PE/PE复合材料拉伸断裂过程声发射源特性之研究

来源 :东华大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:kevinlpr
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
复合材料以其高比强度、高比模量、损伤容限高和性能可设计等优异特性而广泛应用于各个方面,但复合材料本身所具有的不均匀性、各向异性、损伤破坏模式复杂等特点,使得其产品质量性能差异很大,在使用前和使用过程中的安全检验和强度预报显得尤为重要。复合材料主要的损伤破坏形式有:纤维断裂、基体开裂、界面脱粘或分层等,而每一种损伤破坏形式对复合材料的整体性能都有不同程度的影响。所以目前对于复合材料的损伤破坏和性能预测研究显得越来越重要。本文首先论述了超高相对分子质量聚乙烯(Ultra-highMolecular Weight Polyethylene,简写为UHMWPE)纤维及其复合材料的发展和应用现状,介绍了声发射技术检测的基本原理以及现代对于声发射信号的分析和处理方法。接着采用熔融膜压法(Film Stacking)并结合复合材料缠绕成型工艺,制备出UHMWPE/LDPE复合材料层合板。利用声发射技术分别对纤维和基体的拉伸断裂过程进行了实时在线监控,找出声发射曲线及参数与断裂类型、特征之间的关系,为复合材料的声发射特征和断裂机理研究提供依据。继而分析了单向UHMWPE/LDPE复合材料的声发射特征和断裂类型,并比较了几种典型铺设角度的UHMWPE/LDPE复合材料的声发射特性和断裂机理,总结出纤维铺设角度与UHMWPE/LDPE复合材料的拉伸强度以及拉伸断裂过程中的声发射特性之间的近似天系。给出了UHMWPE/LDPE复合材料拉伸断裂过程中的各种损伤及破坏的SEM照片。采用声发射技术研究复合材料的损伤模式和破坏机理是近年来的热点,但是在对于诸如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维增强环氧基复合材料及金属基复合材料等的研究中,却鲜见有关于超高分子质量聚乙烯纤维增强复合材料的报道。本文就是以UHMWPE纤维增强LDPE树脂复合材料层合板为研究对象,对其在拉伸直至断裂过程中的声发射特性进行研究,探讨了声发射特性与复合材料的损伤破坏类型和特征之间的关系,建立了声发射幅度参数与复合材料损伤破坏模式之间的联系。并对复合材料的纤维铺设角度与复合材料的强度和声发射特征参数之间的关系进行了探索,这也是本文的创新点之一。研究结果表明:UHMWPE/LDPE复合材料的声发射源主要有基体开裂、界面脱胶(粘)、裂纹扩展、纤维抽拔及断裂等。不同的声发射源对应着各自的声发射幅度值,纤维和基体间的界面脱粘或分层是单向UHMWPE/LDPE复合材料层合板损伤破坏的显著特征。对于0°复合材料,其破坏机理主要是材料的韧性复式破坏,包括基体开裂、界面脱粘或分层、纤维纵向劈裂和丝束断裂;10°复合材料主要发生纤维之间的摩擦和界面的分层破坏;45°复合材料破坏则是纤维抽拔和界面脱粘的结果;而90°复合材料的破坏机理主要是界面脱粘、分层以及纤维的横向剥离。UHMWPE/LDPE复合材料的拉伸强度和声发射总能量随着纤维铺设角度θ的增大而减小,声发射事件计数则随θ的增大而增大。材料的主要损伤破坏形式对应着较大的声发射能量和较低的声发射事件数。用声发射技术去研究UHMWPE/LDPE复合材料拉伸过程中的损伤演化规律以及损伤类型是一种行之有效的手段,能清晰直观地反映材料的损伤特征。
其他文献
疫情初期,社交平台上涌现出的各种负面信息就像潮水一样,从网络的另一端压过来——医患关系紧张、床位欠缺、死亡人数不断攀升,还有更多人无法确诊……当信息过于庞杂时,人们
期刊
我国当前存在着人民币对内贬值与对外升值的状况。对这种状况怎么解释,国内有媒体撰文说:对内贬值是人民币购买力降低,而人民币购买力降低是物价上涨;对外升值是外汇市场上外
煤炭价格是煤炭行业市场的一个重要因素,本文主要针对我国煤炭行业市场价格进行了初步分析。 Coal price is an important factor in the coal industry market. This paper
今天跟大家交流的题目是大型重载作业机器(人)电液控制技术.这个“人”为什么加一个括号呢?因为工程与施工机械,尤其是挖掘机,本身就是一个可移动的带多自由度串联机械臂的大
期刊
美国癌症综合网(NCCN)于2012年首次公布了成人急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukemia,ALL)的诊断治疗指南,我们于2012年同步发表我国第一版成人ALL诊断与治疗的专
今天主要从四个方面给大家介绍,第一个是5G时代行走机械对液压技术的新需求;第二是液压技术的优势;第三是液压元件电子化、数字化技术途径;第四是液压元件的多电化正当时!rn5
期刊
电磁阀作为流体传动系统中重要的控制元件,其性能对整个系统的工作特性影响巨大,必须通过一系列测试对电磁阀产品进行准确测定。同时电磁阀测试技术已经有了很高的发展水平,其自动化程度和集成化程度也在不断增加,呈现出网络化和虚拟化的发展趋势。本论文对各种电磁阀测试技术及测试设备进行深入分析研究的基础上研制了一款自动化的、网络化的电磁阀测试平台,能够实现无线自动化测试和数据库远程访问,同时提出了 一种新的电磁
随着计算机技术的发展,工程设备自动化程度不断提高以及对工程施工中人性化的要求,使得对设备智能化程度的要求越来越高。在地下矿井,地铁隧道施工,现场爆破等高危场合,自动
织物风格是织物所固有的物理机械性能作用于人的感官所产生的效应,一般分为触觉风格,也就是人们经常说的“手感”,以及视觉风格,包括外观和光泽等。织物风格的评定离不开人们主观
金融领域的区块链话题近来持续升温.日前,被称作“国内金融行业首个区块链标准”的《金融分布式账本技术安全规范》(下称《规范》)正式出炉.与此同时,中国人民银行数字货币研
期刊