短纤维复合材料的压缩强度

细观力学理论得到的复合材料内应力是均值应力,在进行破坏和强度预报前,必须转化到真实值.对于短纤维复合材料,除了轴向压缩真实应力外,基体其它方向真实应力计算已得到解决,等于其均值应力乘以基体应力集中系数.论文基于弹性力学方法得到了短纤维复合材料轴向压缩下基体的应力场,并据此定义基体的轴向压缩应力集中系数.与基体其它方向应...     

短纤维夹层对Ⅰ型层间断裂韧性的影响

考虑短纤维在层间杂乱分布特点,基于基体剥落和纤维拉出耦合,建立了层间短纤维夹层的桥联增韧模型和解法,用于分层韧度增量ΔGIC的预报,讨论了短纤维长度和模量的影响.计算结果表明,当碳纤维/树脂层板在层间加入少量的Kevlar短纤维时,层间裂纹张开位移导致短纤维从基体中剥离,在纤维中引起的张力产生桥联力并使纤维拉出,在纤维间相互干扰下,拉出过程中产生的能量耗散使层间断裂韧性明显提高.算例表明,中等界面摩擦、较长的纤维长度和较高的模量有利于提高ΔGIC.计算结果与Sohn和Hu的实验比较表明,建议的模型是合理有效的.     

注塑成型流动过程中的纤维定向分析

基于Ｈｅｌｅ－Ｓｈａｗ流动，采用Ｄｉｎｈ定向计算模型，运用分层计算方法模拟中等浓度短纤维增强塑料在注塑流动成型过程中纤维的取向状态，以多层的定向描述制品截面内的整体定向情况。     

短纤维端部形状对其增强复合材料应力分布的影响

采用ABAQUS软件分析了不同纤维端部形状下碳纤维增强树脂基复合材料的纤维端部应力分布。考虑的纤维端部形状包括平面、半椭球面、楔形面。结果表明:当长径比≥0.75时,半椭球面纤维端部复合材料力学性能优于平面和楔形纤维端部复合材料。进一步研究了界面相厚度、界面相弹性模量对纤维端部轴向应力和剪应力的影响。结果表明:轴向应力σB随界面相弹性模量的增加逐渐减小,界面相弹性模量较小时(E≤4 GPa左右),剪应力τD随着界面相弹性模量的增加而迅速增加,此后τD基本保持不变;当E≥3 GPa左右时,轴向应力σB随界面相厚度的增加逐渐减小。在所研究的界面相厚度(0.1、0.2、0.3μm)范围内,τD基本不随界面相厚度的变化而改变。所以界面相弹性模量应尽可能小于并接近于树脂基体的弹性模量(4 GPa),并适当增加界面相厚度有利于抑制界面脱粘破坏。     

层间短纤维的桥联和增韧分析

根据短纤维在层间杂乱分布和接近裂纹表面的特点，考虑基体剥落和纤维拉出耦合，本文建立了一个层间短纤维桥联模型，分析短纤维的层间增韧机理和主要影响因素。计算结果表明，纤维增强树脂层板在层间加入少量的Kevlar短纤维时，裂纹张开位移导致短纤维从基体中剥离和拉出，在纤维相互干扰下，拉出过程中产生大的能量耗散，从而明显地提高层间断裂韧性。纤维界面性质对△G1c有重要影响，纤维杂乱分布引起的相互干扰及纤维初始弯曲，使层间断裂韧性显著增加。比较表明，△G1c的理论预测与实验结果相符合。     

短纤纱放湿规律的研究

研究了２０种棉、苎麻、粘胶及涤纶纯纺短纤纱达到饱和吸水后在一定的大气条件下的放湿规律，发现它们具有相似的放湿规律。利用二元线性回归的方法，找出了其饱和吸水量及放浊速率与其结构参数－细度和捻度之间的函数关系式，发现前二者分别与后两者呈非常好的指数函数关系。认为影响短纤纱放湿规律的主要因素是其结构参数。     

细旦超有光涤纶短纤维油剂在纤维表面上的应用

采用比电阻仪、摩擦系数仪、环境扫描电镜(ESEM)、扫描隧道显微镜(STH)等仪器研究了细旦超有光涤纶短纤维油剂对纤维性能的影响.结果表明,随着含油率及环境温湿度的增加,纤维的比电阻值逐渐减小,抗静电性逐渐增强;纤维的平滑性随含油率的增加先减小后增大,其中含油率为0.2%时具有较好的平滑性和抱合性,并且随环境湿度的增加,纤维的平滑性与抱合性均降低;通过ESEH和STH观察发现,当含油率在0.2%时,油剂在纤维表面铺展得较为均匀,这与摩擦因数测定的结果相符合.     

短纤维混杂增强铝基复合材料的性能及其最佳纤维体积分数的选择

通过对用挤压铸造制备的含不同体积分数的Ａｌ２Ｏ３短纤维和碳纤维混杂增强的铝基复合材料进行抗拉强度、摩擦、磨损性能的研究，综合分析、比较之后认为，从这３种性能来看，纤维的体积分数有一个最佳值范围，且 （Ａｌ２Ｏ３ｆ）＝７％及　（Ｃｆ）＝６０％的复合材料性能最佳．这是以后制备该复合材料最佳纤维体积分数的选择依据之一．     

降低涤纶短纤维切断刀成本的技术途径

分析了国内外涤纶短纤维切断刀的质量要求，材料和使用性能，提出了降低切断刀成本的技术途径。