纤维体积分数

摘要： 基于聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料(PVA‑FRCC)试件的收缩试验,研究了纤维体积分数、水胶比、砂胶比对PVA‑FRCC自生收缩性能的影响.结果表明:PVA纤维的掺入减小了水泥基材料的自生收缩,但效果有限;低水胶比/低砂胶比(LW/LS)组试件的自生收缩明显大于高水胶比/高砂胶比(HW/HS)组试件;水胶比在小范围内变化时,PVA‑FRCC自生收缩随水胶比增大而增大,随砂胶比增大而降低;HW/HS组试件自生收缩占比(ε_(a)/ε_(t))随龄期的增加而增大,LW/LS组试件ε_(a)/ε_(t)随龄期的增加先增大后降低;解除密封后,HW/HS组PVA‑FRCC试件的总收缩仍有较大增长,LW/LS组试件则增长较少.

摘要： 研究了不同纤维体积分数对玻璃钢静态性能和疲劳性能的影响,通过理论分析,推导出了疲劳寿命与纤维体积分数的关系模型,对于叶片设计和生产有较好的指导意义。研究结果表明:根据拟合模型可以得到,同一个应力峰值下玻璃钢同比例试样中(树脂和玻纤的体积分数),纤维体积分数增大,其在玻璃钢试样中占比增大,且试样的受力方向为玻纤的纱线方向,因此疲劳性能有所提升。

摘要： 非黏结柔性立管常用于将海底油气资源输送到平台,有时因设计需要会包含复合材料圆柱壳层结构.以一类8层的非黏结柔性立管为研究对象,分析了含有复合材料圆柱壳层结构的非黏结柔性立管的弯曲特性.提出了一种作用于非黏结柔性立管的轴对称载荷和弯曲载荷联合作用的理论模型,同时建立了计及详细几何特性的非黏结柔性立管数值模型进行了验证.分析了两种典型复合材料及其纤维体积分数对非黏结柔性立管弯曲特性的影响.理论与数值结果吻合较好,计算结果表明:非黏结柔性立管的弯曲特性受复合材料圆柱壳层轴向弹性模量影响较大,轴向弹性模量较大的复合材料会较大地增强完全滑移阶段的非黏结柔性立管的弯曲刚度.非黏结柔性立管的轴向抗拉刚度和完全滑移阶段的弯曲刚度都随着复合材料圆柱壳层的纤维体积分数增大,接近线性增强.

摘要： 文章以玻璃纤维直接无捻纱为增强体,环氧树脂作为基体,制作不同纤维体积分数的等截面风机叶片,根据叶片截面积、长度、纤维体密度建立了一种叶片纤维体积分数的计算方法,通过试验验证了计算方法的准确性;并利用SolidWorks软件建立NACA 6412叶片三维模型,以有限元理论为基础,借助ANSYS Workbench软件对叶片进行模态模拟分析。

摘要： 已有对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA/C)柱抗震性能的研究大多针对短柱,且PVA/C一般只在节点及其邻近部位局部设置.基于此,本文对低轴压比且沿柱全高设置的PVA/C中长柱进行低周反复荷载试验,变化参数为纤维体积分数ρf和体积配箍率ρv.通过试验,得出以下结论:所有试件均发生弯曲破坏;当ρf和ρv分别在试验设计范围内增大时,试件的裂缝控制能力、延性、截面转动能力及耗能能力均提高,刚度退化及承载力衰减速度减小;ρf的增大可较大程度提高试件开裂荷载,而对峰值荷载影响较小;ρf由0 vol％提高到2 vol％,位移延性系数、耗能比及开裂荷载分别提高52.9％、112.3％和51.1％;掺加适量纤维后,即使降低配箍率,试件也可保持良好的抗震性能和裂缝形态.根据本文试验数据并收集其他相关文献试验数据,拟合得出位移延性系数与ρf和ρv之间的关系式.最后总结了各类PVA/C柱抗震性能差异.

摘要： 试验研究了6种长径比较小且直径较粗的钢纤维(SF)(短直形、长直线形、圆弧形、闭合三角形、闭合矩形、闭合圆环形)对高性能混凝土性能的影响.通过改变SF体积分数从而改变其形成的环域个数和面积,探究二者对混凝土流动性、抗拉及抗折强度的影响,并通过研究破坏界面分析混凝土破坏形式和机制.结果表明:闭合区域个数及纤维的环域面积对混凝土流动起主要影响;闭合SF中圆环形SF对混凝土抗折及抗压强度的提升效果优于其他形状的闭合SF.短直形SF与圆环形SF混杂试验中,圆环形SF体积分数为1vol％、短直形SF体积分数为0.5vol％时,SF/混凝土抗压强度和抗折强度提升的综合效果最佳.

摘要： 基于建立的复合材料渐进失效模型(PD model),通过引入机织复合材料纤维束波动形态特征,对PD模型进行了修正.通过与实验结果及其它模型结果的对比验证了修正后模型的有效性.同时,采用PD模型系统,全面地分析了平纹机织复合材料的几何参数包括波动角、编织角、总体纤维体积分数对其力学性能的影响,获得了机织复合材料力学性能随几何参数变化的趋势.其中指出Graphite/Epoxy机织复合材料由于其纤维与基体模量差异性较大而造成其力学性能相较于E-glass/Epoxy机织复合材料受波动角的影响较大;编织角对机织复合材料面内力学性能的影响更为显著,面内力学性能随编织角的变化以一种波动形式出现;机织复合材料的总体纤维体积比越大,纤维束的力学性能就越强,机织复合材料的力学性能也就越强,且这一增长趋势接近于指数增长.

摘要： 为研究高延性混凝土(HDC)的剪切性能并评价其剪切韧性,设计了5组HDC试件、1组HDC基体试件(不含纤维)和1组普通混凝土对比试件,通过双面剪切试验,以纤维体积分数和HDC抗压强度为参数,分析其破坏形态、抗剪强度及峰值变形,根据试验结果提出了HDC的剪切韧性评价方法.结果 表明:HDC纤维桥联作用及纤维拔出过程中吸收了大量能量,试件发生具有延性特征的剪切破坏;与基体试件和普通混凝土试件相比,HDC试件的抗剪强度和峰值变形均显著提高,其提高幅度随纤维体积分数的增加而增大;随HDC抗压强度的增大,试件抗剪强度增大,峰值变形降低;采用初始能量密度和残余剪切韧度比评价HDC的剪切韧性,其剪切韧性显著高于基体和普通混凝土.

摘要： 纤维预成型体厚度方向渗透率的准确表征是液体模塑成型工艺制备大厚度复合材料计算机优化的关键.网孔板层是布置在试样上下表面、用于控制纤维厚度并防止纤维变形的刚性构件,其开孔率是纤维厚度方向渗透率Kz测量中的重要表征参数.本文首先通过实验对用于控制纤维预成型体厚度的垫圈进行校正;然后在排除纤维体积分数误差的前提下,通过金属网增大网孔板层的开孔率,测量缎纹织物SW220C-l00b在不同压力和纤维体积分数下的Kz,提出有效计算面积的概念并得到其变化规律;最后,基于测试结果,研究注射压力和纤维体积分数对Kz的影响.结果 表明:有效计算面积随着注射压力和纤维体积分数的增加而减小;纤维体积分数的增大会减小织物的Kz值,网孔板层开孔率的增大会减小注射压力对Kz的影响.

摘要： 树脂在复合材料预成型体厚度方向的渗透能力对复合材料液体模塑成型工艺(LCM)的成功实施至关重要.本文采用连续加载的方式,研究了玻璃纤维增强树脂基复合材料液体成型过程中多轴向无屈曲织物(NCF)和斜纹织物(WF)的压缩响应行为,并建立描述该行为的数学模型.采用自制测试装置对预成型体在重力等不同注射压力驱动下的厚度方向渗透率进行测试,考察了预成型体纤维体积分数、测试流体注射压力等对预成型体厚度方向渗透率Kz的影响.基于预成型体压缩响应数学模型和厚度方向渗透率与注射压力的关系,对Kozeny-Car-man公式进行修正,提出了变注射压力条件下的厚度方向渗透率预测模型.结果表明:预成型体厚度方向渗透率随着纤维体积分数的增大而减小,与Kozeny-Carman方程结果相符合.当纤维体积分数为0.42≤Vf≤0.58时,注射压力对厚度方向渗透率影响较大,实验结果验证了本文提出的预测模型;当纤维体积分数V f≥0.58时,注射压力对厚度方向渗透率影响较小,厚度方向渗透率趋于恒定.

摘要： 竹纤维是毛竹材中的主要承力构件,从竹青到竹黄竹材的力学性质与竹纤维体积分数关系密切.本文将竹材拉伸实验结果与竹壁上纤维体积分数测试结果相关联,分别得到竹材弹性模量和纤维体积分数在壁厚方向上的变化曲线,并分析两条曲线之间的非线性相关系数在壁厚方向上的变化趋势.结果表明,壁厚方向上竹材弹性模量和纤维体积分数呈现出显著相关性,但是相关程度从竹青到竹黄逐渐减弱,这与纤维密度从竹青到竹黄逐渐减小有关.

摘要： 以石英纤维布和硅溶胶为原料，采用溶胶-凝胶工艺，制备了2D SiO2f/SiO2 复合材料，并研究了纤维体积分数对材料的力学性能的影响。结果显示，提高复合材料的纤维体积分数，材料的力学性能也随之提高。石英纤维体积分数为40%时，材料的弯曲强度达83MPa，层间剪切强度达5MPa，而石英纤维体积分数为45%时，材料的弯曲强度达97MPa，材料的层间剪切强度达8MPa。提高材料的纤维体积分数，加强了复合材料中石英纤维与基体的结合，有效地提高了纤维的增强效果，从而提高了复合材料的力学性能。

摘要： 用表面涂覆B4C涂层的B纤维,采用大气等离子喷涂法制备纤维间距为200μm和160μm两种连续B纤维增强Al基复合材料预制片,结合真空热压扩散焊制备了纤维均匀分布的B/Al复合材料,探讨了在两种不同纤维间距条件下复合材料组织结构及其中纤维体积分数对B/Al复合材料力学性能的影响.

摘要： 在研究多轴向经编结构中纱线系统的组成和相应纱线的几何形态的基础上，采用NURBS曲线和曲面原理建立能反映现代多轴向经编织物中成圈纱、增强衬纱和短切毡几何结构的三维实体模型，并在VC++.NET环境下调用OpenGL图形库开发相应的三维仿真系统，实现了多轴向经编织物几何模型的三维仿真。同时，通过选取几何单胞，建立了带有短切毡的现代多轴向经编织物单胞结构模型，推导了几何结构特征参数和加工工艺参数之间的关系，得出了现代带有短切毡的多轴向经编织物理论纤维体积分数公式，以不同规格的多轴向经编织物为样品，通过实验将纤维体积分数的理论值与实测值进行比较，结果显示，两者具有很好的一致性，证明所建模型是科学和实用的。

摘要： 为了更好地研究2.5维机织复合材料的力学性能,基于材料细观结构中纱线系统的组成和相应的纱线几何形态,并进行相应的简化,建立了具有普适意义的单胞几何模型.经过数学推导得到不同结构的2.5维机织复合材料单胞模型中纱线的形状参数和纤维体积含量.不同结构材料纤维体积含量和弹性性能的算例分析结果与试验结果吻合良好,表明本文的单胞几何模型能够较好地反映2.5维机织复合材料的结构特点,具有较强的适用性.

摘要： 为了更好地研究2.5维机织复合材料的力学性能,基于材料细观结构中纱线系统的组成和相应的纱线几何形态,并进行相应的简化,建立了具有普适意义的单胞几何模型.经过数学推导得到不同结构的2.5维机织复合材料单胞模型中纱线的形状参数和纤维体积含量.不同结构材料纤维体积含量和弹性性能的算例分析结果与试验结果吻合良好,表明本文的单胞几何模型能够较好地反映2.5维机织复合材料的结构特点,具有较强的适用性.

摘要： 为了更好地研究2.5维机织复合材料的力学性能,基于材料细观结构中纱线系统的组成和相应的纱线几何形态,并进行相应的简化,建立了具有普适意义的单胞几何模型.经过数学推导得到不同结构的2.5维机织复合材料单胞模型中纱线的形状参数和纤维体积含量.不同结构材料纤维体积含量和弹性性能的算例分析结果与试验结果吻合良好,表明本文的单胞几何模型能够较好地反映2.5维机织复合材料的结构特点,具有较强的适用性.

摘要： 为了更好地研究2.5维机织复合材料的力学性能,基于材料细观结构中纱线系统的组成和相应的纱线几何形态,并进行相应的简化,建立了具有普适意义的单胞几何模型.经过数学推导得到不同结构的2.5维机织复合材料单胞模型中纱线的形状参数和纤维体积含量.不同结构材料纤维体积含量和弹性性能的算例分析结果与试验结果吻合良好,表明本文的单胞几何模型能够较好地反映2.5维机织复合材料的结构特点,具有较强的适用性.

摘要： 三维编织复合材料的性能分析一般只考虑纤维织构的直线状态，忽略纤维实际卷曲情况，这固然给分析和计算带来方便，但实际结果相差很大。该文在R.Pandey提出的考虑了纱线实际卷曲的单元模型和E.Armstrong-Carroll，F..K.Ko提出的Euclidean编织模型基础上，提出了一种考虑纤维织构纱线间空间实际状况，及纱线本身卷曲的单元模型，以此为基础进行力学性能分析。

摘要： 三维编织复合材料的性能分析一般只考虑纤维织构的直线状态，忽略纤维实际卷曲情况，这固然给分析和计算带来方便，但实际结果相差很大。该文在R.Pandey提出的考虑了纱线实际卷曲的单元模型和E.Armstrong-Carroll，F..K.Ko提出的Euclidean编织模型基础上，提出了一种考虑纤维织构纱线间空间实际状况，及纱线本身卷曲的单元模型，以此为基础进行力学性能分析。

摘要： 本发明涉及一种高体积分数碳粘结短切碳纤维复合材料的制备方法，所述制备方法包括：通过机械搅拌分散无胶短切碳纤维，烘干，得到预分散短切碳纤维；采用弹花机对预分散短切碳纤维再次撕咬分散，形成具有交织结构的短切碳纤维蓬松堆积体；将具有交织结构的碳纤维蓬松堆积体压缩，得到预成型短切碳纤维体；将预成型短切碳纤维体成型、浸渗酚醛树脂溶液，得到短切碳纤维增强酚醛树脂基复合材料；再经加热固化，高温碳化裂解酚醛树脂，得到高体积分数碳粘结短切碳纤维复合材料。

摘要： 本发明公开了一种采用纤维微动和硬性填充相结合的随机填充方法来生成二维树脂基纤维增强代表体积元（RVE）复合结构。本方法共分别为硬性填充，纤维微动和外围纤维调整三个步骤。通过本方法的实施，可以将目前二维RVE纤维填充算法由Shin‑Mu Park等人于2019年保持的66%提高到95%，极大的满足了当前复合材料数值计算建模的需要。

摘要： 本发明公开了纳米纤维结构及其制造和使用方法。在一些实施方式中，提供了包含与包含多个支撑元件的支撑结构接触的多孔片材，其中：纳米纤维的平均直径为约10‑900 nm；支撑元件的平均厚度小于、约等于或大于纳米纤维的厚度的平均厚度；片材的平均厚度为支撑元件的平均厚度的约75％‑150％；纳米纤维的总体积小于多孔片材的总体积的约20％；和/或支撑结构的总体积小于多孔片材的总体积的约50％。在一些实施方式中，提供了包含一个或多个部分的多层结构，其中每个部分都独立地包含一个或多个如本文所述的多孔片材。

摘要： 本发明涉及一种高体积分数短纤维增强准各向同性SiC

摘要： 本发明公开了陶瓷基质复合物制品（10），包括例如在具有单峰孔径分布的基质（30）中的纤维丝束（20）的多个单向阵列，以及约15百分比至约35百分比的纤维体积分数。制品可通过方法（100）形成，例如，其包括提供成形预制件（110），该成形预制件包括纤维丝束的单向阵列的预浸料带叠层、基质前体和成孔剂，固化成形预制件（120）以热解基质前体并烧尽成孔剂，使得成形预制件包括纤维丝束的单向阵列和具有单峰孔径分布的多孔基质，并且使固化的成形预制件经历化学气相渗透（130）以使多孔基质致密化，使得陶瓷基质复合物制品具有约15百分比至约35百分比的纤维体积分数。

摘要： 本发明公开了陶瓷基质复合物制品(10)，包括例如在具有单峰孔径分布的基质(30)中的纤维丝束(20)的多个单向阵列，以及约15百分比至约35百分比的纤维体积分数。制品可通过方法(100)形成，例如，其包括提供成形预制件(110)，该成形预制件包括纤维丝束的单向阵列的预浸料带叠层、基质前体和成孔剂，固化成形预制件(120)以热解基质前体并烧尽成孔剂，使得成形预制件包括纤维丝束的单向阵列和具有单峰孔径分布的多孔基质，并且使固化的成形预制件经历化学气相渗透(130)以使多孔基质致密化，使得陶瓷基质复合物制品具有约15百分比至约35百分比的纤维体积分数。

摘要： 本发明涉及控制复合材料中渗透性和纤维体积分数的聚合物纳米颗粒。纤维束可包括多个增强长丝，每个增强长丝具有长丝横截面宽度。至少一部分聚合物纳米颗粒可连接至至少一个增强长丝和/或至其它聚合物纳米颗粒。聚合物纳米颗粒可具有小于增强长丝横截面宽度的颗粒横截面宽度。聚合物纳米颗粒可提供增强长丝之间的局部长丝间隔以减少或避免增强长丝之间的直接接触，进而允许树脂在长丝之间流动，和/或满足纤维体积分数要求。

摘要： 本发明提供一种控制复合材料厚度和纤维体积分数的成型设备工装及成型方法，该工装包括底板、若干金属支架、成型模具、偏置型面均压板、硅橡胶、注胶管道、出胶管道、真空袋、导流网、固定销钉和定位销钉，金属支架采用倒L型或T型支架，金属支架的一端通过紧固螺栓连接底板，金属支架的另一端设有万向螺栓，成型模具设于底板上，金属支架环绕成型模具设置，成型模具上依次设有脱模布一、脱模布二、真空袋、硅橡胶和偏置型面均压板，注胶管道、出胶管道均设于真空袋与脱模布二之间；本发明能制造不同厚度的制件和所需的纤维体积分数的制件，模具设备成本只需要一套，大大减低了生产成本，并且具有可调节性，能根据生产需要进行生产调节。

摘要： 本发明公开的涡轮叶盘预制体，由预制体单元叠层铺放再经Z向穿刺缝合形成，预制体单元包括中心叶盘，中心叶盘外围均匀布置有若干叶片，中心叶盘与叶片衔接区域为齿根；中心叶盘、叶片、齿根结构为由连续周向纤维和放射状径向纤维交织而成的极性编织结构。本发明公开的涡轮叶盘预制体纤维体积分数工艺设计方法，根据纤维体积分数的技术要求分别确定涡轮叶盘各部位的径向纤维和周向纤维的长度用量，进一步确定周向纤维密度和径向加纱工艺，实现了满足特定体积分数要求的涡轮叶盘预制体的编织工艺设计，具有结构稳定，纤维承力性能优良的特点。

摘要： 本发明公开了陶瓷基质复合物制品（10），包括例如在具有单峰孔径分布的基质（30）中的纤维丝束（20）的多个单向阵列，以及约15百分比至约35百分比的纤维体积分数。制品可通过方法（100）形成，例如，其包括提供成形预制件（110），该成形预制件包括纤维丝束的单向阵列的预浸料带叠层、基质前体和成孔剂，固化成形预制件（120）以热解基质前体并烧尽成孔剂，使得成形预制件包括纤维丝束的单向阵列和具有单峰孔径分布的多孔基质，并且使固化的成形预制件经历化学气相渗透（130）以使多孔基质致密化，使得陶瓷基质复合物制品具有约15百分比至约35百分比的纤维体积分数。