單向玻璃纖維復(fù)合材料縱向彈性模量有效預(yù)測方法

玻璃纖維復(fù)合材料等

玻璃纖維及其復(fù)合材料是一種新型綠色環(huán)保汽車內(nèi)飾裝飾材料,應(yīng)用前景十分廣闊而受到普遍的關(guān)注。針對(duì)玻璃纖維及其復(fù)合材料應(yīng)用前景,分析了復(fù)合材料的性能特點(diǎn)及其與其它材料主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能比較,闡述了玻璃纖維及其復(fù)合材料的主要品種及其應(yīng)用,介紹了玻璃纖維及其復(fù)合材料的主要成分和材料分類,同時(shí)例舉了玻璃纖維及其復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用實(shí)例。

提出了一種用于預(yù)測顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料有效彈性模量的多步法.將基體與部分顆粒均質(zhì)化為一種混合物,計(jì)算得到其力學(xué)性能后再當(dāng)成新的基體,如此反復(fù),直到計(jì)算出復(fù)合材料的有效模量.利用四種多步法計(jì)算了不同填充分?jǐn)?shù)和不同模量比復(fù)合材料的有效彈性模量,并與全尺寸有限元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比.結(jié)果顯示,低體積分?jǐn)?shù)下多步法結(jié)果與有限元模型計(jì)算結(jié)果誤差較小,并隨著體積分?jǐn)?shù)的提高而增大,其中fem-fem法精度最高.有限元多步法可有效解決因復(fù)合材料填充比高、顆粒尺寸相差大而造成的計(jì)算模型過大等困難,可在一定精度要求下代替全尺寸有限元預(yù)測復(fù)合材料有效性能.

本文研究了長玻璃纖維強(qiáng)化的樹脂基復(fù)合材料的ⅱ型斷裂韌性及裂紋擴(kuò)展速率。作者使用了超聲波技術(shù)來測定復(fù)合材料的彈性模量，測定的結(jié)果與混合定律計(jì)算的結(jié)果吻合的很好。ｅｎｆ三點(diǎn)彎曲試樣被用來測定ｇｉｃ和ｄａ／ｄｎ與△ｇｉ的關(guān)系。通過理論分析，梁內(nèi)剪剪力對(duì)用梁理論計(jì)算出的ｇｉ的影響誤差約為３％。對(duì)斷口的分析顯示了不同斷裂類型會(huì)帶來不同的微觀斷口形貌。

本文通過762mm沖鋒槍普通彈以550m/s速度侵徹高強(qiáng)度玻璃纖維復(fù)合板后纖維和樹脂的破壞狀態(tài)、破壞區(qū)域和分層情況,分析闡明了復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)與宏觀力學(xué)性能之間的關(guān)系,從微觀定性分析了增韌劑和樹脂含量對(duì)抗彈性能的影響,證明了纖維復(fù)合板在彈著點(diǎn)35cm之外抗二發(fā)命中,為纖維復(fù)合材料防彈研究提供了理論依據(jù)。

玻璃纖維復(fù)合材料在建筑中的應(yīng)用 玻璃纖維 玻璃纖維的化學(xué)組成主要為二氧化硅、三氧化硼，它們對(duì)玻璃纖維的性質(zhì)和工藝特點(diǎn)其 決定作用。玻璃纖維具有高強(qiáng)度、低伸縮、耐腐蝕、電絕緣、不燃燒等許多優(yōu)異性能。將特 定組分的玻璃熔融后經(jīng)小孔流出，再抽拉成極細(xì)的纖維，可以制成織物，品種繁多。常的有 玻璃纖維布、玻璃纖維氈及無紡布等。但短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在強(qiáng)度、剛度和抗疲勞性能等 方面，遠(yuǎn)不如同類長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在纖維方向的性能。但由于短纖維生產(chǎn)率高，可以制 成形狀復(fù)雜的部件且價(jià)格便宜，因而具有廣泛的應(yīng)用。短切玻璃氈鋪復(fù)性好，無定向性，增 強(qiáng)的復(fù)合材料比沒有纖維增強(qiáng)的基體材料(工程塑料)在強(qiáng)度尤其是剛度和熱穩(wěn)定性方面要 好得多；比單向連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的橫向拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度要高得多；比單向(和疊 層)復(fù)合材料的層間拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度要高很多。 玻璃纖維/聚丙烯的復(fù)合材料 長玻纖增

本發(fā)明提供一種玻璃纖維復(fù)合材料吸音板，它由外框架、表面格柵和吸音棉組成；外框架的形狀是一種盆狀的、由四周外壁和底面構(gòu)成的框架；內(nèi)置吸音棉置于外框架中，其上方設(shè)置表面格柵，表面格柵的邊緣與外框架的邊緣固定連接；外框架與表面格柵均采用玻璃纖維復(fù)合材料。吸音棉的表面分布有錐形結(jié)構(gòu)，使用環(huán)氧樹脂或乙烯基樹脂將吸音棉粘結(jié)在外框架內(nèi)表面，外框架采用拉擠成型的方法生產(chǎn)。與傳統(tǒng)隔音吸音材料相比，本發(fā)明所述玻璃纖維復(fù)合材料吸音板具有吸音效果優(yōu)良、耐腐蝕性能好、耐久性強(qiáng)、環(huán)保、成本低、重量輕、強(qiáng)度高、安裝方便、外觀美觀等優(yōu)點(diǎn)，可單獨(dú)或直接粘在混凝土隔音墻、公路隔欄、高架橋內(nèi)面、隧道內(nèi)面墻體上作為聲屏障使用，廣泛地應(yīng)用于公路、鐵路、隧道及其他噪音嚴(yán)重的場所。

1 玻璃纖維復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域綜述 摘要:隨著玻璃纖維復(fù)合材料被的廣泛研究，另外玻璃纖維價(jià)格便宜，其高性價(jià) 比受到應(yīng)用領(lǐng)域的青睞,我國的玻璃纖維復(fù)合材料行業(yè)得到了迅猛地發(fā)展。目前， 我國玻璃纖維復(fù)合材料生產(chǎn)總量居世界前列,玻璃纖維復(fù)合材料已被廣泛地應(yīng)用 于建筑工程、石油化工、交通運(yùn)輸、能源工業(yè)、機(jī)械制造、船艇、體育器械、航 空航天等領(lǐng)域，為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。 關(guān)鍵詞玻璃纖維復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域 reviewedtheapplicationareasofglassfibercomposite materials abstract:astheglassfibercompositeswaswidelystudied,cheapprice anditscost-effective,theglassfiberget

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用細(xì)觀力學(xué)的方法對(duì)陶瓷顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料進(jìn)行研究,把材料簡化為三相模型,陶瓷粒子和基體殼簡化為橢球形二相胞元,用mori-tanaka法建立二相胞元的剛度預(yù)報(bào)模型。結(jié)果表明,二相胞元為橫觀各向同性,具有5個(gè)獨(dú)立的彈性常數(shù)。據(jù)二相胞元方位的隨機(jī)性,由應(yīng)力應(yīng)變換軸公式和物理方程確定復(fù)合材料的平均應(yīng)變,進(jìn)而得到復(fù)合材料的等效彈性模量和等效泊松比以及等效剛度模量的理論計(jì)算公式,并通過對(duì)所建模型的分析,確定各參量與陶瓷顆粒含量之間的關(guān)系。

運(yùn)用復(fù)合法則計(jì)算蜂窩板復(fù)合材料的等價(jià)彈性模量,并把此值與有限元法的分析數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,指出在運(yùn)用復(fù)合法則計(jì)算等價(jià)彈性模量時(shí),由于未考慮到蜂窩芯板與面板間的位移連續(xù)性條件,其誤差將很大;提出了滿足蜂窩芯板與面板間的位移連續(xù)性條件下的等價(jià)彈性模量理論分析的新的計(jì)算方法,并且通過與有限元法的數(shù)值分析結(jié)果進(jìn)行比較,確認(rèn)其有效性.

通過對(duì)顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中增強(qiáng)顆粒長徑的統(tǒng)計(jì)分析，推導(dǎo)出顆粒長徑比與其所占體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系，并將其納入到復(fù)合材料有效彈性模量的計(jì)算公式中。測試結(jié)果表明，經(jīng)修正后的預(yù)報(bào)公式具有較高的精度。

【目的】面對(duì)我國樂器音板用材資源的嚴(yán)重不足,尋找新材料替代傳統(tǒng)樂器木質(zhì)音板用材是非常有必要的?！痉椒ā勘驹囼?yàn)以玻璃纖維為增強(qiáng)材料,樺木單板為基體,按照單板層積材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制備樺木單板/玻璃纖維復(fù)合材料。通過對(duì)玻璃纖維復(fù)合材料聲學(xué)振動(dòng)性能檢測分析,探究玻璃纖維布的不同鋪放位置和鋪放層數(shù)對(duì)復(fù)合材料聲學(xué)振動(dòng)性能的影響?！窘Y(jié)果】用1層玻璃纖維布鋪放在表層單板下的復(fù)合材料a的比動(dòng)彈性模量和e/g值分別為22.20gpa和16.55,比用1層玻璃纖維布鋪放在芯層單板單側(cè)的復(fù)合材料b分別高了8.7%、17.8%。用2層玻璃纖維布分別鋪放在上下表層單板內(nèi)的復(fù)合材料c的比動(dòng)彈性模量和e/g值分別為25.04gpa和17.04,比用玻璃纖維布鋪放在芯層單板兩側(cè)的復(fù)合材料d高了7.5%和18.0%。纖維鋪放位置對(duì)聲輻射品質(zhì)常數(shù)和聲阻抗的影響較小。玻璃纖維布的層數(shù)與復(fù)合材料的聲學(xué)振動(dòng)性能不成線性關(guān)系,鋪放2層玻璃纖維布的復(fù)合材料具有較高的比動(dòng)彈性模量和e/g值。玻璃纖維布鋪放3層和4層的復(fù)合材料的比動(dòng)彈性模量和e/g比鋪放2層的都小。隨著玻璃纖維布層數(shù)的增加,聲輻射品質(zhì)常數(shù)呈減小的趨勢(shì)。通過綜合評(píng)分法分析發(fā)現(xiàn):玻璃纖維布鋪放在表層單板下的復(fù)合材料綜合評(píng)分值都高于鋪放在靠近芯層單板的復(fù)合材料,鋪放2層玻璃纖維布的復(fù)合材料的綜合評(píng)分值達(dá)到最大。【結(jié)論】玻璃纖維布鋪放在表層單板下的復(fù)合材料聲學(xué)振動(dòng)性能優(yōu)于纖維布鋪放在靠近芯層單板的復(fù)合材料。鋪放2層玻璃纖維布的復(fù)合材料c的聲學(xué)振動(dòng)性能達(dá)到最好。盡管復(fù)合材料c的e/g值約為西加云杉的80%,但比動(dòng)彈性模量和西加云杉的相接近,說明樺木單板/玻璃纖維復(fù)合材料具有替代傳統(tǒng)木質(zhì)音板用材的可能性。

相對(duì)拉伸拉伸伸長彎曲彎曲壓縮燃燒比熱熱脹 密度強(qiáng)度模量率強(qiáng)度模量強(qiáng)度性容系數(shù) %洛氏j/×10-6 （質(zhì)量）硬度（kg.k）k-1 d792d638d638d638d790d790d695d256d785ul-94d696 聚酯預(yù)成型 一般用途251.5593.112.412.5186.27.58172.4954①69814.0 型材241.7479.311.722.5196.59.1137.91102.4①69814.0 高玻璃纖維含量401.70148.215.512.5265.510.34220.61219①69814.0 聚酯smc 低壓（模壓）①14.0 一般用途221.7851.711.720.4124.19.651

考慮細(xì)觀狀態(tài)下纖維與基體的基本特性,采用文的基本假定和分析方法,本文計(jì)算了玻璃/環(huán)氧實(shí)心纖維及空心纖維單向板在宏觀荷截下的破壞曲面.一般來講,單向板縱向受拉時(shí)主要是由纖維承受截荷,此外,環(huán)氧樹脂基體具有不等的拉壓彈性極限.因此,本文考慮不同應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)采用不同的極限強(qiáng)度值進(jìn)行細(xì)觀校核,認(rèn)為受縱向拉伸截荷時(shí)考慮纖維的破壞;而受縱向壓縮截荷時(shí)考慮基體的壓縮破壞;受橫向拉壓截荷時(shí)考慮基體的拉壓破壞.由此計(jì)算得到了實(shí)心纖維與空心纖維單向板在纖維體積含量不同時(shí)破壞曲線的變化趨勢(shì).

單向玻璃、單向透視玻璃、單面鏡玻璃 1.產(chǎn)品介紹： （1）單向透視玻璃，又稱（單向玻璃、審訊室玻璃、辨認(rèn)室玻璃、 監(jiān)控室玻璃、原子彈玻璃、單面鏡玻璃、鏡面玻璃等：） （2）單向透視玻璃：是一種對(duì)可見光具有很高反射比的玻璃， 1.產(chǎn)品使用： （1）單向透視玻璃在使用時(shí)反射面（鏡面）必須是迎光面或朝向 室外一側(cè)。當(dāng)室外比室內(nèi)明亮?xí)r，單向透視玻璃與普通鏡子相似， 室外看不到室內(nèi)的景物，但室內(nèi)可以清楚看到室外的景物，而當(dāng)室 外比室內(nèi)昏暗時(shí)，室外可看到室內(nèi)的景物，且室內(nèi)也可以看到室外 的景物，其清晰度取決于室外照度的強(qiáng)弱。 2.產(chǎn)品應(yīng)用： （1）產(chǎn)品廣泛應(yīng)用與監(jiān)獄、派出所、審訊室、高級(jí)人民法院、公 檢法機(jī)構(gòu)審訊室、精神病醫(yī)院、大學(xué)科研究機(jī)構(gòu)研究所、學(xué)校會(huì)議 室、幼兒園、大型會(huì)議室、辦公室、等。在一定燈光效果配合下， 可達(dá)到外面看不到里面，里面可以清楚看到外面的單向透視效果，

第33卷　第8期 　1999年8月 　　　 　　　西　安　交　通　大　學(xué)　學(xué)　報(bào) journalofxi′anjiaotonguniversity 　　　 　vol.33　№8 　　aug.1999 玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂單向復(fù)合材料的研究 韋　瑋,程光旭,張東山 (西安交通大學(xué),710049,西安) 摘要:采用連續(xù)玻璃纖維與環(huán)氧樹脂相復(fù)合,通過單向纏繞成型工藝,制備出具有良好力學(xué)性能的 單向復(fù)合材料板.研究了復(fù)合材料的成型工藝及配方組成對(duì)單向復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,結(jié)果表 明:采用成型工藝方法和配方組成的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為1114gpa、彎曲強(qiáng)度為2718mpa、沖 擊強(qiáng)度為3147mpa;同時(shí)利用掃描電鏡對(duì)復(fù)合材料的界面進(jìn)行了分析. 關(guān)鍵詞:玻璃纖維;環(huán)氧樹脂;單向增強(qiáng);復(fù)合材料 中國圖書資料分

傳統(tǒng)玻璃成分設(shè)計(jì)方法不僅計(jì)算繁瑣、工作量大,效率低,而且精度較低,生產(chǎn)者迫切希望能改進(jìn)玻璃成分設(shè)計(jì)方法。計(jì)算機(jī)輔助建模大大縮短了新材料、新工藝和新設(shè)計(jì)從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)現(xiàn)場所需的時(shí)間,為玻璃成分設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是用工程技術(shù)手段模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征的一類人工系統(tǒng)。它具有很強(qiáng)的自學(xué)習(xí)能力,能夠從已有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)材料的組分、工藝和性能之間的規(guī)律,并達(dá)到預(yù)測的目的。本文主要研究了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在玻璃成分設(shè)計(jì)中,尤其是在預(yù)測玻璃性能方面的應(yīng)用。

通過微觀測試研究單向玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(frp)的縱向壓縮破壞。并建立一個(gè)與纖維體積、基體和纖維的性質(zhì)有關(guān)的模型來預(yù)測frp的縱向壓縮強(qiáng)度,實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)了一個(gè)特殊加載裝置用來放在leitz光學(xué)儀器下觀察壓縮破壞過程,觀察到一些纖維首先彎折,然后引起相鄰纖維彎折系列響應(yīng),最后導(dǎo)致整個(gè)試件壓縮破壞。強(qiáng)度預(yù)測與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好,結(jié)果表明當(dāng)纖維有微撓度特別是有微彎曲時(shí),壓縮強(qiáng)度與基體的非線性有關(guān)。

為了增加導(dǎo)電性能,利用火焰噴涂技術(shù)在玻璃纖維復(fù)合材料表面制備鋁導(dǎo)電涂層。利用掃描電鏡和金相顯微鏡觀察鋁涂層的組織結(jié)構(gòu),研究噴涂參數(shù)對(duì)鋁涂層組織結(jié)構(gòu)的影響,分析涂層與基體結(jié)合界面隨厚度增加的變化規(guī)律;利用四電位法測量鋁涂層的導(dǎo)電性能,分析組織結(jié)構(gòu)與涂層孔隙率對(duì)涂層導(dǎo)電性能的影響。

將夜光劑添加到環(huán)氧樹脂(ep)中,采用多層復(fù)合拉擠成型制得了夜光ep/玻璃纖維復(fù)合材料,研究了復(fù)合材料的夜光性能、耐水發(fā)光性能及力學(xué)性能。結(jié)果表明,夜光劑的用量在10份左右、表層厚度為0.10mm時(shí),復(fù)合材料具有長余輝、耐水沖洗、黑夜白天交替的發(fā)光性能。

研究了不同含量的馬來酸酐接枝聚丙烯(pp-g-mah)相容劑對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯/聚乙烯蠟(gfrpp/pw)復(fù)合材料體系力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,少量的pp-g-mah可以改善"浮纖"現(xiàn)象,促進(jìn)gfrpp/pw/pp-g-mah復(fù)合材料的相容性和pp基體中γ晶的產(chǎn)生;與原體系相比,加入少量相容劑后沖擊強(qiáng)度提高了37.9%,屈服強(qiáng)度提高了3.2%,熱變形溫度增加了3.9℃。