%;而同种混杂比(1:3)下,当PIF处于冲击面时,材料更具有韧性其吸收的能量高于CF为冲击面的吸收的能量,冲击损伤更加集中面积更小,材料的抗冲击性能更好,其中4层PIF位于CF表面时能量吸收率高达93%,且损伤面积为6.36%。

摘要： 混杂复合材料是一种新型复合材料,其复杂的细观结构导致预测其等效热传导性能极富挑战性.本文结合渐近均匀化方法、小波变换方法和机器学习方法发展了一种新的可以有效预测混杂复合材料等效热传导性能的小波-机器学习混合方法.该方法主要包括离线多尺度建模和在线机器学习两部分.首先借助渐近均匀化方法通过离线多尺度建模建立了混杂复合材料的热传导性能材料数据库,然后利用小波变换方法对离线的材料数据库进行预处理,接下来分别运用人工神经网络和支持向量回归方法建立混杂复合材料等效热传导性能预测的在线机器学习模型.最后通过对周期和随机混杂复合材料进行数值实验,验证了小波-机器学习混合方法的有效性,数值实验结果表明小波-神经网络混合方法具有最优的预测效果和抗噪能力.此外,需要强调的是对于具有高维大规模数据特征的随机混杂复合材料,小波-机器学习混合方法不仅可以提取离线材料数据库的重要特征,还可以显著减少在线监督学习的输入数据规模并提高机器学习模型的训练效率及抗噪性能.本文建立的小波-机器学习混合方法不仅适用于混杂复合材料等效热传导性能的预测,还可进一步推广应用于复合材料等效物理、力学性能的预测.

摘要： 近些年,随着环境污染控制要求的日趋严格和大众环境保护意识的逐步提高,具备可再生、可降解、环境友好特点的植物纤维受到了众多学者的关注。相比传统碳纤维或玻璃纤维树脂基复合材料,植物纤维复合材料具有更优异的阻尼减振性能。本文总揽了近十年植物纤维树脂基复合材料阻尼减振领域的研究状况,首先阐述了植物纤维多层级结构特点及其阻尼减振机理,其次介绍了植物纤维树脂基复合材料阻尼性能的测试方法和表征参数,进而分析了植物纤维铺放角度、长度、含量、表面处理和混杂等因素对植物纤维树脂基复合材料阻尼性能的影响,最后指出了植物纤维树脂基复合材料在阻尼减振领域应用发展存在的问题并给出了建议。

摘要： 本文采用真空辅助树脂渗透成型(VARI)工艺成型了0°/90°玻璃纤维经编织物和0°/90°碳纤维经编织物不同混杂比的复合材料板,并探讨了混杂比、混杂方式等因素对碳-玻纤混杂纤维复合材料的拉伸性能及低速冲击性能的影响。研究结果表明:少量碳纤维的加入便可很好地改善纯玻璃纤维材料的拉伸和冲击性能;同种混杂比下,玻璃纤维铺覆表面的层间混杂结构拥有最好的拉伸性能;对于低速冲击性能来说,随着试样中碳纤维含量的增加,冲击能降低,扩展能降低,韧性指数降低,冲击后剩余压缩强度增大;碳纤维、玻璃纤维含量相接近时,玻璃纤维铺覆表面的层间混杂结构表现出较好的抗低速冲击性能;碳纤维、玻璃纤维含量相差较大时,玻璃纤维铺覆表面的夹芯结构的抗低速冲击性能较好。

摘要： 本文基于实验和数值模拟方法研究了碳纤维-玻璃纤维混杂增强环氧树脂复合材料低速冲击性能.采用商业有限元软件ABAQUS建立了层间/层内两类混杂复合材料低速冲击模型,采用基于应变形式的Hashin失效准则模拟面内损伤;零厚度Cohesive内聚力单元预测层间分层;编写VUMAT子程序定义渐进失效过程,并结合C扫和Micro-CT扫描,分析了复合材料内部微观损伤形貌及损伤分布情况.结果表明,层间混杂结构复合材料的抗冲击性能更优,其中铺层形式为I-C的混杂复合材料抗冲击性能最佳,冲击面为玻璃纤维时混杂结构复合材料对冲击响应区别不明显,CN-1层内混杂结构复合材料抗冲击性能优于CN-2层内混杂结构复合材料.低速冲击损伤主要为冲击处纤维断裂、基体破坏及界面分层,混杂结构可有效降低冲击破坏,层间混杂结构中玻璃纤维层损伤较大,层内混杂结构损伤受混杂界面影响,碳纤维束对临近的玻璃纤维束具有保护作用.

摘要： 为了分析混杂比对层内混杂复合材料力学性能的影响,利用交织方式制备芳纶碳纤维混杂增强体织物,并通过交织物纬纱系统中芳纶与碳纤维的纱线配置比例调整碳纤维在增强体结构中的混杂比.采用真空辅助成型技术制备层内混杂结构的芳纶碳纤维混杂(ACFH)复合材料,并对复合材料的拉伸性能、弯曲性能和冲击性能进行测试.结果表明,增强体纬向系统中芳纶与碳纤维的不均质性对ACFC复合材料经方向上的拉伸强度起消极作用;混杂比的增加对ACFC复合材料的纬向拉伸破坏和弯曲损伤具有抑制作用;纬向上,ACFC复合材料的拉伸强度最高提高了近6倍,弯曲强度最小增加了4.04倍;芳纶与碳纤维混杂协同作用有利于ACFC复合材料的抗冲击性能改善,且混杂比存在最佳值.

摘要： 本文采用真空辅助树脂渗透成型(VARI)工艺成型了0°/90°玻璃纤维经编织物和0°/90°碳纤维经编织物不同混杂比的复合材料板,并探讨了混杂比、混杂方式等因素对碳-玻纤混杂纤维复合材料的拉伸性能及低速冲击性能的影响.研究结果表明:少量碳纤维的加入便可很好地改善纯玻璃纤维材料的拉伸和冲击性能;同种混杂比下,玻璃纤维铺覆表面的层间混杂结构拥有最好的拉伸性能;对于低速冲击性能来说,随着试样中碳纤维含量的增加,冲击能降低,扩展能降低,韧性指数降低,冲击后剩余压缩强度增大;碳纤维、玻璃纤维含量相接近时,玻璃纤维铺覆表面的层间混杂结构表现出较好的抗低速冲击性能;碳纤维、玻璃纤维含量相差较大时,玻璃纤维铺覆表面的夹芯结构的抗低速冲击性能较好.

摘要： 近些年,随着环境污染控制要求的日趋严格和大众环境保护意识的逐步提高,具备可再生、可降解、环境友好特点的植物纤维受到了众多学者的关注.相比传统碳纤维或玻璃纤维树脂基复合材料,植物纤维复合材料具有更优异的阻尼减振性能.本文总揽了近十年植物纤维树脂基复合材料阻尼减振领域的研究状况,首先阐述了植物纤维多层级结构特点及其阻尼减振机理,其次介绍了植物纤维树脂基复合材料阻尼性能的测试方法和表征参数,进而分析了植物纤维铺放角度、长度、含量、表面处理和混杂等因素对植物纤维树脂基复合材料阻尼性能的影响,最后指出了植物纤维树脂基复合材料在阻尼减振领域应用发展存在的问题并给出了建议.

摘要： 针对某型潮流能水轮机复合材料叶片,提出了一种损伤特性分析方法.基于Tsai-Hill失效准则建立复合材料叶片损伤模型.针对正常运行工况的复合材料叶片,提出了一种损伤特性分析方法.运用叶素动量理论计算水动力载荷.最后基于碳玻混杂技术,分析叶片碳玻混杂梁帽对损伤特性的影响.结果表明,叶片的损伤主要出现在梁帽部位.碳玻混杂设计方法能够降低叶片在运行时的最大应力、叶尖挠度和失效因子,同时也能减轻叶片质量,为轻质高性能水轮机复合材料叶片的设计提供了重要参考价值.

摘要： 随着航空技术的快速发展,航空器的热载荷不断提高.碳纤维复合材料层板作为航空结构材料的重要组成部分,提高其散热能力越来越受到人们的重视.本文以中间相沥青基碳纤维为功能填料,采取手糊和VARI工艺制备了中间相沥青基碳纤维/T700混杂复合材料,探究了工艺方法对混杂复合材料层间剪切性能、弯曲性能、厚度方向热导率的影响.研究表明,当填料添加量为40wt％时,层间剪切强度、弯曲强度最大,此时填料在层板中形成导热通路,层板厚度方向热导率最大为1.23W/mK,比未添加填料的层板增加了124％.

摘要： 本文研究了PBO纤维与T700碳纤维混杂复合材料的纵向拉伸性能及动态力学性能.利用材料万能试验机研究了不同混杂比对混杂复合材料纵向拉伸强度和拉伸模量的影响.采用动态力学分析仪(DMA)研究了T700碳纤维的含量对混杂复合材料损耗因子(tanδ)、储能模量(E')和损耗模量(E")的影响.研究结果表明:混杂复合材料的纵向拉伸强度随着混杂比增大先降低后升高,拉伸模量受混杂比影响较小;混杂复合材料的玻璃化转变温度(TG)均低于PBO纤维复合材料和T700碳纤维复合材料,E'和f均高于PBO纤维复合材料和T700碳纤维复合材料,随着混杂比增大,混杂复合材料的Tg逐渐降低,E'和E"均向低温方向移动;混杂复合材料的纵向拉伸强度表现出较强的负混杂效应,随着混杂比增大,混杂效应逐渐减小.

摘要： 为了揭示棒状混杂复合材料加强筋在拉伸荷载作用下的破坏机理,首先建立一种六角形纤维束剪滞分析模型,研究由碳纤维、芳纶纤维、钢纤维、玻璃纤维等四种材料构成的棒状混杂复合材料加强筋在拉伸荷载作用下的应力重分布问题。在此摹础上,采用细观统计破坏理论,对其进行细脱统计破坏分析,估计的各组分的拉伸破坏应变略小于现有的实验结果;然后考虑研究界面损伤对应力重分布和碳纤维组分的拉伸破坏应变的影响,通过计算求得了相麻的应力重分布和拉伸破坏应变,并将计算结果与现有的实验进行对比验证,为棒状混杂复合材料的破坏分析和优化设计提供了一种计算方法和理论依据.

摘要： 混杂复合材料是两种或两种以上不同基体或增强材料组成的复合材料。混杂复合材料因选用了不同的材料，在性能上常有互补性。通过研究典型基体材料和典型增强材料组成的混杂复合材料,和混杂复合材料的非对称铺层特性，形成混杂复合材料非对称铺层制件。在单一材料性能基础上，主要研究典型混杂复合材料的性能，混杂复合材料非对称铺层结构的性能。

摘要： 为了保证在轨运行航天飞行器上的构件，在空间交变温度场环境下，安全有效工作，要求材料及其构件具有较高的热稳定性。材料的热膨胀系数是评价热稳定性能的重要参数．本文利用碳纤维和Kevlar纤维所具有的负热膨胀特性，采用细观力学和经典层合板理论，建立了混杂复合材料层合板面内二维热膨胀系数计算理论并分析了层合板的纤维含量、混杂比及其铺层角等对层合板热膨胀系数的影响规律．基于混杂复合材料层合板面内二维热膨胀系数计算理论的面内二维零膨胀系数混杂复合材料层合板设计软件的分析结果表明，合理设计复合材料层合板的纤维含量、混杂比及其铺层，可以实现面内二维零膨胀系数。论文设计出了几种典型面内二维零膨胀混杂复合材料层合板铺层及其弹性模量设计界限。

摘要： 为了探究棒状混杂复合材料的拉伸破坏机理，本文首先基于剪切滞后理论，采用六角形纤维束模型，研究由碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维、钢纤维等四种纤维混杂而成的棒状复合材料加强筋在拉伸荷载作用下纤维逐步断裂产生的应力分布问题。然后采用复合材料细观统计破坏理论—随机扩大临界核理论，对棒状混杂叠层复合材料加强筋的拉伸破坏进行细观统计分析。所得结果与现有的实验数据进行比较，以证实本文方法的可行性和介理性。

摘要： 开展了混杂复合材料拉压承力杆件干丝缠绕RTM成型工艺研究,并对研制成功的制件进行了力学性能、物理性能试验及无损检测,试验结果表明,各项技术指标满足设计指标要求,其研究成果为混杂复合材料应用于空间光学遥感器承力杆件奠定了基础.

摘要： 本文制备了一种单向连续玻璃纤维增强聚丙烯(UD-GFRT)和长玻璃纤维增强聚丙烯(LFT)的混杂复合材料,它能够显著改善LFT的冲击韧性.通过对力学性能的表征,发现当纤维中单向连续纤维成分达到50％之前,混杂复合材料的强度、模量和冲击韧性都会随单向连续纤维的含量不断增长;而达到50％之后,强度和模量增长并不显著,只有冲击韧性依然上升,UD-GFRT的冲击韧性可达到LFT的3.7倍.然后又通过修正的Cox模型及混杂混合定律(RoHM)对该混杂材料的力学性能进行预测,发现模量和预测值相比显示出正偏差,从而表现出正混杂效应,在单向连续纤维成分达到50％时,正效应最显著.该混杂复合材料用做汽车保险杠和车身底板局部增强将会具有很好的碰撞吸能效果.

摘要： 制备了三维编织超高分子量聚乙烯纤维/环氧复合材料(UHMPEF3D/ER)及碳纤维/超高分子量聚乙烯纤维/环氧复合材料(UHMPEF/CF3D/ER),并对其力学性能进行了研究.结果表明,随着纤维体积含量的提高,UHMPEF3D/ER复合材料的弯曲及剪切强度先增大后减小,当纤维含量为36﹪时力学性能最优.对于三维混杂复合材料,其弯曲模量及剪切性能与混合定律符合较好,同时随着混杂复合材料中CF与UHMPEF体积比的降低,复合材料的弯曲强度及模量下降,横向剪切及冲击性能提高.三维混杂编织复合材料能够克服层板混杂复合材料易分层的缺点.CF的加入可有效改善UHMPEF复合材料强度低、刚度小的缺点,同时UHMPEF又会使CF复合材料的脆性降低,弯曲变形能力提高,充分体现混杂的优势.

摘要： 燃气舵舱舱体几何形状复杂、贴层厚度非常薄，非加工面尺寸要求高，贴层成型工艺工装的设计制造和复合材料成型工艺难度都很大[1]。本文讨论了在目前制造工艺理论和整体模压成型的工艺方法中存在的压制时铝合金基体变形问题、非加工面尺寸和形状偏差较大、压制温度的作用使铝合金回火软化等问题。

摘要： 本发明提供一种复合强化法制备混杂颗粒增强铝基复合材料的配方及制备方法，复合材料的原料配方组成为基体Al‑Si合金粉末、原位反应剂纳米CuO粉末、微米SiC颗粒；复合材料的基体为Al‑Si合金，增强相为混杂颗粒，包括微米SiC颗粒和纳米Al

摘要： 一种纳米复合的混杂多尺度复合材料的制备方法，属树脂基复合材料低成本制造技术领域。本发明把纳米材料加入树脂，制得纳米复合树脂基体，采用液体模塑工艺制备混杂多尺度复合材料。纳米材料在树脂中的分散以及后续的充模过程均在超声场中进行。由于纳米材料具有极高的比表面积和长径比，因此其在复合材料内部的逾渗阈值相对较低，0.1％～1.5％的添加量尚不足以影响复合材料液体成型工艺过程，在大幅度提高复合材料内部由基体主导的力学性能、导电性能和玻璃化转变温度的同时，不影响由增强纤维主导的拉伸性能。

摘要： 本发明提供了非织造织物，其包括三维纤维阵列。所述三维纤维阵列包括垂直于所述非织造织物的平面延伸并连接到基部基材的直立纤维阵列，其中所述基部基材是可消耗薄膜基材、金属基部基材或心轴基材中的一种或多种。此外，该三维纤维阵列包括多层平行于该非织造纤维平面的非织造平行纤维，该非织造平行纤维以所限定的纤维层取向图案排列在直立纤维阵列之间。

摘要： 详细说明一种具有层序列(50)的前体复合材料(60)，该层序列包括黏合层(20)、黏合层(20)上的载体层(10)、载体层(10)上的离型层(40)和离型层(40)上的分离层(30)，层序列(50)的布置为：黏合层(20)背离层序列(50)的一面至少布置在分离层(30)背离层序列(50)一面的部分区域中。进一步详细说明了一种复合材料、用于制备该前体复合材料的方法、用于制备该复合材料的方法以及前体复合材料的用途和复合材料的用途。

摘要： 本发明提供一种复合强化法制备混杂颗粒增强铝基复合材料的配方及制备方法，复合材料的原料配方组成为基体Al‑Si合金粉末、原位反应剂纳米CuO粉末、微米SiC颗粒；复合材料的基体为Al‑Si合金，增强相为混杂颗粒，包括微米SiC颗粒和纳米Al

摘要： 一种耐磨耐撞复合材料船体，包括：船体，主要由复合材料制成；超混杂复合材料，设于所述船体外表面的吃水线以下区域，所述超混杂复合材料包括纤维增强复合塑料层及夹于纤维增强复合塑料层内的金属纤维层。上述耐磨耐撞复合材料船体在船体的外表面位于吃水线以下区域设置超混杂复合材料，由于超混杂复合材料具有较好的刚度和拉伸强度，从而提高耐磨耐撞复合材料船体的吃水线下的防撞性及耐磨性。本发明还提供一种上述耐磨耐撞复合材料船体的制造方法及采用的超混杂复合材料。

摘要： 本发明公开了一种混杂纤维复合型的复合材料保险杠及其制备方法，该保险杠由多层纤维增强材料层和多层树脂基体构成，所述纤维增强材料层为铺层所得，所述树脂基体为包覆在所述纤维增强材料层中的纤维上。本发明采用铺层涂胶工艺-加压成型工艺制复合材料保险杠。保险杠中纤维增强材料层中的纤维可以是由两种或两种以上纤维混杂组成。所述保险杠中的不同纤维增强材料层的铺层之间可以是混杂的；所述保险杠的多层所述纤维增强材料层在每一纤维铺层内和不同纤维铺层之间可以是混杂的。本发明保险杠中纤维的体积分数为20％～80％，是利用了混杂复合材料突出的可设计性，减轻了保险杠的重量，提高了各种车辆的碰撞安全性、保护行人和乘客。

摘要： 一种耐磨耐撞复合材料船体，包括：船体，主要由复合材料制成；超混杂复合材料，设于所述船体外表面的吃水线以下区域，所述超混杂复合材料包括纤维增强复合塑料层及夹于纤维增强复合塑料层内的金属纤维层。上述耐磨耐撞复合材料船体在船体的外表面位于吃水线以下区域设置超混杂复合材料，由于超混杂复合材料具有较好的刚度和拉伸强度，从而提高耐磨耐撞复合材料船体的吃水线下的防撞性及耐磨性。本发明还提供一种上述耐磨耐撞复合材料船体的制造方法及采用的超混杂复合材料。

摘要： 本发明公开了一种混杂纤维复合型的复合材料保险杠及其制备方法，该保险杠由多层纤维增强材料层和多层树脂基体构成，所述纤维增强材料层为铺层所得，所述树脂基体为包覆在所述纤维增强材料层中的纤维上。本发明采用铺层涂胶工艺-加压成型工艺制复合材料保险杠。保险杠中纤维增强材料层中的纤维可以是由两种或两种以上纤维混杂组成。所述保险杠中的不同纤维增强材料层的铺层之间可以是混杂的；所述保险杠的多层所述纤维增强材料层在每一纤维铺层内和不同纤维铺层之间可以是混杂的。本发明保险杠中纤维的体积分数为20％～80％，是利用了混杂复合材料突出的可设计性，减轻了保险杠的重量，提高了各种车辆的碰撞安全性、保护行人和乘客。

摘要： 本实用新型公开了一种混杂纤维复合型的复合材料保险杠，该保险杠由多层纤维增强材料层和多层树脂基体构成，所述纤维增强材料层为铺层所得，所述树脂基体为包覆在所述纤维增强材料层中的纤维上。固化后纤维增强材料层与纤维增强材料层之间是树脂基体。所述纤维增强材料层中的纤维可以是由两种或两种以上纤维混杂组成。所述保险杠中的不同纤维增强材料层的铺层之间可以是混杂的；所述保险杠的多层所述纤维增强材料层在每一纤维铺层内和不同纤维铺层之间可以是混杂的。本实用新型保险杠中纤维的体积分数为20％～80％，是利用了混杂复合材料突出的可设计性，减轻了保险杠的重量，提高了各种车辆的碰撞安全性、保护行人和乘客。