The rheology of suspensions of vinylon fibers in polymer liquids. II. Suspensions in polymer solutions

Summary The rheological properties of vinylon fiber suspensions in polymer solutions were studied in steady shear flow. Shear viscosity, first normal-stress difference, yield stress, relative viscosity, and other properties were discussed. Three kinds of flexible vinylon fibers of uniform length and three kinds of polymer solutions as mediums which exhibited remarkable non-Newtonian behaviors were employed. The shear viscosity and relative viscosity ( _r ) increased with the fiber content and the aspect ratio, and depended upon the shear rate. Shear rate dependence of _r was found only in the low shear rate region. This result was different from that of vinylon fiber suspensions in Newtonian fluids. The first normal-stress difference increased at first slightly with increasing fiber content but rather decreased and showed lower values for high content suspensions than that of the medium. A yield stress could be determined by using a modified equation of Casson type. The flow properties of the fiber suspensions depended on the viscosity of the medium in the suspensions under consideration.With 16 figures and 1 table     

A NEW METHOD TO DETERMINE THE R-CURVE OF CERAMICS-FRACTURE GRATING METHOD

The etching technique of the single-lined zero-thickness specimen grating is applied tothe surface of the SiC fiber toughening Si_3N_4 ceramic composite specimen.The position of the crackand the crack length during the process of crack extension when the load is applied and gradually in-creased can be determined by recording the output voltage value of the Wheatstone bridge in which theceramic specimen with the fracture grating on is located.The crack-growth-resistance(R-curve) of thismaterialis thus obtained.     

STATISTIC MODELING OF THE CREEP BEHAVIOR OF METAL MATRIX COMPOSITES BASED ON FINITE ELEMENT ANALYSIS

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｃｒｅｅｐｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｓｈｏｒｔｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅＭｅｔａｌＭａｔｒｉｘＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ (ＭＭＣｓ)ｄｅｐｅｎｄｓｏｎｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ,ｓｕｃｈａｓｔｈｅｃｒｅｅｐｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅｍａｔｒｉｘ ,ｅｌａｓｔｉｃａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｓｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｆｉｂｅｒ,ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｆｉｂｅｒｓ,ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｆｉｂｅｒｓａｎｄｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅｆ…     

压力场中光纤应变测量方法研究

本文对压力场环境下的光纤应变测量方法进行了研究，在理论上分析了由于测试环境的压力变化产生虚假应变的原因，提出了采用补偿的方法消除虚假应变。通过具有补偿功能的马赫－泽得干涉系统对应变场进行了测量，证明了补偿法的可靠性，为光纤应变测量方法向实用化转变进行了有益的探讨。     

SMA纤维复合材料梁振动半主动控制

分析了一类形状记忆合金(SMA)纤维混杂层合粱用于振动控制的动力学模型和作用机理．采用多胞模型、形状记忆合金一维本构关系分析方法，同时考虑横向剪切的影响，建立了层合梁的数学模型．半主动控制是通过改变受控结构的参数来减小结构振动的响应．根据开关控制原理确定可变刚度系统的控制律，进行SMA纤维混杂层合粱的半主动控制的数值仿真．结果表明，将半主动控制应用于梁的振动控制是一种有效的方法．     

氧化铝纤维含量对Al2O3f＋Cf／ZL109混杂复合材料耐磨性能的影响

利用挤压铸造法制备了Al2O3f Cf/ZL09短纤维混杂金属基复合材料，并探讨了炭纤维体积分数为4％时，Al2O3纤维含量变化对该复合材料耐磨性能的影响。结果表明：随着Al2O3体积分数增加，复合材料的摩擦系数逐渐增大，复合材料从轻微磨损到急剧磨损的临界转变载荷大幅度提高，并随Al2O3含量的增加而逐渐增大；在临界载荷以下，影响复合材料磨损率的Al2O3含量临界值为12％，当Al2O3含量低于临界值时复合材料磨损表面无明显剥落，而当Al2O3含量超过临界值后，复合材料磨损表面存在大量的剥落坑，磨损率增大。     

单向连续竹纤维增强聚合物的拉伸性能

描述了一种单向连续竹纤维增强聚合物试件的制作工艺过程:研究了该型竹纤维增强复合材料的拉伸力学性能。将该性能与单向连续玻璃纤维增强聚合物的拉伸力学性能进行了比较,发现竹纤维增强聚合物的拉伸模量要明显高于玻璃纤维增强聚合物的对应值,而其拉伸强度和玻璃纤维增强聚合物的相当。同时发现竹纤维增强聚合物的纵向延展性较小,呈现一次性单界面脆性断裂状况,相对地,连续玻璃纤维增强聚合物的拉伸断裂是多次多界面分段断裂。     

填充聚醚醚酮复合材料在水润滑下的摩擦学特性研究

研究了水润滑下炭纤维、石墨及聚四氟乙烯填充聚醚醚酮复合材料与不锈钢对摩时的摩擦磨损性能，利用扫描电子显微镜观察分析了磨损表面和磨屑形貌，利用X射线能量色散谱仪分析了磨损表面的元素组成．结果表明：炭纤维含量对摩擦副的摩擦系数影响不大，磨损率随着炭纤维含量的增加而减小；随着载荷增大，摩擦系数先降低而后升高，当载荷较小时，填充聚醚醚酮复合材料的磨损率随载荷增大而缓慢增加，当载荷超过一定值后，磨损率急剧增加；填充聚醚醚酮复合材料在较低载荷下主要呈现疲劳磨损特征，在较高载荷下主要呈现微切削特征．     

陶瓷阻力曲线测定的新方法——断裂栅法

将零厚度单向试件栅刻蚀工艺应用于晶须增韧氮化硅陶瓷基复合材料表面，通过记录试件所在桥路的输出电压值，可得到随载荷不断增大裂纹逐渐向前扩展过程中每一时刻的裂尖位置和裂纹长度，从而得到该种材料的阻力曲线。     

双轴应力状态下正交异性动态光弹性应力——光性定律研究

基于静态下Ｈｙｅｒ和Ｌｉｕ表述的正交异性应力－光性定律，在前文中，提出了正交异性光弹性复合材料的动态应力－光性定律并证明了其在单轴应力状态下的正确性。本文旨在进一步考察在双轴应力状态下正交异性动态应力－光性定律的适用性，采用的方法是对纤维增强光弹性复合材料制作的平板模型施加冲击荷载，加载方向与材料纤维方向分别成０°、９０°及４５°角，同时进行正交异性动态光弹性实验和动态应变测量，另外，对该模型进行相应的各向异性介质时域边界元计算。把动态应变测量推算出的应力分量以及时域边界元计算出的应力分量分别代入正交异性动态应力－光性定律，得到随时间变化的双折射条纹级数历程，将其与正交异性动态光弹性实验的结果进行比较。实验及计算结果表明，在三个加载方向下，由这三种方法得到的双折射条纹级数历程均吻合良好，从而证明了前文提出的正交异性动态应力－光性定律在双轴应力状态下的正确性。