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188宝金博页面版: 层错结构对玻璃纤维炭纤维混杂复合材料弯曲性能的影响

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内容提示: 20 10 年第4 期玻璃钢/复合材料57层错结构对玻璃纤维/炭纤维混杂复合材料弯曲性能的影响王平1’ 2, 张条兰1’ 2, 罗永康3, 温月 芳1( 1. 中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料重点实验室, 太原0 30 0 0 1;2. 中国科学院研究生院, 北京10 0 0 4 9 ; 3. 东华大学纺织学院, 上海20 16 20 )摘要: 本文研究了某一位置的层错数目、 多层错时的层错间距、 炭纤维与玻璃纤维层数的比例等层错结构参数对玻璃纤维( G F )/炭纤维( C F )混杂复合材料弯曲性能的影响。 结果表明: 对于一定的混杂复合材料, 弯曲强度随着某一位置层错数目的减少而增加; 多层层错时, 层错间距需达到某一临界值; 炭纤维与外层玻璃纤维层数存在一个最佳比...

文档格式:PDF | 页数:5 | 浏览次数:281 | 上传日期:2015-04-08 14:38:11 | 文档星级:
20 10 年第4 期玻璃钢/复合材料57层错结构对玻璃纤维/炭纤维混杂复合材料弯曲性能的影响王平1’ 2, 张条兰1’ 2, 罗永康3, 温月 芳1( 1. 中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料重点实验室, 太原0 30 0 0 1;2. 中国科学院研究生院, 北京10 0 0 4 9 ; 3. 东华大学纺织学院, 上海20 16 20 )摘要: 本文研究了某一位置的层错数目、 多层错时的层错间距、 炭纤维与玻璃纤维层数的比例等层错结构参数对玻璃纤维( G F )/炭纤维( C F )混杂复合材料弯曲性能的影响。 结果表明: 对于一定的混杂复合材料, 弯曲强度随着某一位置层错数目的减少而增加; 多层层错时, 层错间距需达到某一临界值; 炭纤维与外层玻璃纤维层数存在一个最佳比例。关键词: 炭纤维; 玻璃纤维; 混杂复合材料; 层错中图分类号: T B 332文献标识码: A文章编号: 10 0 3—0 9 9 9 ( 20 10 )0 4 —0 0 57 —0 51引言风力发电机叶片是风力发电的关键设备。 随着风机功率的增大, 叶片长度增加, 叶片重量也随之增加。 研究表明, 当风机功率超过3M W 、 叶片长度将超过4 0 m 时, 在叶片制造时采用炭纤维已成为降低成本和增强性能的有效途径u . 2J。 N o d e x 和L M 等公司在尝试制造炭纤维叶片口. 4 ]。 但炭纤维价格昂贵, 因此只在叶片的一些重要承重构件中选择性地使用炭纤维取代玻璃纤维, 在叶片的某一位置将存在一个玻璃纤维和炭纤维的过渡区∞J。 而混杂复合材料的结构及混杂效应受各种因素的影响¨ J。研究学者曾提出过一种供选择的玻纤/炭纤过渡方式。 玻璃纤维和炭纤维以层错的方式进行过渡"’ 8J。 然而, 炭纤维和玻璃纤维的失效应变和刚度并不匹配; 同时, 层错结构容易导致应力集中和分层发生, 从而影响材料的力学性能。 国外对玻璃纤维复合材料和炭纤维复合材料的削层结构进行了大量理论和实验研究【9 。 引, 国内的邵小军等用三维有限元分析模拟了大尺寸试件多削层结构的拉伸和压缩试验, 对损伤的萌生和扩展进行了预测【l¨ 驯。 但是对于炭纤维和玻璃纤维混杂复合材料过渡区的层错结构尚鲜有报道。参考M u k h e r je e 针对单一纤维复合材料的削层结构提出的设计准则[ 19 ], 研究了风电叶片中玻纤/炭纤混杂复合材料过渡区层错结构的不同参数对弯曲性能的影响。 这些参数包括: 某一位置的层错数目, 多层层错时的层错间距, 炭纤维与外层玻璃纤维层数的比例。2 实验2. 1原材料玻璃纤维单向布采用宜兴市复兴玻璃纤维有限公司的F E D J?10 0 0 - 30 0 , 面密度为30 0 9 /m 2, 层厚约为0 . 3m m ; 炭纤维单向布为外购的台塑公司12K 炭纤维编织织物, 面密度为20 0 g /m 2, 层厚约为0 .3m m ; 树脂采用上纬精细化工有限公司的251l一1A /B F 型环氧树脂。2. 2样品制备表1样品铺层结构及弯曲强度T a b le 1S ta c k in gstr u c tu r e s a n db e n d in gstr e n g th so fsa m p le s注: O 。 ‘为错层的炭纤维层; 0G ’ 为对应错层的玻璃纤维层; 数字下标为同一位置的错层层数. h 为某一位置的层错厚度。为考察某一位置的层错数目, 多层错时的层错间距, 炭纤维与外层玻璃纤维层数的比例等参数对混杂复合材料弯曲性能的影响, 主要研究了以下8收稿日期: 20 0 9 - 0 9 - 17本文作者还有杨永岗。作者简介: 王平( 19 8 4 - ), 女, 硕士。 主要从事纤维复合材料方面的研究。F R p /C M 20 10 . N o . 4万方数据

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