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

        ?

        SMC 與PCM 復(fù)合材料模壓件力學(xué)性能

        2020-12-21 06:28:12吳鳳楠劉闊賈志欣李繼強劉立君王少峰彭河
        工程塑料應(yīng)用 2020年12期
        關(guān)鍵詞:制件成型力學(xué)性能

        吳鳳楠,劉闊,賈志欣,李繼強,劉立君,王少峰,彭河

        (1.浙江大學(xué)機械工程學(xué)院,杭州 310012; 2.浙大寧波理工學(xué)院,浙江寧波 315100; 3.寧波益普樂模塑有限公司,浙江寧波 315615)

        復(fù)合材料具有各組分獨自所不具有的優(yōu)良性能,憑借其力學(xué)性能好、密度小、比強度高的優(yōu)點在汽車車身、航空航天及建材領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景[1–3]。復(fù)合材料的制備、成型工藝、制品是近年研究的熱點。

        模壓成型[4]是復(fù)合材料成型方法[5]中非常重要的一種,它是指將特定形態(tài)如粉末態(tài)、纖維態(tài)或顆粒態(tài)的原料鋪放于預(yù)熱好的模具中,使其在一定溫度和壓力下固化成型的一種成型工藝,其多用于含熱固性塑料材料的成型,與其它成型方法相比,它具有材料利用率高、制件性能好、尺寸精度高、模具損耗小等一系列優(yōu)點。

        片狀模塑料(SMC)是短切纖維與樹脂混合獲得的片狀模塑料,SMC 模壓是根據(jù)所需成型的模壓制件,裁剪出相應(yīng)質(zhì)量和形狀的SMC 片材;在模具預(yù)熱完成后,將片材鋪覆于模具下模表面,進(jìn)行合模加壓,使SMC 片材熔融流動,充滿型腔,經(jīng)過一定時間的保壓,開模取出制件。

        預(yù)壓料模壓法(PCM)是采用編織的連續(xù)玻璃纖維布,在纖維布上均勻噴涂樹脂基體,使兩者充分浸潤并在一定溫度下獲取預(yù)制件,再將預(yù)制件置入預(yù)熱后的模具進(jìn)行合模加壓獲得制件。PCM 工藝適合用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)制件的成型,且具有生產(chǎn)效率高、制品尺寸誤差小等特點。

        隨著復(fù)合材料的應(yīng)用不斷擴展,受復(fù)合材料本身具有的可設(shè)計性和成型工藝的影響,從復(fù)合材料本身和成型制品試樣兩個角度展開制品的力學(xué)性能研究成為研究的熱點。王啟強等[6–7]對配置的復(fù)合材料進(jìn)行壓制,分析了其力學(xué)性能,張志堅等[8]研究了SMC 用高力學(xué)性能的玻璃纖維。馬偉強等[9]通過冷壓燒結(jié)成型工藝制備了玻璃纖維(GF)填充改性PTFE 復(fù)合材料,以提高摩擦磨損性能。盧軍凱等[10–11]研究了連續(xù)纖維增強的復(fù)合材料的力學(xué)性能。陳海霞等[12–14]分析了玻璃纖維增強材料的拉–拉疲勞性能、失效和纖維分布對疲勞性能的影響,曾帥等[15]對碳纖維–玻璃纖維層內(nèi)混雜單向增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料拉伸性能進(jìn)行了研究。筆者研究了SMC 和PCM 模壓制件的拉伸與彎曲力學(xué)性能。

        1 實驗部分

        1.1 主要原材料

        SMC 料:0400 H–14 NAT 01150,律通復(fù)合材料(上海)有限公司;

        PCM 復(fù) 合 材 料:EV101–UL–40%–EWR400–400 gsm,江蘇恒神股份有限公司。

        1.2 儀器

        萬能試驗機:SANS CMT4204 型,最大力20 kN,深圳新三思試驗設(shè)備有限公司;

        場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM):FEI QUANTA 250 FEG 型,美國FEI 公司。

        1.3 試樣制備

        分別采用玻璃纖維增強的環(huán)氧樹脂基SMC和PCM 復(fù)材通過模壓成型方法成型出如圖1所示的盒狀模壓制件。制件外形總體尺寸為520 mm×320 mm×69.5 mm,盒子頂部外圓角為R6.5,側(cè)面圓角為R11.5,拔模斜度為3°,壁厚為1.5 mm,如圖1 所示。

        圖1 模壓制件外形圖

        針對制備的SMC 和PCM 兩個盒型件,通過數(shù)控銑床加工出測試試樣。分別按照GB/T 1447–2005,GB/T 1449–2005 進(jìn)行試樣的切割,切割方案如圖2 所示。

        拉伸試樣8 個,5 個試樣取自盒子頂部X 方向、1 個試樣盒子頂部Y 向和2 個試樣在盒子邊緣沿X向取向,在測試結(jié)果中分別以SMC–1,...,SMC–8,PCM–1,...,PCM–8 表示,如圖2a 所示。

        彎曲試樣共3 組,2 組試樣位于盒子頂部,1 組試樣位于盒子邊緣。在測試結(jié)果中以SMC–A1、SMC–A2、SMC–B1、SMC–B2、SMC–C1、SMC–C2和PCM–A1,...,PCM–C2 表示(編號SMC–A 則代表取SMC–A1 與SMC–A2 中間段作為實驗材料,以此類推)。

        圖2 試樣切割

        1.4 測試方法

        拉伸強度按照GB/T 1447–2005 測試。對試樣以2 mm/min 的速度進(jìn)行勻速加載,當(dāng)試樣發(fā)生破壞后,壓力機自動停止加載,通過自動記錄裝置記錄下加載過程中的最大負(fù)載。

        彎曲強度按照GB/T 1449–2005 測試,跨距采用20 倍的壁厚,對試樣以2 mm/min 的速度進(jìn)行連續(xù)加載。

        對拉伸和彎曲斷裂試樣表面做噴金處理后,采用SEM 進(jìn)行斷面形貌表征。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 復(fù)合材料拉伸性能測試結(jié)果及分析

        (1)拉伸載荷–伸長量曲線。

        由于所使用的萬能試驗機帶有自動記錄裝置,故獲得了材料的連續(xù)拉伸載荷–伸長量曲線,如圖3 所示。

        由圖3 可知,兩種材料均沒有明顯的線彈性變形階段,故該種材料的尺寸穩(wěn)定性較差[12],一旦受到一定的外力就會發(fā)生不可逆的塑性變形,使制件尺寸發(fā)生變化,且變形量越大越難發(fā)生變形。對比兩類材料可知PCM 制件的拉伸力學(xué)性能顯著優(yōu)于SMC。

        圖3 試樣拉伸載荷–變形量曲線圖

        (2)拉伸性能測試結(jié)果。

        SMC 制件的拉伸性能測試結(jié)果見表1。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以看出,SMC 制件在不同方向上的力學(xué)性能有較大差異,表現(xiàn)出明顯的各向異性。由SMC1~SMC5,SMC7~SMC8 號制件可以看出,制件在X 向上的拉伸強度基本在50~80 MPa,而取向為Y 向的6 號制件的拉伸強度達(dá)到了125.3 MPa。同時可以看到位于制件邊緣的試樣其力學(xué)性能略低于位于制件頂部的試樣。

        PCM 拉伸性能測試結(jié)果見表2。

        表1 SMC 制件拉伸性能測試結(jié)果

        表2 PCM 拉伸性能測試結(jié)果

        同樣根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以看出,PCM 制件在不同方向上的力學(xué)性能存在差異,表現(xiàn)出一定的各向異性。制件在X 向上的拉伸強度基本為430~480 MPa,而Y 向取向試樣的拉伸強度則為348.45 MPa。同時也可以看到,制件邊緣的試樣力學(xué)性能略低于制件頂部的試樣。

        對比兩類制件可以看出,不同取向的試樣的拉伸強度有變化,均表現(xiàn)出顯著的各向異性。SMC基 本 為50~120 MPa,PCM 拉 伸 強 度 為340~480 MPa,PCM 制件拉伸強度是SMC 制件的4~7倍。

        2.2 復(fù)合材料彎曲性能測試結(jié)果及分析

        (1)彎曲載荷–變形量曲線。

        由于所使用的萬能試驗機帶有自動記錄裝置,故獲得了材料的連續(xù)彎曲載荷–變形量曲線,如圖4 所示。

        圖4 試樣彎曲載荷–變形量曲線圖

        由圖4 可知,兩類材料的彎曲變形曲線為明顯的凸曲線,設(shè)曲線的函數(shù)表達(dá)式為f(x),則f(x)的導(dǎo)數(shù)[f′(x)]隨著橫坐標(biāo)的增大而減小,因材料的彎曲彈性模量與曲線的導(dǎo)數(shù)即f′(x)正相關(guān),可知材料的彎曲彈性模量隨著變形量的增大而減小,但由圖4 可知,減小的幅度不明顯。對比兩類材料可知,PCM 制件的彎曲力學(xué)性能顯著優(yōu)于SMC。

        (2)彎曲性能測試結(jié)果。

        SMC 制件與PCM 制件的彎曲性能測試結(jié)果見表3、表4。

        表3 SMC 制件彎曲性能測試結(jié)果

        由表3 可知,SMC 制件頂部的彎曲彈性模量大于制件邊緣處,彎曲強度基本一致;PCM 制件彎曲強度和彎曲彈性模量各處都基本一致。對比兩類不同材料可知,SMC 制件的彎曲強度為150~190 MPa,PCM 制件的彎曲強度為400~450 MPa,PCM 制件彎曲強度是SMC 制件的2~3 倍;SMC制件的彎曲彈性模量為9~13 GPa,PCM 制件的彎曲彈性模量為19~24 GPa,PCM 制件彎曲彈性模量是SMC 制件的2 倍左右。

        表4 PCM 制件彎曲性能測試結(jié)果

        2.3 斷面形貌表征

        圖5 為SMC 試樣斷面的SEM 照片。由圖5可知,對于SMC 制件,成型時的材料流動使得玻璃纖維局部呈現(xiàn)規(guī)則分布,具有一定的取向一致性,但整體呈無規(guī)則雜亂分布。圖6 為PCM 試樣的斷面SEM 照片。由圖6 可知,對于PCM 制件,由于使用規(guī)則結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維預(yù)制件成型,纖維總體呈正交規(guī)則排布,且材料斷面處呈現(xiàn)出明顯的分層現(xiàn)象,由此可以解釋兩者呈現(xiàn)出力學(xué)性能的各向異性。由斷面形貌可知,兩類材料的玻璃纖維與樹脂基體均為脆性斷裂,斷面處玻纖粘連少量樹脂,表明玻璃纖維與樹脂基體的界面結(jié)合強度不高,尤其對于PCM制件可以觀察到兩者的分離界面光滑。

        圖5 SMC 試樣斷面SEM 照片

        圖6 PCM 試樣斷面SEM 照片

        3 結(jié)論

        (1)取自制品不同位置的試樣,兩種材料的拉伸強度有顯著變化。SMC 制件的拉伸強度基本為50~120 MPa,PCM 制件的拉伸強度在340~480 MPa,PCM 制件拉伸強度是SMC 制件的4~7倍。

        (2)取自制品不同位置的試樣,兩種制件材料的彎曲強度有變化。SMC 制件的彎曲強度為150~190 MPa,PCM 制件的彎曲強度為400~450 MPa,PCM 制 件 的 彎 曲 強 度 是SMC 制 件 的2~3 倍。SMC 制件的彎曲彈性模量為9~13 GPa,PCM 制件的彎曲彈性模量為19~24 GPa,PCM 制件的彎曲彈性模量是SMC 的2 倍左右。

        (3)對于SMC 制件和PCM 制件,試樣截取的方向和位置對拉伸強度、彎曲強度均有較大影響。

        (4)由SMC 制件的拉伸、彎曲斷面SEM 看出,玻璃纖維總體呈現(xiàn)雜亂分布狀態(tài),小局部由于成型過程的纖維呈現(xiàn)一定的取向一致性,SMC 試樣力學(xué)性能為各向異性。

        (5)由PCM 制件的拉伸試樣斷面SEM 看出,連續(xù)玻璃纖維總體呈現(xiàn)正交規(guī)則分布狀態(tài),PCM 試樣力學(xué)性能呈現(xiàn)出明顯的各向異性。

        猜你喜歡
        制件成型力學(xué)性能
        成型液壓機技術(shù)改造
        Pr對20MnSi力學(xué)性能的影響
        云南化工(2021年11期)2022-01-12 06:06:14
        冷沖模中常見的制件定位方式
        模具制造(2019年7期)2019-09-25 07:29:56
        Mn-Si對ZG1Cr11Ni2WMoV鋼力學(xué)性能的影響
        山東冶金(2019年3期)2019-07-10 00:54:00
        FDM參數(shù)設(shè)定對制件力學(xué)性能的影響及優(yōu)化研究
        三向接頭注射成型模具設(shè)計
        FDM出絲過程對制件表面質(zhì)量的影響及優(yōu)化研究
        快速成型技術(shù)在口腔修復(fù)中的應(yīng)用
        微注射成型PP/ABS共混物相形態(tài)
        中國塑料(2015年5期)2015-10-14 00:59:40
        INCONEL625+X65復(fù)合管的焊接組織與力學(xué)性能
        焊接(2015年9期)2015-07-18 11:03:53
        成人女同av免费观看| 全部孕妇毛片| 无码不卡高清毛片免费| 免费国人成人自拍视频| 国产av丝袜熟女丰满一区二区| 一本色道久久综合狠狠躁篇| 国产精品无码不卡一区二区三区| 高清国产美女av一区二区| 自拍偷拍亚洲视频一区二区三区| 亚洲av片无码久久五月| 久久综合精品国产二区无码| 国产资源精品一区二区免费| 国产精品午夜高潮呻吟久久av| 亚洲精品宾馆在线精品酒店| 欧美精品中文字幕亚洲专区| 中文字幕乱偷乱码亚洲| 极品少妇一区二区三区四区视频 | 一区二区三区日韩蜜桃| 国产成人av在线免播放观看新| av蓝导航精品导航| 亚洲加勒比无码一区二区在线播放 | 欧美熟妇另类久久久久久不卡 | 少妇厨房愉情理伦片bd在线观看| 最新在线观看精品国产福利片| 蜜桃高清视频在线看免费1| 欧美性猛交xxxx三人| 久久精品久久精品中文字幕| 色中文字幕视频在线观看| 极品人妻少妇av免费久久| 俺去俺来也在线www色官网| 91精品国产免费久久久久久青草 | 狠狠久久精品中文字幕无码| 亚洲一区二区三区亚洲| 女人张开腿让男人桶爽| 久久这里只精品国产免费10| 亚洲AV秘 无码一区二区在线| 丰满人妻中文字幕一区三区| 国产亚洲精品久久久ai换| 亚洲国产成人手机在线电影| 久久精品国产在热亚洲不卡| 亚洲熟女www一区二区三区|