复合材料预制件用高性能纤维束横向压缩性能研究

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高性能纤维束联系着纤维单丝与复合材料预制件，起到了桥梁的作用。准确理解纤维束的横向压缩性能对于指导复合材料成型工艺具有重要意义。本论文采用同步辐射光源X射线扫描成像技术在纤维尺度系统地研究了高性能纤维束内部纤维的微细观结构及横向压缩变形机理，为纤维束本构模型的构建提供了较为详实的实验依据，具有重要的理论价值与实际工程意义。
　　由于纤维束在纺织复合材料预制件中的重要地位，本文首先采用了连续截面剖切实验和同步辐射X射线扫描成像实验获得了纤维束在每个截面上二维分布信息，并重构出体现纤维束内部纤维空间走向的三维实体图，真实再现了纤维束内部每根纤维在空间的路径、偏转以及纤维间的接触状态，将纤维束的细观组织结构研究推进到纤维尺度。
　　基于重构的纤维束三维结构，统计得到了纤维搭接长度L，与之相对应的弯曲高度α，以及β值，并通过实验验证了将统计得到的β值带入的Gutowski经典纤维束压缩力学模型。
　　基于不同压缩状态的纤维束截面二维分布信息，得到了纤维束内部纤维的分布状态，接触形式，相邻纤维间夹角以及纤维与纤维束主方向夹角随纤维体积含量的变化等信息，定量研究了纤维束的横向压缩变形机理。

著录项

作者
李磊;
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作者单位

天津工业大学;

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授予单位天津工业大学;
学科纺织工程
授予学位硕士
导师姓名陈利,潘宁;
年度 2012
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类非金属复合材料;
关键词
高性能纤维束; 纺织复合材料; 横向压缩性能; 成型工艺; 三维重建; 变形机理;

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