弯矩载荷下玻纤增强管中玻纤轴向应变研究
玻纤增强PTT复合材料流变性能研究
（%）
型
（MPa） （J/M）
48
35
RP
20
53
45
弯曲强度 （MPa）
69 80
2
C
930
20
51
41
72
D
RP
30
65
48
86
E
930
20
A-1120
67
50
93
F
RP
20
A-1100
70
51
110
G
RP
20
A-1120
75
57
124
a-B试样
b-E试样
1 引言
聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是近几年才获得工业化生产的一种新型热塑性聚酯，其综 合性能优异，是一种理想的多用途的聚合物[1]。PTT工程塑料的开发应用在国际上刚起步不 久，但其发展潜力却十分看好，引起国内外学者的广泛关注。对于PTT这种脆性热塑性塑料， 玻璃纤维增强可显著提高其力学性能、冲击韧性和耐热性能等，但玻纤的加入一般均会引起 材料熔体流动性能下降，加工性能变差。因此，如何选择加工条件，改善成型流动性能，这 是人们所关注的课题[2]。
将制得的玻纤增强PTT粒料，采用日本岛津公司CFT-500型毛细管流变仪测试。测试条件 为：毛细管直径为1mm；毛细管长度40mm；温度230～250℃；温度精度±0.2℃；预热时间300s。
3 结果与讨论
3.1 不同配方的玻纤增强PTT的力学性能测试结果
空白PTT以及玻纤增强PTT的力学性能测试结果如表1所示。从表1可以看出，玻璃纤维、
玻纤增强 PTT 复合材料流变性能研究
郑睿1 ，赵耀明1 ，严玉蓉1，李维贤2
基于材料力学的纤维增强复合材料研究进展
基于材料力学的纤维增强复合材料研究进展纤维增强复合材料是一种具有高强度、高模量和轻质特性的材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程等领域。
而基于材料力学的纤维增强复合材料研究是指利用力学原理和实验手段对纤维增强复合材料的力学性能进行研究和分析。
本文将介绍纤维增强复合材料的基本原理、研究方法和一些研究进展。
首先，纤维增强复合材料由纤维和基体组成。
纤维通常采用碳纤维、玻璃纤维、聚合物纤维等，基体通常采用环氧树脂、树脂胶粘剂等。
纤维增强复合材料的性能取决于纤维的性质、排列方式和基体的性质。
因此，研究如何改善纤维增强复合材料的性能成为学者关注的焦点。
在基于材料力学的纤维增强复合材料研究中，有多种研究方法被广泛应用。
一种常用的方法是拉伸试验，通过对材料进行拉伸，得到其应力-应变曲线，从而分析材料的强度、刚度和断裂性能等。
另外，压缩试验、剪切试验、弯曲试验等也是常用的研究方法。
这些试验能够揭示纤维增强复合材料的力学特性，为其性能改进和设计提供依据。
随着科学技术的不断发展，研究者不断提出新的方法和理论，推动了纤维增强复合材料的研究进展。
例如，在计算力学方面，有限元分析被广泛应用于模拟纤维增强复合材料的力学行为。
这种方法能够精确地预测材料的应力分布、应变分布和破坏模式，为复合材料的设计和优化提供了有力的工具。
此外，还有许多新的纤维增强复合材料的研究方向，如多尺度力学、多功能复合材料等。
多尺度力学研究了不同尺度下材料的力学行为，从宏观到微观的尺度。
这种方法能够更准确地描述纤维增强复合材料的性能和异常行为，为新材料的开发提供了重要的理论基础。
而多功能复合材料则是指具有多种功能的复合材料，如耐磨、防火、导电等。
研究者通过改变复合材料的组分和结构，使其具有特定的功能，满足不同领域的需求。
总结起来，基于材料力学的纤维增强复合材料研究是一个广泛而深入的领域，涉及到材料力学原理、研究方法和研究进展等方面。
通过对纤维增强复合材料的力学性能进行研究和分析，可以为其性能的改进和设计提供有力的依据。
玻璃纤维增强材料的应力分析与优化设计
低成本化与环保化
玻璃纤维增强材料的成 本降低，提高市场竞争
力
提高玻璃纤维增强材料 的回收利用率，降低资
源浪费
环保化生产，减少对环 境的影响，符合可持续
发展要求
开发新型玻璃纤维增强 材料，提高性能，降低 成本，实现环保化生产
新材料与新技术发展
玻璃纤维增强材料的发展趋势：轻量化、高强度、高耐热性
建筑领域应用
玻璃纤维增强材料在建筑领域的应用广泛，如建筑外墙、屋顶、地板等
玻璃纤维增强材料具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点，在建筑领域中具有很高的应用 价值
玻璃纤维增强材料在建筑领域的应用案例分析，如某建筑外墙采用玻璃纤维增强材料， 提高了建筑的抗震性能和耐久性
玻璃纤维增强材料在建筑领域的应用前景，如未来在建筑领域中的应用将更加广泛， 如建筑外墙、屋顶、地板等
飞机、火箭、卫星等
玻璃纤维增强材料在航空航 天领域的应用案例包括：飞 机机身、机翼、火箭发动机
壳体等
玻璃纤维增强材料具有高强 度、高模量、低密度等优点， 适合用于航空航天领域的结
构件
玻璃纤维增强材料在航空航 天领域的应用可以提高结构 件的强度和刚度，减轻重量，
提高飞行性能和可靠性。
汽车工业领域应用
理论分析法：利用力学原理和 数学模型进行应力分析
实验分析法：通过实验测试获 取应力数据，进行应力分析
数值模拟法：利用计算机模拟 技术进行应力分析
复合材料应力分析法：针对复 合材料特性进行应力分析
应力分布与传递
应力分布：玻璃 纤维增强材料在 不同方向的应力 分布情况
应力传递：应力 在玻璃纤维增强 材料中的传递路 径和方式
纤维长度：影响材料的力学性能和 耐腐蚀性
螺杆结构及转速对玻璃纤维增强PA66复合材料力学及流变性能的影响[1]
![螺杆结构及转速对玻璃纤维增强PA66复合材料力学及流变性能的影响[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/042bc5215901020207409ce9.png)
第26卷第10期高分子材料科学与工程Vol.26,N o.102010年10月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERINGOct.2010螺杆结构及转速对玻璃纤维增强PA66复合材料力学及流变性能的影响杨建民,李春忠,张 玲,张天水(华东理工大学超细材料制备与应用教育部重点实验室,上海200237)摘要:通过改变挤出机的螺杆结构及螺杆转速,研究了熔融挤出过程中,剪切强度的变化对聚酰胺66/玻璃纤维复合材料力学及流变性能的影响。
结果表明,当螺杆后段的捏合块数量由7块减少到4块,且螺杆转速为120r/min 时,熔体受到的机械剪切应力最小,在挤出过程中有效地减少了玻纤的断裂,使其平均长度最长,复合材料的力学性能最高。
聚酰胺66中加入玻璃纤维能显著影响复合材料的流变行为,玻纤的平均长度越长,与基体间的作用就越强,共混体系的复数黏度及动态储能模量也越高。
关键词:聚酰胺66;玻璃纤维;平均长度;螺杆结构与转速中图分类号:O631.2+1 文献标识码:A 文章编号:1000 7555(2010)10 0118 04收稿日期:2009 09 15基金项目:国家自然科学基金资助项目(20706015,50703009);上海市科技启明星计划(07QA14014);上海市科委纳米专项(0852nm02000,0952nm02000);上海市曙光学者跟踪计划(08GG09);上海市优秀学科带头人计划(08XD1401500);上海市重点学科建设项目资助(B502)通讯联系人:张 玲,主要从事高分子材料改性研究, E mail:zlingzi@玻璃纤维增强聚酰胺66(PA66)复合材料具有高强度、高模量、低成本、易加工、可回收等优点,在汽车制造业、电子产品、日常生活用品等领域具有广泛的应用。
以往的学者对玻纤增强聚酰胺复合材料的研究工作主要集中在纤维的含量[1]、直径[2],与基体界面情况[3,4]等问题上,而对控制PA66/玻璃纤维复合材料的加工过程,即双螺杆挤出机的加工工艺参数对复合材料性能影响的研究较少。
长玻纤增强聚氨酯复合材料弯曲应力-应变试验研究
２１ ０ １年 ９月
塑料工业
ＣＨＩ Ｌ Ｔ Ｃ Ｎ ＮＡ Ｐ ＡＳ Ｉ Ｓ Ｉ ＤＵＳ ＲＹ Ｔ ・７ ・ ７
长 玻 纤 增强 聚氨 酯 复 合 材 料 弯 曲应 力 一 变 试 验 研 究 应
张 蔚 ，陈 丰 ，孙 宇 ，曹 春 平
（ ．南京理工大学机械工程学 院 ，江苏 南京 ２ ０ ９ ；２ １ １０ ４ ．安徽科技 学院工学院 ，安徽 蚌埠 ２ ３ ０ ） ３ １０
ｍａ ｅ ｉｌ ｓｔ ｓ ｄ． ｔ ｅ ｉ ｆ ｅ ｃ ｆｌｎ ｔ ｎ ｓ ａｉ ｆｇａ ｓｆ ｅ ｎ ｔ ｅ ｆ ｘ ｒ ｌ ｅｆ ｒ ｎ ｅ ｏ Ｉ ｔｒ ｅ ｔ ａ ｗａ ｅ ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ｅ ｇｈ ａ ｄ ｍａ ｓ ｒ ｔ ｏ ｌ ｓ ｂ ｒ ｏ ｅ ｕ ａ ｒ ｍａ ｃ ｆＲＲ Ｍ ｌ ｏ ｉ ｈ ｌ ｐ ｏ
ＺＨＡＮＧ ｅ ， ＣＨＥＮ ｅ ｇ ， Ｓ Ｗ ｉ Ｆｎ ＵＮ ， ＣＡＯ Ｙｕ Ｃｈｕ 。 ｉ ｇ ｎ ｐｎ
（ ． Ｓｈｏ ｏ ｃａ ｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇ ａｊ ｇＵ ｉｅｓｙｏ ｃ ｎｅａ ｄＴ ｃｎ ｌ ｙ １ ｃｏｌ ｆ Ｍｅｈｎｃ ｇｎｅｉ ，Ｎ ｎｉ ｎｖｒｉ ｆ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｎ ｎｉｇ２０ ９ ａＥ ｎ ｎ ｔ Ｓｅ ｏ ａｊ １０４，Ｃ ｉａ ｎ ｈｎ ； ２ Ｄ ｐｒ ｅｔ ｆ ｎｉｅｒ ｇ ｎｕ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｎ ｅｓｙ ｅｇｕ２３ ０ ，Ｃ ｉａ ． ｅ ａ ｍ ｎ ｇｎｅｉ ，Ａ ｈ ｉ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎｌ ｙＵ ｉ ｒｉ ，Ｂ ｎｂ ３ １０ ｔ ｏＥ ｎ ｅ ｏ ｖ ｔ ｈ ） ｎ
Ａ ｓ ａｔ Ｔ ｅｆ ｘ ｒｌ ｅｆｒ ａ ｃ ｆ ｏ ｇｇ ｓ ｆ ｅ ｅ ｆｒｅ ｏ ｕｅ ａ ｅ （ Ｒ Ｍ。Ｕ） ｃｍ ｏｉ ｂ ｔ ｃ ： ｈ ｅｕａ ｐ ｒ ｍ ｎ ｅｏ ｎ ｌ ｓｉ ｒｒｉ ｏｃｄ ｐｌ ｒｔ ｎ Ｒ Ｉ Ｐ ｒ ｌ ｏ ｌ ａ ｂ ｎ ｙ ｈ ｏ ｐ ｓｅ ｔ
玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的力学性能研究
申请人：王丽雪 材料与化学工程系 材料教研室
• 选题背景 • 项目的创新之处 • 研究内容及目标 • 技术关键 • 研究进度及经费预算
选题背景
环氧树脂基复合材料是由环氧树脂基体和增强材料(纤维及 其织物)通过两者之间的界面复合而形成的轻质高强材料。
结构复合材料 按照用途分为： 功能复合材料 增强纤维
结构复合材料功能复合材料通用型复合材料玻璃纤维增强的环氧树脂基复合材料是国防科技航天航空建筑及交通等领域的重要材料增强纤维玻璃纤维碳硼纤维芳纶纤维高速公路车辆称重系统黑龙江省牛头山大桥收费站车辆动态称重系统结构示意图增强系统的耐蚀性和耐候性优点以工程应用为背景对玻璃纤维环氧树脂复合材料进行结构的优化设计项目特色模拟具体的工作环境对玻璃纤维环氧树脂复合材料进行力学性能测试和分析创新之处通过改变玻璃纤维增强体的含量及排布方式探索最佳的制作工艺从而获得玻璃纤维环氧树脂复合材料
通用型复合材料
玻璃纤维 碳、硼纤维 芳纶纤维
玻璃纤维增强的环氧树脂基复合材料是国防科技、航天航空、 建筑及交通等领江省牛头山大桥收费站
车辆动态称重系统结构示意图
优点
1. 减轻系统的重量，降低成本 2. 使系统与路面的结合得到改善 3. 增强系统的耐蚀性和耐候性
初步探讨影响其使用性能的内部因素。
预期目标
研究单向和正交排列的玻璃纤维/环氧树脂复合材料在 不同载荷、不同温度下的各项力学性能；
通过对影响玻璃纤维/环氧树脂复合材料力学性能因素地 研究，提出优化设计方案，为复合材料制备提供理论依据。
技术关键
从理论上解决增强体与基体界面结合强度低的问题，控 制界面处的不良反应；
项目创新之处
以工程应用为背景
纤维增强复合材料层间剪切强度高应变率试验液压伺服控制系统
纤维增强复合材料层间剪切强度高应变率试验液压伺服控制系统纤维增强复合材料在现代制造业中得到了广泛的应用，其具有优异的力学性能和轻量化的特点，广泛应用于航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域。
纤维增强复合材料的性能评价是非常重要的，其中层间剪切强度是一项重要的性能指标。
本文将介绍一种利用液压伺服控制系统进行高应变率试验的方法，以提高纤维增强复合材料层间剪切强度的研究。
纤维增强复合材料的力学性能是由纤维和基体共同作用决定的。
其中纤维起到增强作用，基体起到传递载荷的作用。
在力学性能中，层间剪切强度是指纤维增强复合材料中纤维层与基体层之间的黏结强度。
层间剪切强度高意味着纤维增强复合材料在弯曲、剪切等复杂应力条件下有更好的力学性能。
目前，层间剪切强度的测试方法主要有剪切试验、Iosipescu试验和层间剪切试验等。
然而，传统的试验方法受到试验机动态性能的限制，难以模拟高应变率条件下的力学行为。
因此，需要一种新的试验方法来研究纤维增强复合材料在高应变率加载下的层间剪切强度。
一种新的方法是利用液压伺服控制系统进行高应变率试验。
液压伺服控制系统是一种先进的试验设备，具有快速响应、高精度和大负荷承载能力的特点。
在高应变率试验中，液压伺服控制系统能够提供高速的加载和卸载速度，并能实现精确的试验控制。
试验过程中，首先将纤维增强复合材料切割成符合要求的试样。
然后，将试样置于液压伺服控制系统的夹具中，并通过夹具固定试样，以确保试样在试验过程中的稳定性。
随后，液压伺服控制系统施加预定的加载条件，即高应变率加载。
在试验过程中，液压伺服控制系统能够实时监测试样的力学性能，并记录试验数据。
通过高应变率试验，可以得到纤维增强复合材料在高应变率下的层间剪切强度。
根据试验数据，可以分析纤维增强复合材料在高应变率下的力学行为和失效机制。
同时，可以通过改变试验条件，如加载速度和加载方式等，来研究纤维增强复合材料的层间剪切强度与加载条件的关系。
玻璃纤维增强塑料夹砂管初始力学性能检测的研究
玻璃纤维增强塑料夹砂管初始力学性能检测的研究作者：吴晓晨来源：《价值工程》2015年第16期摘要：由玻璃纤维增强塑料夹砂管的环刚度、刚度等级概念分析了环刚度设计与检测的基本方法，探讨挠曲水平、轴向拉伸强力和环向拉伸强力检测方法，比较分析了各种方法的优缺点与适用范围，对理解及掌握玻璃纤维增强塑料夹砂管初始力学性能的概念及相关检测方法具有一定参考意义。
Abstract： Based on the ring stiffness and stiffness concept of glass fiber reinforced plastic sand inclusion tubes， this article analyzes the basic methods of design and testing of the ring stiffness，discusses the testing methods of deflection level， axial tensile strength and circumferential tensile strength， and compares the advantages and disadvantages and scope of application of various methods， which has certain reference significance for understanding and mastering the concept and related detection method of the initial mechanical properties of glass fiber reinforced plastic steel sand tube.关键词：玻璃纤维增强塑料夹砂管；初始力学性能；方法；检测Key words： glass fiber reinforced plastic sand inclusion tubes；initial mechanical properties；methods；detection中图分类号：TQ327.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）16-0106-030 引言玻璃纤维增强塑料夹砂管（以下简称夹砂管），是一种新型柔性非金属复合材料管道，不仅有重量轻、承压能力好、输送液体阻力小、能保证供水水质、抗化学和电腐蚀、使用寿命长等特性，而且造价合理，安装和操作十分便捷，不需要花费大量成本进行后期维护。
玻璃纤维增强复合材料的制备及力学性能研究
玻璃纤维增强复合材料的制备及力学性能研究玻璃纤维增强复合材料是一种广泛应用于工程领域的高性能材料。
它具有轻质、高强度、耐腐蚀等优良特性，因此被广泛用于航空航天、汽车、建筑等领域。
本文将探讨玻璃纤维增强复合材料的制备方法以及其力学性能的研究。
玻璃纤维增强复合材料的制备一般采用层叠堆叠法。
首先，将纤维预浸料（通常是含有树脂的玻璃纤维布）在模具上进行层叠。
然后，在层叠好的纤维上涂布树脂和固化剂，以使纤维与树脂充分浸透和固化。
最后，通过压力硬化、热固化或真空吸附等方法，使复合材料成型。
制备玻璃纤维增强复合材料的关键是纤维与树脂间的结合。
通过树脂的浸透，纤维与树脂能够形成紧密的连接，从而增加了复合材料的强度和刚度。
同时，纤维的层叠也能够提高复合材料的层合结构，增加了其耐久性和抗冲击性能。
在玻璃纤维增强复合材料的力学性能研究中，最常被关注的指标是弯曲强度和抗拉强度。
弯曲强度反映了复合材料在受力下的变形和破坏情况，而抗拉强度则代表了复合材料的最大载荷能力。
研究表明，制备工艺、纤维质量以及树脂固化剂的种类等因素都会对复合材料的力学性能产生影响。
除了弯曲强度和抗拉强度，还有许多其他力学性能指标也值得研究。
例如，剪切强度可以衡量复合材料在受到切割力时的破坏情况。
冲击强度则反映了复合材料在受到冲击负荷时的能量吸收能力。
此外，复合材料的弹性模量和屈服强度也是常用的力学性能指标。
为了提高玻璃纤维增强复合材料的力学性能，研究人员不断探索和改进制备工艺。
例如，他们尝试使用不同种类的纤维、调整树脂浸渍工艺以及添加填料等方法来改善复合材料的力学性能。
此外，利用纳米材料技术也被认为是提高复合材料性能的一种有效手段。
综上所述，玻璃纤维增强复合材料具有广阔的应用前景。
通过研究制备方法和力学性能，可以进一步提高复合材料的性能，并开拓新的应用领域。
随着材料科学技术的不断进步，相信玻璃纤维增强复合材料将在未来发展中发挥更重要的作用。
玻璃纤维增强复合材料加固原竹螺栓组合节点的抗剪性能
［６］
。 现代竹木结构因需要装配和更换
便利而多采用螺栓连接节点
［７］
纤维束少，横向抗拉能力较低
，但由于原竹横向
［８］
，竹结构的螺栓组
合节点受剪时易因应力集中而发生顺纹劈裂
［９－１０］
，
承载力较低，不能充分发挥原竹材料性能，竹的螺
栓组合节点运用受到很大限制。
为提高原竹螺栓组合节点的承载力，国内外学
ＧＦＲＰ 包裹加固节点抗剪承载能力和增强效果的
影响。 参考了 Ｊｏｈａｎｓｅｎ ［１９］ 的螺栓屈服理论和欧洲
木结 构 螺 栓 计 算 规 范 ＢＳ ＥＮ １９９５ “ Ｅｕｒｏｃｏｄｅ ５：
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｉｍｂｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ” ，计算了 ＧＦＲＰ 加固节
点的等效抗剪强度并与实测值对比，以期为今后原
ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｇｌａｓｓ ｆｉｂｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ （ ＧＦＲＰ） ｏｎ ｔｈｅ ｓｈｅａｒ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｏｌｔ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ
ｊｏｉｎｔｓ ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｈｅａｒ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｊｏｉｎｔｓ ｗｅｒｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｂａｍｂｏｏ ｃｕｌｍｓ ｗｉｔｈ⁃
ｃｕｌｍ ｏｕｔｅｒ ｄｉａｍｅｔｅｒ ａｎｄ ｂｏｌｔ ｅｎｄ ｄｉｓｔａｎｃｅ， ｂｕｔ ｈａｄ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｂｏｌｔｓ． Ｂｏｌｔ ｄｉａｍｅｔｅｒ
ａｎｄ ｂａｍｂｏｏ ｃｕｌｍ ｏｕｔｅｒ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ． Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ａｂｓｏｌｕｔｅ
玻璃纤维材料力学性能增强机制研究
玻璃纤维材料力学性能增强机制研究玻璃纤维材料力学性能增强机制研究玻璃纤维是一种重要的材料，在工业和民用领域中有广泛的应用。
然而，为了满足不断增长的需求，提高玻璃纤维材料的力学性能变得至关重要。
在这篇文章中，我们将探讨玻璃纤维材料力学性能增强的机制。
第一步：了解玻璃纤维的力学性能在研究玻璃纤维材料的力学性能增强机制之前，首先需要了解其基本力学性能。
玻璃纤维的力学性能通常包括强度、刚度、韧性和耐久性。
这些性能是衡量材料质量和可靠性的重要指标。
第二步：分析玻璃纤维材料的结构特点玻璃纤维材料的结构特点对其力学性能有着重要的影响。
玻璃纤维通常由无定形的玻璃纤维和有机聚合物基体组成。
了解纤维的直径、长度、分布以及基体的粘合性等结构特点可以帮助我们确定增强机制的研究方向。
第三步：探索增强机制增强玻璃纤维材料的机制有很多，其中一些主要的机制包括纤维取向控制、纤维表面改性、基体改性和复合材料制备等。
纤维取向控制可以通过改变纤维的排列方向和分布来提高材料的强度和刚度。
纤维表面改性可以通过在纤维表面涂覆一层改性剂来提高纤维与基体之间的粘合强度。
基体改性可以通过添加添加剂或改变基体的成分来改善材料的韧性和耐久性。
复合材料制备可以通过将玻璃纤维与其他材料进行复合来提高材料的力学性能。
第四步：实验验证进行实验验证是研究玻璃纤维材料力学性能增强机制的关键一步。
可以通过拉伸试验、弯曲试验和冲击试验等方法来评估材料的力学性能。
在实验中，可以应用不同的增强机制，并比较不同处理后的材料性能差异，以验证增强机制的有效性。
第五步：进一步优化和应用在实验验证的基础上，可以进一步优化增强机制，以提高玻璃纤维材料的力学性能。
此外，研究的成果可以应用于玻璃纤维材料的制备和应用领域，例如航空航天、汽车制造和建筑等。
总结：通过以上步骤，我们可以对玻璃纤维材料的力学性能增强机制进行全面的研究。
深入了解玻璃纤维的力学性能和结构特点，探索不同的增强机制，并通过实验验证和进一步优化，可以提高玻璃纤维材料的力学性能，满足不断增长的需求，并促进材料在各个领域的应用。
玻璃纤维增强课件
《玻璃纤维增强》PPT课件
30
主要原材料
序号 1 2 3 4
名称
标准及规格
高密度聚乙烯 树脂
相当PE80级
色母粒
炭黑含量： 30%
聚丙烯骨架管
DN21、DN34、 DN42、DN54
金属电熔丝
GB/T1495494AM
备注 M6100
《玻璃纤维增强》PPT课件
31
主要原材料
●高密度聚乙烯树脂（HDPE）
▪ Owens Coming和DSM合作，通过挤出机采 用传统的电缆包覆工艺制造预浸带，然后切 成6mm的粒子用于注射成型。该技术可以使 注射成型产品的玻纤长度保持在6mm,从而在 降低玻纤的断裂程度方面取得突破。
《玻璃纤维增强》PPT课件
14
玻璃纤维增强热塑性复合材料在承压 输配水管道上的应用
图6 大口径塑料管道
长玻纤增强热塑性复合材 料的研究进展
《玻璃纤维增强》PPT课件
1
长纤维和短纤维增强复合材料的比较
▪ 玻璃纤维增强热塑性复合材料根据 玻璃纤维增强方式的不同,分为短玻 纤(SFT)长玻纤(LFT)和玻璃纤维毡 (GMT)增强三种类型。
《玻璃纤维增强》PPT课件
2
表1 纤维长度对增强效率的影响
力学性能
《玻璃纤维增强》PPT课件
4
SMC工艺
图1 SMC（Sheet Molding Compound）工艺
《玻璃纤维增强》PPT课件
5
TMC工艺
图2 TMC（Thich Molding Compound）工艺
《玻璃纤维增强》PPT课件
6
2.长玻纤增强热塑性复合材料加工工
溶液浸渍法
艺的发展
玻纤增强塑料V型剪切性能测试的研究
程序可测得剪切模量和剪切强度。 ２ 试验组成
试验主要由试样、电阻应变片、超动态电阻应变 仪、剪切夹具、拉力试验机组成。 ２１ 试样
试样与应变片采用单面粘接，应变片的粘接位 置，垂直方向应与试样 Ｖ型槽中心连线对称，应变 片的 ±４５°方向与试样中心线对称。试样表面应保 持平整无凹陷，空气湿度控制在 ６５％以下，温度在 ２０℃以上，将快干胶涂覆试样表面，迅速按压，与试 样表面粘接，保持平整牢固。在应变片的引线焊接 信号线，并保护好信号线。如图 １所示。
３４
《计量与测试技术》２０１８年第 ４５卷第 １期
玻纤增强塑料 Ｖ型剪切性能测试的研究
张吉雷 郑会保 张永侠
（中国兵器工业集团第五三研究所，山东 济南 ２５００３１）
摘 要：本文介绍了玻璃纤维增强塑料 Ｖ型剪切性能的测试，采用电阻应变片、动态电阻应变仪及试验夹具在试验机上完成剪切模量和剪切 强度的测试。 关键词：电阻应变片；剪切模量；剪切强度 中图分类号：ＴＭ５４ 文献标识码：Ａ 国家标准学科分类代码：４６０４０３０ ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０１８．０１．０１０
试样材料中玻璃钢纤维采用 Ｅ－玻纤，以一定 配 比 的 特 种 环 氧 树 脂 为 基 体。 试 样 尺 寸 符 合 《ＡＳＴＭ Ｄ５３７９／Ｄ５３７９Ｍ －１２》试 验 标 准 中 规 定。 按取样方向采用了 Ｇ１２、Ｇ１３、Ｇ２３三种试样进行测试。 试样在实验室准环境下或按需要下进行状态调节。 ２２ 电阻应变片
点击“测试”，斜线段 １中，控制模式 １为位移， 速度 ２为 ｍｍ／ｍｉｎ。
短玻璃纤维增强PA66的各向异性拉伸模量和本构方程研究
摘要：对30%玻璃纤维增强PA66，应用Mori-Tanaka 单向短纤维复合材料弹性模量预测模型，引入纤维混杂因子δ，建立了弹性模量的半经验预测模型，模型预测结果与试验结果吻合，该模型可以对材料的弹性性能进行很好的预估计算；应用Weibull 三参数模型建立了材料在0°和90°方向的拉伸应力-应变关系；应用45°拉伸试验结果给出了材料面内剪切应力-应变关系；由此建立了一种短玻璃纤维增强PA66的拉伸本构方程。
关键词：复合材料短玻璃纤维弹性模量预测拉伸本构中图分类号：TQ171文献标识码：A短玻璃纤维增强PA66的各向异性拉伸模量和本构方程研究陈汉军杨挺赵向东（泛亚汽车技术中心有限公司，上海201201）作者简介：陈汉军（1977—），男，工程师，工学学士，研究方向为整车换挡系统及踏板开发。
1短纤维复合材料简介由于短纤维复合材料的力学性能由纤维和基体的性能、纤维的体积分数和纤维的长径比等诸多因素决定[1,2]。
对短纤维复合材料研究，其各向异性弹性模量预估、断裂强度分析以及材料的本构方程建立成为了主要工作，这些研究工作的结果会对材料的工程应用直接提供指导。
Eshelby 等效夹杂理论是很多其他模型的基础理论[3,4]，研究了无限大基体内含有单椭球夹杂的弹性场问题。
应用本征应变和等效夹杂的方法，得到了非均质椭球夹杂的内外弹性场，非常好的解决了在纤维体积百分比很低和纤维长径比非常小的情况下，预测复合材料刚度的方法。
但是由于Eshelby 理论仅仅考虑单根纤维包含在无限大基体中，并没有考虑纤维之间相互的影响，所以此理论应用于短纤维复合材料时，则将纤维当做异质包容体，如果纤维体积百分比很小，则可以直接应用。
而在纤维体积百分比大时，纤维会比较密集，所以纤维之间的相互影响不能忽略，此时Eshelby 理论并没有很好的适用性。
为此，Mori 和Tanaka [5]在Eshelby 理论的基础上，提出了一种考虑包容体相互影响的简便可用的方法。
(1)纤维增强聚合物基复合材料界面残余热应力研究
纤维增强聚合物基复合材料界面残余热应力研究赵若飞 周晓东 戴干策(华东理工大学聚合物加工室上海200237)摘要:本文综述了聚合物基纤维复合材料界面残余热应力的形成、测定方法和各种理论分析方法。
阐述了残余应力对界面粘结强度以及复合材料断裂韧性和强度的影响,最后对界面残余应力的控制方法作了评述。
关键词:聚合物基纤维复合材料 残余热应力 界面1 前 言聚合物基纤维复合材料的基体和增强纤维的热膨胀系数存在很大的差异,而复合材料有相当部分是在升温条件下成型的,当温度降低时,由于基体和纤维的体积收缩率不同,会产生热残余应力,热固性树脂在固化过程中发生体积收缩也会形成残余应力。
复合材料的残余应力同时存在于基体、纤维和界面上,基体中的应力会使基体的性质发生变化[1、2],使基体的耐冲击性、疲劳强度、压缩强度等下降,甚至会引起基体的破坏。
纤维中主要存在轴向压缩残余应力,可能引起纤维发生曲折[3]。
界面相的残余应力有径向压缩或拉伸应力、环向拉伸应力和界面剪切应力[4、5],这些应力都会对界面的粘结强度和纤维的脱粘产生重要的影响[6～8]。
界面相残余应力的存在显然严重影响复合材料的宏观性能,因此,人们一直希望能定量测定它,但是界面层的厚度很小,属于微结构(纳米结构),而且界面存在材料的内部,所以难以直接测量残余应力[9]。
纤维和基体中的残余应力则可采用各种实验方法来测定,例如光弹性法[2、10]、Ramman光谱法[11]、纤维总应变法[12]、碳纤维电阻率法[13]、单丝拔除法[14]等,可以通过测定邻近界面的基体或纤维中的残余应力来得到界面残余应力。
另一方面,三十年来发展了有限元分析等各种理论分析方法研究复合材料残余应力[15～21],使人们对界面残余应力有了深入的认识。
近年来热塑性树脂基复合材料得到发展和广泛应用,人们对聚合物基复合材料的界面残余应力的研究越来越重视,这是因为与热固性树脂基复合材料相比,这种热塑性树脂在加工冷却过程中多伴有结晶的形成,与纤维的体积收缩比具有更大的差异[1、22],可能形成较大的界面残余应力。
纤维增强热固性塑料管轴向拉伸性能试验方法
纤维增强热固性塑料管轴向拉伸性能试验方法GB/T 5349—1985 1986-05-01中华人民共和国国家标准纤维增强热固性塑料管轴向拉伸性能试验方法本方法适用于测定纤维增强热固性塑料管轴向拉伸强度、拉伸弹性模量和破坏伸长率。
1 定义纤维增强热固性塑料管，系指以无机或有机纤维(或其制品)为增强材料，以热固性树脂为基体的管状制品。
2 试样2 1 试样型式和尺寸见图1和表1。
_____________________________________________________________________ ___________两夹持段间长度 L 夹持段长度 l_____________________________________________________________________ ___________≥450 50～100_____________________________________________________________________ ___________2 2 试样数量按GB 1146-83《纤维增强塑料性能试验方法总则》第2章规定。
2 3 试样端面应与其轴线垂直，且平整，无分层、撕裂等现象。
其余表面无损伤。
若夹持段表面存在胶瘤或其它突起物，应予修平，但尽量避免损伤增强纤维。
3 试验条件与设备3 1 试验标准环境条件应符合GB 1446-83中31的规定。
3 2 试样状态调节应在实验室标准环境条件下至少放置40h。
3 3 夹持装置应具有足够的强度、刚度和尺寸加工精度。
在拉力作用下，不使试样在夹持段内破坏，且应尽量避免与试样产生相对位移。
图2为适用于公称直径不大于100mm试样的夹持装置结构图。
3 4 试验设备应符合GB 1446-83第5章规定。
3 5 加载速度35 1 测定强度时，常规试验为10～12mm/min;仲裁试验为5～6mm/min。
玻纤增强柔性管结构敏感性研究与数值分析
玻纤增强柔性管结构敏感性研究与数值分析
艾龙;沈义俊
【期刊名称】《海南大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(42)1
【摘要】针对在海洋油气开采中传统钢管质量大、易腐蚀老化等问题,亟需找到一种质量小、强度高且耐腐蚀的新型柔性管道,选用玻纤增强柔性管开展了研究,基于复合材料层合板理论建立了玻纤增强柔性管的理论模型,采用ABAQUS建立了管道整体的有限元模型,通过相关文献验证了模型的准确性,分析了缠绕角度在拉伸、压缩、弯曲、拉伸-弯曲以及压缩-弯曲5种荷载工况下对管道应力的影响,并着重分析了拉伸工况下增强层缠绕层数对管道应力的影响.结果表明:柔性管增强层是管道主要的承载结构.综合5种工况模拟结果,得到柔性管增强层最佳缠绕角度为
(±45°)~(±55°),增强层缠绕层数在4~16层时,柔性管承载能力有较大提高,超过16层后,承载能力无明显提高.
【总页数】9页(P78-86)
【作者】艾龙;沈义俊
【作者单位】海南大学土木建筑工程学院;海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TB332
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玻璃纤维增强复合材料材料性能及加固受弯钢构件试验研究的开题报告
玻璃纤维增强复合材料材料性能及加固受弯钢构件试验研究的开题报告一、研究背景和意义钢结构在工业、建筑等领域得到广泛应用，但是长期使用过程中存在着钢材腐蚀、弯曲疲劳等问题，导致结构安全性下降，需要进行维修加固。
近年来，玻璃纤维增强复合材料（GFRP）因其优异的力学性能和防腐蚀性能，在加固钢结构方面得到了广泛应用。
本文旨在对GFRP材料的力学性能进行测试，了解其在加固钢结构中的应用情况和加固效果，并为实际工程中的钢结构加固提供参考。
二、研究内容和目标1. 测试GFRP材料的力学性能，包括拉伸强度、弯曲强度等；2. 研究GFRP加固受弯钢构件的方法和效果；3. 在实验室中对加固后的钢结构进行试验，包括受力性能和变形行为等；4. 对比GFRP加固前后钢结构的力学性能和防腐蚀性能；5. 探讨GFRP在加固钢结构中的应用前景和存在的问题。
三、研究方法和步骤1. 收集文献，了解GFRP材料的性能和加固钢结构的方法；2. 按照标准进行拉伸和弯曲试验，测试GFRP材料的力学性能；3. 根据设计方案，进行钢结构加固；4. 对加固后的钢结构进行试验，记录试验数据；5. 比较加固前后钢结构的力学性能和防腐蚀性能，探讨GFRP加固在钢结构中的应用前景。
四、预期成果1. 完成对GFRP材料力学性能的测试；2. 探讨GFRP在加固钢结构中的应用方法和效果；3. 测得加固后的钢结构的受力性能和变形行为等试验数据；4. 对比GFRP加固前后钢结构的力学性能和防腐蚀性能；5. 提出GFRP在加固钢结构中存在的问题和解决方案。
五、研究进度计划1. 第一阶段（1-2周）：收集文献，了解GFRP材料的性能和加固钢结构的方法；2. 第二阶段（1-2周）：进行拉伸和弯曲试验，测试GFRP材料的力学性能；3. 第三阶段（2-3周）：根据设计方案，进行钢结构加固；4. 第四阶段（1-2周）：进行试验，记录试验数据；5. 第五阶段（2-3周）：比较加固前后钢结构的力学性能和防腐蚀性能，提出存在的问题和解决方案；6. 第六阶段（1周）：撰写开题报告。
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42低温建筑技术LOW TEMPERATURE ARCHITECTURE TECHNOLOGY第40卷第8期2018年8月DOI：10.13905/ki.dwjz. 2018. 08. 015弯矩载荷下玻纤增强管中玻纤轴向应变研究刘畅！，陆钰天2，段丽辉3，BAIYONG1，23.南方科技大学，广东深圳518000;2.深圳市欧佩亚海洋工程有限公司，广东深圳518000;3.青岛扬帆船舶制造有限公司，山东青岛266000)【摘要】本文采用数值分析方法对玻纤增强柔性管在弯矩载荷作用下的玻纤轴向应变进行公式推导，得到简化公式。
采用Abaqus有限元分析软件建立玻纤增强柔性管模型，加载弯矩载荷，求出玻纤的轴向应变，与理论分析得到的结果进行对比，误差在可接受范围内，验证了本文玻纤轴向应变简化公式的准确性。
【关键词】轴向应变;玻纤增强柔性管;弯矩载荷;有限元分析【中图分类号】TU381 【文献标志码】B【文章编号】1001-6864(2018)08-0042-03THE AXIAL STRAIN OF GLASS FIBER OF GLASS FIBER REINFORCED PIPE UNDERBENDING MOMENT LOADLIU Chang1，LU Yutian2,DUAN Lihui3,BAIYONG1，2(1. Southern Univ.of Science and Technology,Guangdong Shenzhen 518000* China;2.Shenzhen OPR Offshore Engi.Co.，Ltd.，Guangdong Shenzhen 518000, China;3.Qingdao Yangfan Shipbuilding Co.，Ltd.，Shandong Qingdao 266000，China)Abstract：In this paper，a concise formula related to the axial strain of glass fiber of glass fiber reinforced pipe under bending moment load is derived by numerical analysis method.A FE model of glass fiber reinforced flexible pipe under bending moment load is built，and the error of axial strain between mathematical results and FE results is in an acceptable range.The accuracy of the simplified formula for the axial strain of glass fiber in this paper is verified.Key words：axial strain;glass fiber reinforced flexible pipe;bending moment load;FEA〇引言玻纤增强柔性复合管是一种新型的非金属增强 复合管，主 内增强 。
内衬采用 性分子材料，而增强层 是多纤维带复合材料以一的角而的复结。
作 管，有多，，强，推 在陆的应用有大的 ，是 玻纤增强柔性复合管，对的，方式进行了，关于力学性能的研究还在起步阶段91，2]。
对 管在合荷载下的 行 •究，有 ，本论文 了。
Corona等[3]利用实验手段和数值计算相结合研究了长金属管在弯？下的 行，得到应与加载 。
B-i等[4]维理论，变的，研究纤维增强管管化对 的 。
Gong[5]非性理论，了管在弯静以及弯曲[基金项目]深圳市南山区“领航团队”项目（LHTD20160006)静 合作用下的非对称屈曲基本理论及其分析方法。
1理论分析陆管弯矩产生主架空段的自重 ，所以产生的弯矩都至于产生管截面的化[6]。
此里假管在弯作用下截面仍然符合平截面假，产生 。
管在受到纯弯载荷后会形成曲率半径为p的环 形线段，图1所示。
第K期刘畅等:弯矩载荷下玻纤增强管中玻纤轴向应变研究43一般来讲，纯弯情况下管道各层的横截面形状被 假定为保持圆形。
此时，管道表面任意点在笛卡尔坐 标系下可表示为[4]:图！局部曲线坐标系$(p-厂cosz; }sin夕#=%=p_{p_厂cosz; )cos彡'sin(式中，'为为圆环的半径;（为为参数角变量，[0,27T];^为是沿圆环轴的角坐标。
图2给出了螺旋线在圆环表面的局部坐标定义，是螺旋线的铺设角度。
螺旋线在三维空间下的微分曲 线可通过Frenet-Serret公式定义。
*业1#-$0 T⑵ds"0=^;/$=^;/!=/〇•/$0)ds ds式中，/〇为曲线单位斜线向量，指向曲线运动 向;/$为单位法向向量;"!为 线单位向量，是"〇和/$的向量；$为曲；％为 S为数。
螺旋线的定义是 三维空间曲线的并非 圆环表面。
在本文研究中螺旋线是绕圆环表面成的，为 圆环表面 螺旋线的 ，可以通过Darboux定义曲面 动的曲线：〇1=^~；〇2=(^^^)；G^=G^(5)式中，^为曲线单位斜线向量，指向曲线运动方 向；为单位法向向量;！!为 线单位向量，是的向量 s为 数为螺旋线的;$>为螺旋线的 曲；$3为螺旋线的曲；管，螺旋线管表面 ，螺 旋线 在 情况下，管道弯定的曲半径时，螺旋线的轴向变量曲量 变 管道在弯曲 下形成曲率半径为p的环形线时，弯曲管道的圆环表面的曲面表下122+ (p-y)2+&2-p2-r$ ]2+4p2&2=4p2r2(6)式(1):式(6)代入式(5)，螺旋线的局坐标系r dR1dx d&\!1= dT\d s，d s，ds j(7)r IdS dS dS\G2~\dx'dy'dz1(8)!3l!1x!2(9)d尤•'a t/A(j>,——=厂sim;sm夕——+pcos夕-r---rcosz;cos夕ds ds cb(10)dy•,./dv•/A(/>—rI—=psm(p-r-- _rsim;cos夕一1---rcos^sm^-p-ds ds ds cb(11)d& d(=rcos(—ds ds(12)——=8pr2cos2z;sin^ -8p2rcosz;sin^dx(13)^-=8pVcosz;cos夕一SpPcos^cos夕(14)——=8p2rsim;-8pr2cosi;sirw;(15)本研究中弯 空的，的弯 弯曲变形，在变形的假设下，以下式假设在弯曲下(16)P(=逆s(17) P将式（10)、式（11)代入式(7)、式(8)可以得到！〇!$，!1 !$单位 式(9 !3。
螺旋线的轴向变下式表示：'1=^(!^!1-1 )=--—cos2$Scos( (18)2 P式(18)可知，在弯曲 下螺旋线内的轴向应变 度向是一曲线，度 下不，并是一数在弯曲 下，的轴向变 是一 数，在 ，为(1=—cos2^(19)P为 PE的 量 ，在中管子弯曲时，假设 是 在PE管上的，PE刚度 太，在管子弯曲的过中PE层无完全带动在身上面的强层原因，在式(19 进行修正，PE的弹量比，修正后的 轴向变：(1=晏L*os2/3(20)Esp2有限元分析44低温建筑技术第40卷ABAQUS是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，可以处理非常复杂的非线性问题。
本文使用ABAQUS软件建模。
利用CATIA软件建立螺旋缠绕玻纤线，并导入ABAQUS有限元模型中，采用ABAQUS中嵌入命令(Embedded Command)将螺旋缠绕玻纤线嵌入基体层内。
内层，外层和增强层中的HDPE均使用3D可变形实体单元，单元类型为C3D8I。
增强层中的螺旋线玻纤使用truss单元，单元类型为T3D2,该单元只考虑结构轴线方向受力而不承受弯矩的特性适合于模拟玻纤的受力状态。
2.1基本假为 ，，本文在建立有限元模型 以假：(1)玻纤增强柔性管由内层、增强层和外层三部分构成，其中增强层由玻纤和基体HDPE构成。
(2)玻纤增强柔性管的各部分组成均，没有裂和。
(3) 为 型柔性管，增强层玻纤基粘接的，受力 层和层 有 。
2.2 性能采用1玻纤增强柔性管的 。
基体材料为HDPE，型为PE100，2型的 性能。
内、外HDPE层的结采用性HDPE，性能 2中。
增强材料为玻纤，性能 3。
表1玻纤增强柔性管截面参数内径外径/mm/mm 内层壁外层壁厚/mm厚/mm增强层层/层缠绕 玻纤/(。
）含量50 58 4 3855 0.6表2HDPE材料性能密 /(kg.m-3)杨氏模量/MPa泊松比强度极限/MPa 94010020.4526.5表3玻纤材料性能密 /(kg.m-3)杨氏模量/MPa泊松比强 极限 /MPa 2760330000.227652.3 载荷与边界条件图3玻纤増强柔性管模型边界及约束条件实受力变形，利用合约将 由考的一，参考 的 于 变形 处， 3 。
模型中 的 件实弯程，将模型的 为关于！轴的 ，模型 以实弯，为 该 弯曲程中 并不该身内的由变形，将 的考建立合，考的于 变形 处[7]。
2.4 析结果玻纤增强柔性管的弯矩产生主要由于架空段的 重影响，管道安装程中就会受到弯。
模 型 弯矩 的受力 4 。
图4玻纤増强柔性管模型増强层应力图(单位9MPa)玻纤增强柔性管中玻纤轴向应变线5。
从中可以看，玻纤的轴向应变弯用下沿轴向是按余弦变化。
从4可以看，理论 公式和有限元结果的 比较。
从比较的结果可知，理论 公式的结果和有 限元结果相近，误差在可受范围内。
表4弯矩作用下玻纤轴向应变有限元理论公式误差/S5.43 x10 5 5.53X10—51.83结语本文通过数值分析方法，应用Frenet-Serret公式(下转第51页）第4期熊刚等:高墩刚构小箱梁墩梁固结受力性能研究51力限合，过渡段截面拉应力、压应力变7 R图7应力变化规律7可以看出，结 的增，应力和压应力 ，由0.35m增 0.60m，应力 明。
结超过0.60m，应力变 ，。
3.3 结结 的 ，结节的 内。
以上受力 ，增加，可以有 低 应力，有高结的受力性。
对 的和浪费。
分析结果，本工程 结刚 结取为0.85m，合下 应力3.8MP"，压应力 6.1MP"，轴力 8400kT，弯矩 5134kT.m。
正常配置竖向受力钢筋，按偏心受压件算轴力承载力可达26700kT;频遇合下裂缝为 0.07mm，满足规范要求。