亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        彎曲纖維對SiO2f/SiO2復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的影響

        2017-09-04 03:18:17張敬義范錦鵬杜雪菲趙建設(shè)張大海
        宇航材料工藝 2017年4期
        關(guān)鍵詞:斷口復(fù)合材料載荷

        張敬義 范錦鵬 杜雪菲 趙建設(shè) 張大海

        (航天材料及工藝研究所,先進(jìn)功能復(fù)合材料技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100076)

        彎曲纖維對SiO2f/SiO2復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的影響

        張敬義 范錦鵬 杜雪菲 趙建設(shè) 張大海

        (航天材料及工藝研究所,先進(jìn)功能復(fù)合材料技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100076)

        文 摘 以SiO2f織物作為增強(qiáng)相,采用循環(huán)浸漬固化工藝,制備了SiO2f/SiO2復(fù)合材料。在制備過程中,通過對SiO2f織物進(jìn)行模壓處理,使SiO2f呈現(xiàn)出不同程度的彎曲,測定了纖維彎曲后復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度,研究了纖維彎曲時復(fù)合材料的斷裂過程。結(jié)果表明:彎曲纖維將導(dǎo)致復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度下降,最低拉伸強(qiáng)度僅為5.5 MPa,纖維彎曲時復(fù)合材料的斷裂過程為逐層斷裂,斷裂應(yīng)變增加,最大斷裂應(yīng)變達(dá)到1.19%。

        SiO2f,彎曲纖維,復(fù)合材料,拉伸強(qiáng)度

        0 引言

        以SiO2f作為增強(qiáng)相、無定形SiO2為基體[1-3]的SiO2f/SiO2復(fù)合材料,既具有石英優(yōu)異的介電性能,同時具備良好的結(jié)構(gòu)可靠性和抗熱沖擊性能[4-5],是高溫透波復(fù)合材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn),目前已在高溫透波領(lǐng)域獲得了工程應(yīng)用[6-8]。在復(fù)合材料構(gòu)件成型過程中,SiO2f會出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象,對材料的力學(xué)性能造成影響。本文對纖維彎曲狀態(tài)下復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂過程進(jìn)行了研究。

        1 實(shí)驗(yàn)

        1.1 復(fù)合材料的制備

        將SiO2f織物放入具有一定弧形結(jié)構(gòu)的模具中進(jìn)行模壓,如圖1所示,使纖維發(fā)生彎曲,之后通過循環(huán)浸漬固化工藝,制備出纖維處于彎曲狀態(tài)的復(fù)合材料。通過改變模具的弧度,得到纖維彎曲程度不同的復(fù)合材料。

        圖1 復(fù)合材料的制備工藝過程

        1.2 性能測試

        對試樣的拉伸強(qiáng)度和斷裂應(yīng)變進(jìn)行了測試(DqES396—2002)。將被測試樣加工成直條體,長度150 mm,截面尺寸為16 mm×16 mm,在試樣兩端夾持段粘接加強(qiáng)片,加強(qiáng)片用1~2 mm厚的硬鋁,加強(qiáng)片尺寸為16 mm×50 mm。選用的膠黏劑和膠接工藝不改變被測材料的性能,試驗(yàn)過程中膠接面不脫粘。試樣施加軸向拉伸載荷,直至試樣破壞。根據(jù)最大載荷計(jì)算拉伸強(qiáng)度;根據(jù)載荷縱向應(yīng)變曲線上初始直線段的載荷與變形增量計(jì)算拉伸模量,由曲線上最大載荷對應(yīng)的總變形量計(jì)算斷裂應(yīng)變。拉伸強(qiáng)度按公式(1)計(jì)算,拉伸模量按公式(2)計(jì)算,斷裂應(yīng)變按公式(3)計(jì)算。

        (1)

        式中,σt為拉伸強(qiáng)度,F(xiàn)為試樣破壞時的最大載荷,b為試樣工作段寬度,δ為試樣工作段厚度。

        (2)

        式中,Et為彈性模量,F(xiàn)為載荷縱向變形曲線上初始直線段的載荷增量,Lo為引伸計(jì)標(biāo)距,L為載荷縱向變形曲線上與F相對應(yīng)的縱向變形增量。

        (3)

        式中,εt為斷裂應(yīng)變,Lt為載荷縱向變形曲線上與最大載荷相對應(yīng)的總變形量。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 彎曲纖維對SiO2f/SiO2拉伸強(qiáng)度的影響

        圖2為不同彎曲程度的纖維拉伸試樣的斷裂情況,虛線標(biāo)記了纖維的彎曲程度??梢钥闯?,隨著纖維彎曲程度的增加,斷口變得不平整,同時斷口方向不再與試樣長度方向垂直。表1為纖維不同彎曲程度試樣的拉伸強(qiáng)度,試樣a中纖維未出現(xiàn)明顯彎曲,拉伸強(qiáng)度為75.3 MPa,試樣b中纖維呈現(xiàn)出一定程度的彎曲,拉伸強(qiáng)度為50.7 MPa,試樣c中纖維的彎曲程度相對試樣b更加嚴(yán)重,拉伸強(qiáng)度下降到18.2 MPa,同時斷口方向不再與試樣長度方向垂直,試樣d纖維的彎曲程度最嚴(yán)重,拉伸強(qiáng)度僅有5.5 MPa,同時斷口方向也不與試樣長度方向垂直。根據(jù)上述分析可知,纖維的彎曲程度越大,試樣的拉伸強(qiáng)度越低,從斷口形貌和斷裂應(yīng)變來看,纖維的彎曲引起了試樣斷裂模式的變化。

        圖2 彎曲纖維試樣照片

        表1 彎曲纖維試樣的拉伸強(qiáng)度

        2.2 彎曲纖維試樣斷裂模式

        對于彎曲纖維的SiO2f/SiO2復(fù)合材料試樣,在加工過程中會造成試樣表面纖維的斷裂,使部分纖維不連續(xù),如圖3所示。試樣a中纖維未出現(xiàn)明顯彎曲,在整個試樣厚度方向纖維都是連續(xù)的,試樣d中纖維出現(xiàn)嚴(yán)重彎曲,在試樣厚度方向接近二分之一的纖維處于不連續(xù)狀態(tài)。

        圖3 試樣斷口照片

        對于連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,纖維是主要的受力載體,不連續(xù)的纖維無法有效地傳遞載荷,反而成為材料缺陷,在測試過程中,試樣破壞始于邊緣部位不連續(xù)纖維層,如圖3中箭頭所示,之后裂紋沿試樣厚度方向向內(nèi)逐漸擴(kuò)展,當(dāng)裂紋擴(kuò)展至連續(xù)纖維層處時,測試應(yīng)力達(dá)到最大,連續(xù)纖維層破壞之后裂紋繼續(xù)擴(kuò)展至對側(cè)不連續(xù)纖維層處,測試應(yīng)力逐漸減小。所以,對于纖維彎曲的復(fù)合材料而言,試樣中連續(xù)纖維層數(shù)越多,試樣的拉伸強(qiáng)度越高。上述斷裂過程從圖4可以清晰的反應(yīng)出來。

        圖4 應(yīng)力-應(yīng)變曲線

        試樣a的應(yīng)力-應(yīng)變曲線為典型的脆性斷裂,斷裂過程中各層纖維同時斷裂,試樣的位移較小,斷裂應(yīng)變?yōu)?.79%;試樣b中由于纖維彎曲在試樣表面產(chǎn)生了少量的不連續(xù)纖維層,成為試樣破壞的起始位置,不連續(xù)纖維層破壞過程中會產(chǎn)生一定的位移,之后載荷施加于連續(xù)纖維層上直至破壞,因此,試樣b整個破壞過程的位移量相對試樣a有所增加,斷裂應(yīng)變達(dá)到0.92%;同理,試樣c由于纖維彎曲程度的增加導(dǎo)致不連續(xù)纖維層數(shù)增加,相應(yīng)的斷裂過程產(chǎn)生了更多的位移,斷裂應(yīng)變達(dá)到1.19%;對于試樣d,由于纖維彎曲最為嚴(yán)重,連續(xù)纖維層數(shù)較少,在不連續(xù)纖維層破壞過程中,試樣由于部分?jǐn)嗔讯x拉力方向,纖維層的受力由拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)榱思魬?yīng)力,導(dǎo)致連續(xù)纖維層出現(xiàn)逐層斷裂現(xiàn)象,試樣的拉伸強(qiáng)度僅為5.5 MPa,斷裂應(yīng)變?yōu)?.46%。

        3 結(jié)論

        (1)纖維的彎曲將導(dǎo)致SiO2f/SiO2復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的下降,纖維的彎曲程度越大,復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度越低,最低僅為5.5 MPa。

        (2)纖維的彎曲造成復(fù)合材料中產(chǎn)生不連續(xù)纖維層,斷裂過程以此為起始點(diǎn)逐層斷裂,導(dǎo)致復(fù)合材料斷裂應(yīng)變增加,最大斷裂應(yīng)變達(dá)到1.19%。

        [1] 韓爽,蔣凱輝,唐軍務(wù),等. 2.5D SiO2f/SiO2復(fù)合材料制備工藝及性能研究[J]. 稀有金屬材料與工程,2009,38(2): 458.

        [2] 李端,張長瑞,李斌,等. SiO2f/SiO2-BN復(fù)合材料的制備及其性能[J]. 復(fù)合材料學(xué)報,2011,28(3):63.

        [3] 魯芹,胡龍飛,羅曉光,等. 高超聲速飛行器陶瓷復(fù)合材料與熱結(jié)構(gòu)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 硅酸鹽學(xué)報,2013,41(2):251.

        [4] 張大海,黎義,高文,等. 高溫天線罩材料研究進(jìn)展[J]. 宇航材料工藝,2001,31(6):1.

        [5] 于佩志,張濤,王曉薇. 2.5D石英纖維織物增強(qiáng)二氧化硅基復(fù)合材料彎曲性能測試研究[J]. 宇航材料工藝,2004,34(5):58.

        [6] 張大海,李仲平,范錦鵬. 熱透波材料技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 中國材料進(jìn)展,2012,31(8):1.

        [7] CHEN H, ZHANG L M, JIA G Y, et al. The preparation and characterization of 3D-fiber reinforced silica composites[J]. Key. Eng. Mater. , 2003,249: 159.

        [8] MANOCHA L M, PANCHAL C N, MANOCHA S. Silica/silica composites through electrophoretic infiltration[J]. Ceram. Eng. Sci. Proceed. , 2002, 23: 655.

        Effect of Bending Fiber on Tensile Strength of SiO2f/SiO2Composites

        ZHANG Jingyi FAN Jinpeng DU Xuefei ZHAO Jianshe ZHANG Dahai

        (Science and Technology on Advanced Functional Composites Laboratory,Aerospace Research Institute of Materials & Processing Technology,Beijing 100076)

        SiO2f/SiO2composites were prepared through repeated infiltration and solidification process, using quartz fabric. Quartz fiber waviness was generated by molding. The tensile strength of SiO2f/SiO2composites with bending fibers were tested. The fracture process was studied. The results showed that bending fiber will lead to the decrease of tensile strength. The minimum tensile strength was 5.5 MPa. The composites with curved fibers fractured layer by layer. The bending fiber will lead to the increase of fracture strain, the maximum fracture strain was 1.19%.

        Quartz fiber, Bending fiber, Composite, Tensile strength

        2017-03-28

        張敬義,1981年出生,高級工程師,主要從事高溫透波材料研究。E-mail:zhangjingyi712@163.com

        TB33

        10.12044/j.issn.1007-2330.2017.04.010

        猜你喜歡
        斷口復(fù)合材料載荷
        42CrMo4鋼斷口藍(lán)化效果的影響因素
        交通運(yùn)輸部海事局“新一代衛(wèi)星AIS驗(yàn)證載荷”成功發(fā)射
        水上消防(2022年2期)2022-07-22 08:45:00
        126 kV三斷口串聯(lián)真空斷路器電容和斷口分壓的量化研究
        寧夏電力(2022年1期)2022-04-29 03:49:18
        Microstructure and crystallographic evolution of ruthenium powder during biaxial vacuum hot pressing at different temperatures
        貴金屬(2021年1期)2021-07-26 00:39:14
        民機(jī)復(fù)合材料的適航鑒定
        復(fù)合材料無損檢測探討
        電子測試(2017年11期)2017-12-15 08:57:13
        滾轉(zhuǎn)機(jī)動載荷減緩風(fēng)洞試驗(yàn)
        一種基于白噪聲響應(yīng)的隨機(jī)載荷譜識別方法
        TiO2/ACF復(fù)合材料的制備及表征
        底排藥受力載荷及其分布規(guī)律
        中文字幕午夜精品一区二区三区| 免费无码成人av在线播放不卡| 天天综合久久| 日本一区二区在线资源| 亚洲av综合色一区二区| 国产免费a∨片在线软件| 99久久国语露脸精品国产| 无遮高潮国产免费观看韩国| 亚洲乱码中文字幕三四区| 亚洲av成人无码一区二区三区在线观看 | 特黄三级一区二区三区| 在线精品国产亚洲av麻豆 | 亚洲国产精品日韩av专区| 久久精品国产亚洲5555| 日韩日本国产一区二区| 日本三级吃奶头添泬| 中文字幕一区二区三区乱码| 在线精品无码一区二区三区| 国产精品一区二区黄色片| 一区二区三区美女免费视频| 尤物视频在线观看| 婷婷第四色| 久久久亚洲成年中文字幕| 无码av中文一区二区三区桃花岛| 亚洲中文字幕无码专区| 亚洲乱在线播放| 亚洲av高清不卡免费在线| 山外人精品影院| 污污污污污污WWW网站免费| 日本一区二区三区在线播放| 日韩人妻精品视频一区二区三区| 少妇人妻精品一区二区三区| 亚洲成a人片在线| 国产亚洲激情av一区二区| 蜜臀一区二区三区精品| 中国国语毛片免费观看视频| 97日日碰日日摸日日澡| 国产精品自拍网站在线| 成人试看120秒体验区| 亚洲综合色成在线播放| 中文字幕日本熟妇少妇|