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采用真空辅助灌注成型工艺与热压罐成型工艺,分别制备不同增强材料的标准压缩试样和含缺陷的压缩试样.压缩测试实验结果表明,压缩载荷下波纹缺陷引起压缩弹性模量和强度显著减小,并且对压缩强度的影响更加明显;同时,均一波纹对复合材料板材的压缩强度与压缩弹性模量的影响比梯度波纹曼大;此外,波纹对碳纤维预浸料增强复合材料的力学性能影响更大,层间剪切破坏是试样主要失效机制,并且在纤维波纹的最大偏转角处,试样易发生横向剪切破坏.

关键词: 缺陷 , 波纹比 , 层间剪切破坏 , 纤维偏转角

纤维波纹对复合材料层合板刚度影响研究

吴维清 , 朱俊 , 王继辉 , 舒明杰 , 欧阳佳斯

玻璃钢/复合材料

从实验及数值模拟两个方面研究均一波纹缺陷对复合材料层合板刚度影响.采用VARI成型工艺制作复合材料波纹板试样,通过压缩测试测得其主杨氏模量和泊松比.利用有限元分析软件ANSYS构建复合材料波纹板模型,预测压缩载荷下复合材料波纹板的刚度,研究纤维体积分数和波纹比对刚度影响.结果表明,纤维波纹对复合材料刚度有很大的影响,尤其是Ex的下降趋势非常明显;在纤维最大偏转角处,试样易发生剪切破坏;波纹比对波纹板刚度影响的变化趋势几乎不受纤维体积含量的影响,实验结果与ANSYS模拟结果有较好的一致性.

关键词: 波纹 , 有限元 , 最大偏转角 , 刚度

中途高温回火对40Cr钢疲劳寿命的影响

杨晓华 , 吴维清

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2004.03.017

采用控制应力疲劳实验方法,对中碳合金钢40Cr进行了拉-压疲劳实验.将调质处理后的40Cr钢疲劳试样在实时疲劳损伤监测的情况下循环到不同的损伤阶段,中止疲劳实验,进行中途高温回火处理,然后继续在相同条件下进行应力疲劳实验,讨论中途高温回火对40Cr钢疲劳寿命的影响.结果表明,中途回火大大增加了试样的疲劳寿命.循环到疲劳寿命的30%的试样中途回火后疲劳寿命增加了20%,循环到疲劳寿命的40%的试样中途回火后疲劳寿命增加了40%,循环到疲劳寿命的50%的试样中途回火后疲劳寿命增加了77%.微观分析表明,疲劳断口上韧窝的增大增深、疲劳源数量增加等是疲劳寿命增加的主要原因.

关键词: 疲劳损伤 , 回火 , 40Cr钢 , 疲劳寿命

面外波纹对复合材料层合板弹性性能的影响

朱俊 , 吴维清 , 欧阳佳斯 , 王继辉 , 倪爱清

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160102.001

基于经典层合板理论(CLT),提出一个多参数解析模型,定量研究了面外波纹缺陷对含波纹缺陷的复合材料层合板弹性模量、剪切模量和泊松比等弹性性能的影响.结果表明:面外波纹对主弹性模量、Z向弹性模量、X-Z平面剪切模量和面内泊松比都产生了显著影响;对于碳纤维/环氧树脂材料体系算例,在特定波纹比和波纹区域范围内,面内泊松比出现了负值.该建模方法为研究波纹缺陷对复合材料层合板弹性性能影响提供了参考.

关键词: 缺陷 , 面外波纹 , 经典层合板理论 , 层合板 , 弹性性能

内衬材料性能对碳纤维缠绕压力容器的轴向残余变形的影响

舒明杰 , 祖磊 , 王继辉 , 李书欣 , 吴维清 , 胡海晓

玻璃钢/复合材料

纤维缠绕压力容器加卸载后的残余变形趋势研究,对提高制品的尺寸稳定性及满足压力容器的合格性认证均有重要指导意义.分析了钛内衬材料性能参数对纤维缠绕压力容器轴向残余变形趋势的影响.针对等张力缠绕压力容器,采用变角度、变厚度的精细化建模方法,建立了碳纤维螺旋加环向缠绕压力容器的筒身和封头段模型.测试了钛内衬材料在不同屈服强度下的力学性能曲线,并利用有限元模型分析了不同材料性能参数所对应的压力容器加卸载后的轴向残余变形.结果表明,经过给定的加卸载过程后,纤维缠绕压力容器总体沿轴向缩短;并且,钛内衬材料屈服强度的改变对容器轴向残余变形量有着显著的影响.

关键词: 复合材料 , 纤维缠绕 , 压力容器 , 屈服强度 , 残余变形

均一波纹单向复合材料板的力学性能研究

欧阳佳斯 , 倪爱清 , 朱俊 , 吴维清

玻璃钢/复合材料

基于有限元分析方法,针对复合材料在风电叶片制造过程中可能出现的缺陷——纤维波纹,建立了一种有限元微观模型预测单向均一波纹板的力学性能.在ANSYS软件中,采用参数化建模方法,建立正弦曲线状波纹的单胞模型,即代表性体积元(RVE).采用均匀化方法,建立周期性边界条件,求出不同的加载条件下平均应力与应变关系,进而得到等效刚度.此外,对轴向压缩载荷下纤维基体局部应力进行了数值模拟和计算.结果表明,波纹比对复合材料刚度影响较大,特别是纵向杨氏模量损失严重,正应力和层间应力在沿波纹方向发生了显著变化.

关键词: 复合材料 , 纤维波纹 , 有限元分析 , 刚度 , 应力

高级胶清橡胶的性能

张哲 , 廖双泉 , 郭明万 , 廖小雪 , 王丽芝

材料科学与工程学报

将胶清通过中空纤维柱浓缩后,分别用碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶进行脱蛋白处理,以得到非橡胶组分少的高级胶清橡胶,并研究其各项性能.结果表明,浓缩胶清经过碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶处理后胶清橡胶的氮含量和挥发物含量显著降低；胶清橡胶的硫化速率变慢,改善了胶清橡胶易焦烧的性能；胶清橡胶的力学性能提高,热稳定性降低.

关键词: 胶清橡胶 , 脱蛋白 , 性能