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復合材料力學性能試驗測定

發布時間: 2021-03-15 02:00:38

A. 實驗報告復合材料金屬材料力學性能有什麼不同

復合材料是指兩種或兩種以上的材料復合而成的固體材料。可以是層的復合,也專可一是混合的那屬種形式的復合。通常基體材料由強度較低、韌性較好的材料充當,如橡膠、塑料、金屬。增強材料由高強度材料充當,如碳纖維或金屬纖維。現在機械工業上運用最廣的是樹脂基纖維復合材料
碳纖維增強金屬復合材料集合了碳纖維和金屬的力學性能及物理性能,疲勞強度、韌性、耐磨性等均比其基體金屬有所提高,如你所說,可以做軸承或齒輪等等。但機械設計要考慮的不僅僅是設備具有高的強度,還要考慮成本,成本是大的因素。不能盲目的追求高品質而不考慮成本,這樣可能造成性能綜合指標上升很少,而成本上升好幾倍。
對於你說的軍事陶瓷,不太了解。但是碳纖維增強陶瓷的復合材料是有的。碳纖維可以增加材料的比強度,也就是說質量更輕,力學性能更好的意思。這樣會是設備更輕,減少動力消耗。碳纖維還可以增強材料韌性,這是很關鍵的,例如陶瓷材料,優點很多很多,但脆性大是其致命缺點,也限制了他的應用范圍,加入碳纖維就可能解決這一問題。
我想既然你問碳纖維,你會對他有一定了解,加入碳纖維,就會使材料多了一些碳纖維材料這種材料的優點。這也是復合材料的研究方向之一。

B. 怎樣查復合材料的力學性能國標

可以去標准局啊,只要你知道標准號或都標准名稱就可以了。如果都不知道,那麼你要知道你自己產品的名稱,在標准局的電腦根據產品的名稱一步步檢索。

C. 急求:復合材料力學性質分析方法

《復合材料力學》
復合材料概論
1.1復合材料及其種類
復合材料是由兩種或多種不同性質的材料用物理和化學方法在宏觀尺度上組成的具有新性能的材料。
復合材料從應用的性質分為功能復合材料和結構復合材料兩大類。功能復合材料主要具有特殊的功能。
結構復合材料由基體材料和增強材料兩種組分組成。其中增強材料在復合材料中起主要作用,提供剛度和強度,基本控制其性能。基體材料起配合作用,支持和固定纖維材料,傳遞纖維間的載荷,保護纖維。
根據復合材料中增強材料的幾何形狀,復合材料可分為三大類:顆粒復合材料、纖維增強復合材料(fiber-reinforced composite)、層和復合材料。
顆粒:非金屬顆粒在非金屬基體中的復合材料如混凝土;金屬顆粒在非金屬基體如固體火箭推進劑;非金屬在金屬集體中如金屬陶瓷。
層合(至少兩層材料復合而成):雙金屬片;塗覆金屬;夾層玻璃。
纖維增強:按纖維種類分為玻璃纖維(玻璃鋼)、硼纖維、碳纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維和芳綸纖維等。
按基體材料分為各種樹脂基體、金屬基體、陶瓷基體、和碳基體。
按纖維形狀、尺寸可分為連續纖維、短纖維、纖維布增強復合材料。
還有兩種或更多纖維增強一種基體的復合材料。如玻璃纖維和碳纖維增強樹脂稱為混雜纖維復合材料。
常用纖維(性能表見P7表1-1)
玻璃纖維(高強度、高延伸率、低彈性模量、耐高溫)
硼纖維(早期用於飛行器,價高)
碳纖維(主要以聚丙烯腈PAN纖維或瀝青為原料,經加熱氧化,碳化、石墨化處理而成;可分為高強度、高模量、極高模量,後兩種成為石墨纖維(經石墨化2500~3000°C);密度比玻璃纖維小、彈性模量比其高;應力—應變關系為一直線,纖維斷裂前是彈性體;高模量碳纖維的最大延伸率為0.35%,高強度的延伸率為1.5%;纖維直徑6~10μm;各向異性,沿纖維方向熱膨脹系數α1=-0.7×10-6~-0.9×10-6,垂直於纖維方向α2=22×10-6~32×10-6)
芳綸纖維(Kevlar,聚芳醯胺,K-29繩索電纜、K-49復合材料製造、K-149航天容器;單絲強度比玻璃纖維高45%,彈性模量為碳纖維一半,α與碳纖維接近)
碳化硅纖維與氧化鋁纖維(同屬於陶瓷纖維,碳化硅有抗氧化、耐腐蝕、耐高溫優點,與金屬相容性好;氧化鋁纖維有多重製法)
常用基體
樹脂基體(分為熱固性樹脂和熱塑性,熱固性有環氧、酚醛、不飽和聚酯樹脂等;其中環氧應用最廣,粘結力強、表面浸潤性好、固化收縮性較高、耐熱性固化方便;酚醛耐高溫、吸水性小,電絕緣性好、便宜;聚酯工藝性好,室溫固化,固化後均不能軟化;熱塑性有聚乙烯、聚苯乙烯、聚醯胺/尼龍、聚碳酸酯、聚丙烯等,加熱轉變溫度會重新軟化,製成模壓復合材料)
金屬基體(耐高溫、抗侵蝕、導電導熱、不透氣,應用較多的是鋁)
陶瓷基體(耐高溫、化學穩定性好、高模量、高抗壓強度、耐沖擊性差)
碳素基體(主要用於碳纖維增強碳基體復合材料,又稱為碳/碳復合材料,C-CA、C-CE分別用聚丙烯腈氧化法和催化法生產)
1.2復合材料的構造及製法
纖維增強復合材料幾種構造形式:
(1)單層復合材料(單層板),纖維按一個方向整齊排列或由雙向交織纖維平面排列。其中纖維方向稱為縱向,用「1」表示,垂直於纖維方向為橫向,用「2」表示,沿單層材料厚度方向用「3」表示,1、2、3軸稱為材料主軸。一般是各向異性的。
單層板中纖維起增強和主要承載作用,基體起支撐纖維、保護纖維、分配和傳遞纖維間載荷作用。機理是在集體中產生剪應力,其應力—應變關系看作線彈性的。
疊層復合材料(層合板),由單層板按照規定的纖維方向和次序,鋪放成疊層形式,進行粘合,經熱固化處理而成。每層纖維方向與疊層材料總坐標軸x-y方向不一定相同,用角θ(1軸與x軸夾角,x軸逆時針方向到1軸為正)
其他層合板鋪層表示舉例如下:60°/-60°/0°/-60°/60°,可表示為(±60°/0°)s,這里s表示對稱,「±」表示兩層正負交錯。
45°/90°/0°/0°/90°/45°還可表示為(45°/90°/0°)s,s表示普層上下對稱。
層合板也是各向異性的不均勻材料。
短纖維復合材料,分為隨機取向的短切纖維復合材料和單向短纖維復合材料(具有正交各向異性)。
製造方法
玻璃纖維環氧復合材料(預浸料→成型)
碳纖維增強環氧復合材料(碳纖維整齊排列→環氧樹脂溶液→預浸料片→剪裁成單層板→鋪成多層復合板→熱壓成層合板材)
碳纖維增強金屬基復合材料(擴散結合法、熔融金屬滲透法、連續鑄造法、等離子噴塗法)
單向短纖維復合材料(懸浮在甘油中不停攪動→纖維走向與流向相同→纖維液膜沉積→定向纖維氈→加樹脂並模壓成單向短纖維復合材料板)
1.3復合材料的力學分析方法
細觀力學:以纖維和基體作為基本單元,把纖維和基體分別看成是各向同性的均勻材料,根據材料纖維的幾何形狀和布置形式、纖維和基體的力學性能、纖維和基體之間的相互作用(有時考慮界面作用)等條件來分析復合材料的宏觀物理力學性能。比較精細與復雜。
宏觀力學:假定材料是均勻的,只從復合材料的平均表觀性能檢驗組分材料的作用來研究復合材料的宏觀力學性能。基礎是預知單層材料的宏觀性能,如彈性常數、強度等,這些數據來自實驗測定或細觀力學分析。
結構力學:藉助現有均勻各向同性材料結構力學的分析方法,對各種形狀的結構元件進行力學分析。
1.4復合材料的力學性能
纖維增強復合材料
作為主要力學性能比較,常常採用比強度(σb/γ)和比模量(E/γ)值(σb為縱向拉伸強度,E為縱向拉伸模量,γ為相對密度),它們表示在重量相當情形下材料的承載能力和剛度,其值越大,表示性能越好。
優點:比強度高、比模量高、材料具有可設計性、製造工藝簡單成本低、熱穩定性好、高溫性能好。
缺點:各向異性嚴重、材料性能分散度較大、材料成本較高、有些韌性較差,機械連接困難。

各向異性彈性力學基礎

2.1 各向異性彈性力學基本方程
彈性體任意一點共有15個未知數——6個應力分量(σx、σy、σz、τxy、τyz、τzx)、6個應變分量(εx、εy、εz、γxy、γyz、γzx)、3個位移分量(u、v、w)。
15個方程,加上給定力的邊界條件和給定位移的邊界條件可以確定15個未知量。

2.2各向異性彈性體的應力—應變關系
1、σ=Cε
能量只取決於應力狀態或應變狀態,而與載入過程無關,這種能量稱為應變勢能。單位體積的應變勢能又稱為應變勢能密度,用W表示。
ε=Sσ
滿足以上兩式的應力應變關系的材料為各向異性材料。
2.3正交各向異性材料的工程彈性常數
1、麥克斯韋定理P40 2-36
2、彈性模量、泊松比、剪切彈性模量的范圍,用來判斷實驗數據的正確性。

第三章 單層復合材料的宏觀力學分析
3.1平面應力應變關系
3.2 任意方向的應力應變關系
轉軸公式 、
3.3強度
1、各向同性材料四大強度理論
2、正交各向異性單層材料的強度概念
3.4正交各向異性單層材料
1、最大應力理論 各方向均需滿足 出現尖點,與實驗結果不很一致
2、最大應變理論 不一致比最大 應力理論還明顯
3、Hill-蔡(S.W.Tsai)強度理論
吻合度好,沒有尖點,應力σx隨θ連續減小,破壞強度X,Y,S之間存在重要的相互聯系,可簡化得到各向同性材料的結果。但未考慮拉、壓性能不同的復合材料,經Hoffman改進。

D. 山東威海市復合材料力學性能第三方檢測機構有哪些

復合材料來的特性:
復合材源料中以纖維增強材料應用最廣、用量最大。
其特點是比重小、比強度和比模量大。
例如:
碳纖維與環氧樹脂復合的材料,其比強度和比模量均比鋼和鋁合金大數倍,還具有優良的化學穩定性、減摩耐磨、自潤滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消聲、電絕緣等性能。
復合材料簡介:
復合材料,是由兩種或兩種以上不同性質的材料,通過物理或化學的方法,在宏觀(微觀)上組成具有新性能的材料。
各種材料在性能上互相取長補短,產生協同效應,使復合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。
復合材料類型:
復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。
金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。
非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。

E. 水泥基復合材料力學性能測試標准試樣尺寸!!拉伸試驗和沖擊試驗

150*150*300

F. 非金屬復合材料力學測試都需要哪些實驗

一般高分子復合材料測試項目如下:

密度
Density
纖維/樹脂分數
Fiber/Resin Fraction
玻璃化轉變溫度
Glass Transition Temperature
熱分解溫度
Thermal Decomposed Temperature
拉伸強度
Tensile strenght
拉伸模量
Tensile molus
壓縮強度
Compressive strength
壓縮模量
Compressive molus
層間剪切強度
Interlaminar shear strength
面內剪切強度
In-plane shear strength
面內剪切模量
In-plane shear molus
層間剪切強度
Interlaminaer shear strength
彎曲強度
Flexual strength
彎曲模量
Flexual molus
吸水率

具體可以咨詢上海 通(S!G!S)標材料實驗室,具體見簽名

G. 為什麼要進行材料力學性能的試驗

為了表徵材料的彈性和塑性能力。彈性即去除載荷後能自動回復到原狀的能力,塑性為永遠性不可恢復的能力。

H. 復合材料FRP玻璃鋼力學性能測試數據的處理方法

1.密 度 克襲/立方厘米 大於.等於 1.8

2 吸 水 率 % 小於.等於 0.5

3 彎曲 強度 MPa 大於.等於 300

4 拉伸 強度 mpa 大於.等於 500

僅供參考。

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