混杂纤维复合材料轴向剪切模量的预测

碳纤维如何增强复合材料的⼒学性能2019-08-20摘要：碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的应⽤范围进⼀步扩⼤，不难看出，这种材料因其较好的综合性能远远超越了单⼀组合的材料模式。

本⽂试图对碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的⼒学性能进⾏深⼊的研究。

本⽂使⽤了简单概述，也采⽤了重点分析的研究策略，梳理了对研究对象的概述和主要的性能特点。

关键词：碳纤维；复合材料；⼒学性能本⽂以碳纤维增强热塑性树脂基复合材料为研究对象，对相关的概念和内容进⾏了梳理和总结。

其中概括了碳纤维的性质性能，对复合材料的概念进⾏了阐述，最后对碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的⼒学性能作了详尽的分析说明。

1.关于碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的概述⑴复合材料的概念：⾯对传统、单⼀组分的材料已经难以满⾜现在应⽤需要的现实状况，开发研制新材料，是解决这个问题的根本途径。

运⽤对材料改性的⽅法，来改善材料的性能是可取的。

⽽材料改性的⽅法中，复合是最为常见的⼀种。

国际标准化组织对于复合材料的概念有明确的界定：复合材料是指由两种或两种以上不同化学性质和物理性质的物质组成的混合固体材料。

它的突出之处在于此复合材料的特定性能优于任⼀单独组分的性能。

⑵复合材料的分类简介：复合材料的有⼏种分类，这⾥不作⼀⼀介绍。

只介绍两种与本论⽂相关的类别划分。

如果以基体材料分类，复合材料有⾦属基复合材料；陶瓷基复合材料；碳基复合材料；⾼分⼦基复合材料。

本⽂讨论的是最后⼀种⾼分⼦基复合材料，它是以有机化合物包括热塑性树脂、热固性树脂、橡胶为基体制备的复合材料。

第⼆，如果按增强纤维的类别划分，就存在有机纤维复合材料、⽆机纤维复合材料、其他纤维复合材料。

其中本⽂讨论的对象属于⽆机纤维复合材料这⼀类别，因为碳纤维就是⽆机纤维复合材料的其中⼀种。

特别值得注意的是，当两种或两种以上的纤维同时增强⼀个基体，制备成的复合材料叫做混杂纤维复合材料。

实质上是两种或两种以上的单⼀纤维材料的互相复合，就成了复合材料的“复合材料”。

PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料抗压性能试验研究
刘文林;徐奥强;韩建平
【期刊名称】《黑龙江工业学院学报（综合版）》
【年(卷),期】2024(24)3
【摘要】为实现纤维增强水泥基复合材料(ECC)受荷开裂过程中裂缝的全过程控制,提高其压缩变形性能,在传统ECC中掺加钢纤维,制备PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料(HyFRCCs)。

以PVA纤维掺量、钢纤维掺量及钢纤维长径比为变量,设计制作22组不同配合比HyFRCCs试件。

通过轴心受压试验研究HyFRCCs单轴受压力学特性,分析纤维掺量、种类及几何特征对HyFRCCs抗压性能的影响。

结果表明:PVA纤维掺量、钢纤维掺量及钢纤维长径比对HyFRCCs轴心抗压强度影响较小,纤维混杂能够显著提高材料峰值应变和峰值后延性,HyFRCCs的裂缝控制能力和压缩变形能力得到显著改善。

【总页数】8页(P121-128)
【作者】刘文林;徐奥强;韩建平
【作者单位】合肥大学城市建设与交通学院;兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室;兰州理工大学防震减灾研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TU528
【相关文献】
1.SMAF/PVA混杂纤维增强水泥基复合材料梁自复位与耗能性能试验研究
2.钢-PVA混杂纤维增强工程水泥基复合材料弯曲性能研究
3.钢-PVA混杂纤维水泥基复合材料抗压力学性能及经济性研究
4.配筋PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料梁柱边节点抗震性能试验研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

大尺寸复材结构装配变形仿真中快速匀质化计算方法研究【摘要】利用有限元仿真软件，通过复合材料纤维与基体的力学行为模拟分析，得出大尺寸复材结构在进行装配时的力学性能参数，从而实现大尺寸复合材料结构装配过程变形的快速仿真计算，得出复合材料结构在不同边界条件下的变形情况，为装配流程设置和工艺装备优化提供参考。

关键词：复合材料；匀质化；有限元分析；装配变形仿真随着航空产品更新换代的速度加快和性能要求的不断提升，在航空材料性能方面的要求也越来越高，减轻结构重量、提高结构强度以及耐腐蚀能力等成为提高飞机性能的重要途径，复合材料有强度高、比模量高、韧性好、及抗疲劳特性等特点，兼备高承载、抗腐蚀、抗冲击等优点，在航空航天领域应用越来越广泛，并逐渐应用于主承力结构件中。

大量复合材料结构的应用，满足了产品减重、节能、隐身等需求的同时，关键服役指标，如断裂韧性、损伤容限、防弹性能、疲劳寿命等也得到了大幅提升。

然而，新材料的应用在提升产品性能的同时，势必也将给其加工及装配过程带来一系列新问题和挑战。

大尺寸复合材料结构受多向装配力叠加作用，在受到相同载荷作用后产生不同的应力应变状态，在装配过程中，受成形残余应力、重力、夹持力、制孔力、连接力等多载荷作用，也会产生不同的应力应变状态，在装配过程中导致变形、间隙、边缘、连接变形等装配质量问题。

针对飞机金属或者叠层壁板的定位变形与壁板回弹，国内外学者从理论建模、有限元仿真、理论与实验测量相结合的方法对飞机结构定位装配变形展开了深入的研究。

通过利用仿真分析软件建立一套基于匀质化思想的大尺寸复合材料结构装配变形仿真分析模型，研究飞机复合材料壁板装配过程中整体变形带来的应力应变问题，以期在装配过程中减少变形。

复合材料结构材料性能的有限元仿真一直是复合材料研究领域的前沿，本文提出一种基于匀质化思想的快速计算方法，旨在简化大尺寸复材结构装配过程变形仿真的计算过程，通过预测变形趋势，为装配方案和工装方案提供参考。

混杂纤维复合材料性能研究乌云其其格;隋成国;马如飞;张宝艳;杜宇【摘要】对碳纤维织物、玻璃纤维织物和芳纶织物的性能进行测试,采用热熔法分别制备了一种增韧中温固化环氧碳纤维织物预浸料、玻璃纤维织物预浸料和芳纶织物预浸料.预浸料以单种预浸料铺层和不同纤维织物预浸料混合铺层方式铺贴组合,通过模压法成型复合材料层合板,进行性能测试并对比.结果表明,增韧中温固化环氧树脂的不同纤维织物预浸料混合铺层成型的层压板力学性能可以根据铺层设计优化,并不损失不同纤维铺层之间的界面性能.【期刊名称】《高科技纤维与应用》【年(卷),期】2018(043)004【总页数】7页(P25-31)【关键词】增韧中温固化环氧树脂;碳纤维织物;玻璃纤维织物;芳纶织物;混合复合材料;性能【作者】乌云其其格;隋成国;马如飞;张宝艳;杜宇【作者单位】中航复合材料有限责任公司,北京 101300;中航工业成都飞机设计研究所,成都610091;中航工业成都飞机设计研究所,成都610091;中航复合材料有限责任公司,北京 101300;中航复合材料有限责任公司,北京 101300【正文语种】中文【中图分类】TQ342+.7前言复合材料是由两种或两种以上不同材料通过某种方式结合而成的新材料，其中各组分材料仍保持其原有特性，但是组成新材料的性能优于各单独组分材料。

与一般材料的简单混合有本质区别。

航空用复合材料分为树脂基复合材料(PMC)、金属基复合材料(MMC)、陶瓷基复合材料(CMC)和碳-碳复合材料(C/C)等。

由于树脂基复合材料具有现代飞机所需的重要特性，如高的比强度、比模量、尺寸稳定性、优异的耐腐蚀性能、耐磨性、介电性能、电绝缘性能和综合力学性能以及性能的可设计和成形工艺多样性等，因而在航空工业上获得了广泛的应用。

树脂基复合材料也称为纤维增强塑料。

按树脂类型的不同，树脂基复合材料分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料。

热固性树脂基复合材料是最早应用在航空工业，目前在航空工业应用量最大的复合材料。

关于纤维增强复合材料力学性能可设计性的分析摘要：纤维增强复合材料是一种多相结构材料，主要由增强纤维和树脂基体材料组成。

其性能可设计性是指可按照设计要求进行选择不同的增强材料和树脂基体材料以及它们的含量和各种铺层形式，可组成具有不同性能的各种复合材料。

这给复合材料可设计性提供更大的自由度。

该文结合工程应用需要，主要对其力学性能可设计性进行了分析研究。

关键词：纤维增强复合材料力学性能可设计性分析Abstract: Fiber-reinforced composite,which was a muhiphasematerial,consisted of reinforced-fiber and resin. The properties of this composites can be designed by choosing different fiber, resign basis, their volume and lami-nate forms. This method provided more design freedom, and can make kinds of products with different properties. According to the need of engineering, the designability of composites mechanical properties were researched in this paper.Key Words: Fiber-reinforced composites Mechanical properties Designability Analysis１引言纤维增强复合材料是一种各向异性材料，它可以根据各种构件的载荷分布要求选择不同的纤维增强材料和树脂基体材料。

选择适合构件性能要求的铺层形式来满足强度、刚度和各种特殊要求，可为结构设计优化提供更大的自由度，这是传统的各向同性材料无法比拟的。

第35卷第5期2021年5月Vol.35,No.5May,2021中国塑料CHINA PLASTICS混杂比对交织芳纶碳纤维复合材料力学性能的影响杨莉，陈缘，丁峰,徐珍珍(安徽工程大学纺织服装学院，安徽芜湖241000)摘要：为了分析混杂比对层内混杂复合材料力学性能的影响，利用交织方式制备芳纶碳纤维混杂增强体织物，并通过交织物纬纱系统中芳纶与碳纤维的纱线配置比例调整碳纤维在增强体结构中的混杂比。

采用真空辅助成型技术制备层内混杂结构的芳纶碳纤维混杂(ACFH)复合材料，并对复合材料的拉伸性能、弯曲性能和冲击性能进行测试。

结果表明，增强体纬向系统中芳纶与碳纤维的不均质性对ACFC复合材料经方向上的拉伸强度起消极作用;混杂比的增加对ACFC 复合材料的纬向拉伸破坏和弯曲损伤具有抑制作用;纬向上,ACFC复合材料的拉伸强度最高提高了近6倍,弯曲强度最小增加了4.04倍;芳纶与碳纤维混杂协同作用有利于ACFC复合材料的抗冲击性能改善，且混杂比存在最佳值。

关键词：碳纤维;芳纶纤维;混杂复合材料;力学性能中图分类号：TQ321.2文章编号:1001-9278(2021)05-0040-07DOI：10.19491/j.issn.1001-927&2021.05.007Influence of Hybrid Ratio on Mechanical Properties of Aramid/Carbon Hybrid Fiber Composites with Interwoven StructureYANG Li,CHEN Yuan,DING Feng,XU Zhenzhen(Department of Textiles and Apparel,Anhui Polytechnic University Wuhu,Anhui241000,China)Abstract：To analyze the effect of hybrid ratio on the mechanical properties of intralayer hybrid composites,an aramid/ carbon fiber-hybrid-reinforced fabric was prepared by interweave,and the blending ratio of carbon fiber in the reinforce­ment structure was adjusted by the ratio of aramid fiber to carbon fiber in the weft yam system.The aramid/carbon fiber-reinforced epoxy composites with a hybrid structure were prepared by vacuum assisted molding,and their tensile,flexu­ral and impact properties were investigated.The results indicated that the heterogeneity of aramid and carbon fibers in the latitudinal reinforcement system had a negative effect on the tensile strength of the composites in the warp direction.The increase of hybrid ratio could inhibit the tensile and bending damage of the composites.In the weft direction,the tensile strength and bending strength of the composites increased by6and4.04times.The synergistic effect of aramid and cai^ bon fibers leads to an improvement in the impact resistance of the composites as well as an optimal hybrid ratio.Key words:carbon fiber；aramid fiber；hybrid composite;mechanical property0前言混杂纤维增强复合材料的概念最早是由日本的Hayashi提出的，旨在通过由2种或2种以上的增强纤维混杂达到弥补单一增强纤维存在的缺点和不足切。

第36卷第6期2020年12月电4机械，打E lectro-M echanical Engineering•制造工艺•D O I: 10.19659/j.issn.l008-5300.2020.06.012基于Hyper W orks的不同铺层方式复合材料剪切强度有限元分析+马玉钦、陈义\许威\任晓雨2，靳浩\李开府\王杰\赵亚涛\李飞1(1.西安电子科技大学机电工程学院，陕西西安n o o n;2.陕西职业技术学院汽车工程与通用航空学院，陕西西安710038)摘要：剪切强度和剪切韧性是反映复合材料构件在复合受力状态下承载能力及耗能能力的重要指标，不同 铺层方式的单向玻璃纤维与短切玻璃纤维混杂增强复合材料层合板的层间剪切性能有明显差异。

文中基于 HyperWorks商用有限元软件建立了精确的复合材料层合板模型，通过数值模拟分析不同铺层方式复合材料层 合板的层间剪切性能。

研究结果表明，铺层材料对复合材料层合板的层间剪切性能影响较大，而铺层顺序对复 合材料层合板的层间剪切性能影响较小。

关键词：复合材料；铺层方式；层间剪切强度；有限元分析中图分类号：TB381 文献标识码：A文章编号：1008-5300(2020)06-0050-04F in ite E lem en t A n alysis o f Shear S tren gth o f C om p osite w ithD ifferent L am inate M eth od s B ased on H yperW orksM A Yuqin1, CH EN Y i1, X U W ei1, R EN X iaoyu2, JIN H ao1, LI K aifu1,W ANG Jie1, ZHAO Y atao1, LI Fei1(1.School of Mechano-Electronic Engineering,Xidian University,Xi'an710071, China-,2.School of Auto­motive Engineering and General Aviation,Shanxi Vocational and Technical College,Xi'an710038, China)A bstract: Shear strength and shear toughness are important indexes to reflect the bearing capacity and energy dissipation capacity of composite components under complex stress condition.The interlaminar shear properties of composite laminates reinforced by unidirectional glass fiber and short-cut glass fiber hybrid with different laminate methods are significantly different.Based on the HyperWorks commercial finite element software,an accurate composite laminate model is established and the interlaminar shear properties of com­posite laminates with different laminate modes are numerically analyzed in this paper.The results show that the interlaminar shear strength of the composite laminates is greatly affected by the lay-up materials but less affected by the lay-up sequence.K ey words: composite;laminate method;interlaminar shear strength;finite element analysis引言玻璃纤维具有拉伸强度高、防火、防霉、耐高 温、电绝缘性好等一系列优异的性能，是目前使用量 最大的一种增强纤维[1_3]。

混杂纤维复合材料横向剪切模量和体积模量的预测
王晓军;蒋持平
【期刊名称】《常州工学院学报》
【年(卷),期】2005(018)003
【摘要】利用新型广义自洽模型推导混杂纤维复合材料有效模量的预测公式.模型假定各相纤维的共焦点椭圆柱体细观单元嵌在同一宏观上均匀化的复合材料中.通过解析函数的保角变换与罗朗级数展开,获得了相应问题的解.根据复合材料平均应力与应变关系,获得了混杂纤维复合材料横向剪切模量和体积模量的预测公式.该模型能够考虑纤维截面影响,所得理论值与实验结果吻合较好.
【总页数】8页(P1-8)
【作者】王晓军;蒋持平
【作者单位】常州工学院机电工程学院，江苏,常州,213002;北京航空航天大学飞行器设计与应用力学学院,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TB33
【相关文献】
1.一种预测单向玄武岩纤维复合材料横向弹性模量的方法 [J], 李祖湛;郝志明;贾彬;李潘
2.短纤维增强复合材料动态剪切模量及热膨胀系数预报 [J], 丁学忠;唐立强
3.纤维复合材料圆管的扭转剪切模量和弯曲剪切模量对比分析 [J], 徐健;周祝林
4.混杂纤维复合材料轴向剪切模量的预测 [J], 王晓军;童中华;蒋持平
5.纤维增强复合材料横向剪切模量 [J], 王人杰;徐浩
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。