摘要:玻璃纤维增强复合材料 (FGRC) 具有优异的机械性能、低成本和耐腐蚀性,可用于替代汽车部件制造中的大部分金属。FGRC 在受到恒幅载荷 (CAL) 时会发生疲劳失效。然而,对 FGRC 行为的研究仍然缺乏预测工程和分析工具,这主要是因为对这些材料的行为(包括其在受到变幅载荷 (VAL) 时完整性)的了解不足。因此,本研究旨在调查不同层压板取向的 FGRC 的欠载对疲劳寿命行为的影响。增强材料使用具有 [0/90]° 和 [±45]° 取向的单向玻璃纤维,并选择短切原丝毡来研究周期性欠载的影响。同时使用聚酯树脂作为基质材料。FGRC 复合材料采用手工铺层技术制造,根据 ASTM D3039 进行拉伸试验,根据 ASTM D3479 进行疲劳试验。结果表明,与 CAL 的结果相比,欠载效应会使 FGRC 的疲劳寿命行为从实际值下降 1.4% 到 18%。
所需的承载能力。 [1,4] 受这种各向异性结构的启发,定向增强材料被引入承重材料中,以在所需的方向上实现最大可能的机械性能。 [5] 仿生结构通常用于工程领域,以制造各向异性材料,这些材料可定向增强强度、膨胀或热性能,并执行特定功能,如可调形状恢复、极化图案或流体阻力。 [4] 这些各向异性材料引起了人们对组织工程 (TE) 的长期研究兴趣,以模拟生物组织的机械强度。包括心肌、动脉、静脉在内的软生物组织的强度和弹性[6,7] 在断裂拉伸强度为 1-10 MPa,弹性模量为 1-30 MPa 范围内。 [8,9] 迄今为止,人们已经研究和开发了各种材料和方法,目的是复制或至少模仿生物组织的结构、机械和功能特征。这样做的动机是为了增加我们的基本理解,[10,11] 影响 TE 中的细胞生长,[12] 或将材料用作医学模型。[13]
本研究的目的是通过物理测试和数值模拟,检验复合材料补片在防止裂纹扩展和延长船舶板使用寿命方面的应用。对钢板进行了疲劳试验,以实验验证使用复合材料补片作为防止裂纹扩展和延长结构部件疲劳寿命的手段的有效性。为了证实有限元分析,对使用和未使用复合材料增强材料的样品进行了测试。我们的数值分析研究结果表明,有限元方法可以非常有效地用于准确预测裂纹扩展,特别是对于未修补的钢板。对带有复合材料补片的裂纹板进行数值模拟表明,在测试条件下,使用寿命大约增加了两个数量级,尽管测试结果显示增加量接近一个数量级。差异归因于两个因素:与补片脱粘相关的失效机制和补片本身的实际开裂。因此,至关重要的是实施质量控制的粘合程序,并根据母板的特性和断裂条件优化补片系统的几何形状和特性。
铝基质复合材料(AMC)对其出色的机械性能引起了极大的关注,尤其是在苛刻的航空航天和汽车行业中。本研究的重点是用碳化钾(B4C)和切碎的E玻璃纤维增强的铝7075的机械表征。主要目的是增强材料的强度和韧性,同时减轻其固有的脆性。增强过程涉及使用搅拌铸造方法将陶瓷颗粒和切碎的玻璃纤维整合到铝7075基质中。此方法确保了均匀的增强剂分散,从而导致复合结构。实验设置包括改变B4C和E玻璃纤维的重量百分比,以评估其对复合材料机械性能的影响。在ASTM标准标准下,评估了复合材料的密度,孔隙率,硬度和拉伸强度。结果表明,添加碳化氢硼和e-玻璃纤维可显着改善复合材料的硬度和拉伸强度,同时降低孔隙率。对磨损表面的扫描电子显微镜(SEM)分析提供了对磨损机制的见解以及增强作用在增强摩擦学性能方面的有效性。
摘要:木质纤维素天然纤维具有亲水性,而许多复合材料的基质系统具有疏水性。天然纤维增强聚合物 (NFRP) 基质复合材料要获得良好的机械性能,依赖于界面处良好的纤维-基质结合。增强材料通常涂有两亲偶联剂以促进形成坚固的界面。一种新颖的替代方法是在与基础环氧树脂形成化学计量混合物之前,将偶联剂溶解在树脂硬化剂中。在复合材料制造过程中,偶联剂的亲水 (极性) 端迁移到表面 (内部界面) 并与纤维结合。偶联剂的疏水 (非极性) 端仍嵌入混合树脂中。复合材料样品的机械测试表明,直接添加到基质中的硅烷可产生具有增强纵向性能的 NFRP 复合材料。由于不再需要预处理纤维涂层,新技术具有经济(缩短了处理时间)、环境(消除了受污染的溶剂)和社会(减少工人接触化学蒸汽)等好处。关键词:偶联剂;环氧树脂;硬化剂;界面;天然纤维 1. 介绍
摘要。在本研究中,我们研究了在混凝土中添加再生塑料的效果。废塑料是从当地市场收集的。塑料的处理是一个主要问题,会产生许多负面后果。塑料是无机的,不会改变混凝土的化学特性,也不会影响其质量或稠度,使其成为建筑行业的理想材料,有助于减少塑料废物。塑料在混凝土中具有双重用途,既可用作填料成分,又可用作添加剂来增强材料的机械性能。混凝土采用五种不同体积的骨料替代量制备:10%、20%、30%、40% 和 50%。使用万能试验机浇铸、固化和测试立方体和梁。使用混凝土中使用的不同成分制成混合比例。在 7、21 和 28 天时,结果表明,抗压强度和抗弯强度随着塑料废物百分比的增加而增加。此外,抗弯强度随着塑料废物比例的增加而提高,在 30% 时达到最大值。这些结果表明,由于塑料纤维减少了混凝土中所需的工业纤维的数量,因此它也被证明更加便宜。
摘要:玻璃纤维增强复合材料 (FGRC) 具有优异的机械性能、低成本和耐腐蚀性,可用于替代汽车部件制造中的大部分金属。FGRC 在受到恒幅载荷 (CAL) 时会发生疲劳失效。然而,对 FGRC 行为的研究仍然缺乏预测工程和分析工具,主要是因为对这些材料行为的了解不足,包括它在受到变幅载荷 (VAL) 时的完整性。因此,本研究旨在研究欠载对不同层压板取向的 FGRC 疲劳寿命行为的影响。增强材料使用具有 [0/90]° 和 [±45]° 取向的单向玻璃纤维,并选择短切原丝毡来研究周期性欠载的影响。同时使用聚酯树脂作为基质材料。FGRC 复合材料采用手工铺层技术制造,根据 ASTM D3039 进行拉伸试验,根据 ASTM D3479 进行疲劳试验。结果表明,与 CAL 结果相比,欠载效应使 FGRC 的疲劳寿命行为从实际值下降 1.4% 到 18%。
图 2-1 由天然纤维制成的部件:a) 备胎罩,b) 汽车座椅靠背,c) 汽车门饰,d) 汽车轮拱,e) 飞机食品厨房。[来源:(Ecotechnilin,2017)] ..... 9 图 2-2 天然纤维的各种增强材料的分类:纤维素纤维和非纤维素纤维。 ................................................................................................................................................... 10 图 2-3 美国天然纤维市场按原材料划分 - 2013-2024 年预测(百万美元)(Grand.View.Research,2018 年) ........................................................................................... 11 图 2-4 基本纤维层结构(Mohanty 等人,2005 年) ........................................................................... 12 图 2-5 亚麻次生壁,S2 片层内容物与微原纤维角度 ............................................................................. 14 图 2-6 亚麻植株的 12 个生长阶段 ............................................................................................................. 15 图 2-7 亚麻茎的横截面和基本纤维的生产(Bos 等人,2002 年) ............................................................................................................. 16 图 2-8 2016 年亚麻纤维世界产量前 10 个国家 ............................................................................................................. 19 图 2-9 单向亚麻带的生产:a) 将亚麻纱排列成均匀的带,b)沿 0° 方向排列的亚麻带,c)多层单向层压
人们对天然蚕丝作为工程复合材料的替代增强材料的兴趣日益浓厚。本文,我们在相关研究背景下总结了作者过去几年对两种常见蚕丝和蚕丝纤维增强塑料 (SFRP) 的研究。家蚕丝纤维由于其弹塑性变形机制,在常温和低温条件下表现出良好的强度和韧性。特别是野生柞蚕丝还表现出微米和纳米纤维化,这是其韧性和抗冲击性的重要机制。对于 SFRP 复合材料,我们发现:(i) 为获得最佳增强增韧效果,必须将蚕丝纤维体积分数达到 50% 以上;(ii) 更坚韧的柞蚕丝比家蚕丝具有更好的增强增韧作用;(iii) 冲击性能和韧性是 SFRP 的优势性能;(iv) 天然蚕丝与其他纤维杂交可以进一步提高 SFRP 的机械性能和在工程应用中的经济性; (五)轻量化结构设计可以提高 SFRP 的能量吸收效率。对蚕丝和蚕丝纤维增强聚合物复合材料 (SFRP) 的综合力学性能和增韧机制的了解可以为材料设计和应用提供关键见解。
本研究的目的是探讨菌丝体作为一种新型增强材料和廉价生物基质在生物复合板生产中的可能性。在本研究中,菌丝体是从不同的基质、接种时间和加热时间处理中获得的。使用傅里叶变换红外 (FTIR) 光谱、热重分析 (TG/DTG)、差示扫描量热法 (DSC)、扫描电子显微镜 (SEM)、光学显微镜和抗弯强度测试测量了菌丝体生物基质的各种化学或物理特性。样品的结构分析表明,无论是接种纤维素基质还是淀粉基质,菌丝体中的几丁质含量都会增加,但随着接种时间的延长而增加。TGA 和 DSC 热分析图显示,热稳定性和玻璃化转变 (T g ) 温度随着接种时间的延长而提高。形态学观察证实了菌丝体网络的存在,可用作生物复合材料中的潜在生物基质。样品的机械性能在压制时间为 20 和 40 分钟时显示,菌丝体生物复合板的抗弯强度从 1.82 MPa 提高到 3.91 MPa。关键词:菌丝体;热;生物基质;生物复合材料版权所有 © 2020 PENERBIT AKADEMIA BARU - 保留所有权利