杜龙
,
矫桂琼
,
黄涛
,
李朝光
材料科学与工艺
通过试验研究了Z-pin增强泡沫夹层结构的弯曲性能,与未增强材料进行比较.提出采用树脂Z-pin对泡沫夹层结构进行横向增强,比较了碳pin和树脂pin的不同增强效果.结果表明,横向增强能够极大地改善泡沫夹层结构的弯曲性能,树脂pin的增强作用虽然弱于碳pin,但同样具有明显的增强效果.在此基础上,基于Z-pin增强泡沫夹芯的力学性能,对夹层结构的弯曲刚度和弯曲最大破坏载荷进行预测.最后考察了增强Z-pin各参数对泡沫夹层结构自振频率的影响,为其在航空航天等振动结构中通过合理的阻尼设计达到调频的目的打下基础.
关键词:
夹层复合材料
,
Z-pin增强
,
力学性能
杜龙
,
矫桂琼
,
贾普荣
,
王文贵
,
戴棣
材料科学与工程学报
二维编织布在铺设形状复杂的复合材料结构时,如果边缘受到拉剪,经纬纱之间的夹角会发生变化;在固化过程中,原本正交的经纬纱走向也可能发生偏转.经纬纱之间夹角的变化会增加材料的各向异性,进而影响结构的力学性能.本文通过试验研究了纤维束偏转对二维编织复合材料弹性性能的影响,分别进行了三种典型试验件面内拉伸弹性模量的测试.基于刚度体平均方法,提出了一种非正交二维编织树脂基复合材料的刚度预测模型,并在此基础上分析了纤维束偏转对材料有效性能的影响规律.计算结果与试验数据符合良好.
关键词:
复合材料
,
二维编织
,
非正交单胞模型
,
弹性性能
杜龙
,
矫桂琼
,
黄涛
,
赵龙
,
黄峰
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.06.024
通过不同Z-pin角度(15°和25°)和夹芯厚度(8mm和12.7mm)的X状Z-pin增强泡沫夹层材料的剪切性能试验,与相同材料同尺寸的未增强件进行对比,考察X状Z-pin对泡沫夹层结构的增强作用.试验结果表明,X状Z-pin增强使材料的剪切强度和刚度都有较大幅度的提高;同时,Z-pin的加入使该结构具有与传统泡沫夹层材料不同的剪切破坏形式.在此基础上,结合空间网架结构和等效夹杂方法,提出了X状Z-pin增强泡沫夹层结构剪切刚度模型,计算结果与试验值符合良好.结果表明,X状Z-pin增强不仅能大幅度提高泡沫夹层结构的剪切性能,并具有良好的可设计性,可以通过改变Z-pin角度和材料等改变其力学性能.
关键词:
夹层结构
,
Z-pin增强
,
剪切性能
杨成鹏
,
矫桂琼
,
王波
,
杜龙
复合材料学报
采用不同界面强度的2种2D～C/SiC试件,在空气环境中进行700℃无应力氧化试验.通过扫描电镜(SEM)分析发现:材料表面的氧化机制为反应控制,纤维均匀变细;内部的氧化机制为扩散控制,被氧化的纤维产生了缺口或者局部缩颈现象.纤维氧化使有效承载面积减小,导致材料的模量和强度下降.强界面材料模量高而强度低,断口整齐;弱界面材料模量低而强度高,纤维拔出较长.基于以上SEM分析结果,建立了细观力学模型,对起始模量进行模拟计算,获得了与试验值比较吻合的结果.
关键词:
2D-C/SiC
,
界面
,
模量
,
氧化机制
,
细观力学
杜龙
,
矫桂琼
,
黄涛
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2008.04.020
Z-pin增强泡沫夹层结构作为一种新兴的复合材料夹层结构形式,能够克服传统蜂窝夹层结构的诸多缺陷.采用预浸碳纤维增强Rohacell夹芯,进行Z-pin角度为15°和25°,夹芯厚度分别为12.7mm和8mm两种Z-pin增强泡沫夹层结构的面内压缩性能试验,并与相同批次和尺寸的未增强件进行对比,考察其对传统泡沫夹层结构的增强作用.试验发现X状Z-pin增强能够大幅度提高夹层结构的压缩强度与刚度.同时,增强材料表现出与传统泡沫夹层结构不同的压缩变形与破坏模式.证实Z-pin的弹性屈曲控制着结构的压缩强度,夹芯厚度和Z-pin角度影响Z-pin屈曲的计算长度,从而成为材料压缩强度的控制因数.在此基础上,考虑面板对Z-pin的有限转动约束,通过引进约束修正系数改进现有的压缩强度预测模型,预测值与试验结果更加接近.
关键词:
夹层结构
,
Z-pin增强
,
压缩性能
