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高模碳纤维细观力学分析被引量：9: 2017年; 将碳纤维视为由微晶和无定型碳所构成的二相复合材料,以Mori-Tanaka方法研究了碳纤维微观结构对弹性模量的影响。对四种高模碳纤维M35JB、M40JB、M46JB及M55JB的微观量进行了测量。微晶的长细比由XRD实验测得,碳纤维石墨化程度由拉曼光谱分析得到。影响碳纤维弹性模量的因素包括:微晶的长细比、体积分数及取向度。通过计算细观力学模型得到了四种高模碳纤维的微晶体积分数。研究发现:碳纤维石墨化程度越高,微晶体积分数越大。碳纤维弹性模量随着微晶取向度、体积分数和长细比的增加而增加,且对这三种因素做了比较,微晶取向度和体积分数对弹性模量的影响高于微晶长细比对弹性模量的影响,只有当微晶取向度接近100%时,其对弹性模量的影响才有可能被微晶长细比超越。微晶取向度和体积分数增加的最初阶段,取向度对弹性模量的影响较大,随着两影响因素的增加,取向度对弹性模量的影响最终被体积分数超越。; 钟云娇边文凤; 关键词：碳纤维 MORI-TANAKA方法弹性模量细观力学复合材料

直径测定方法对碳纤维Weibull模数和断裂韧性参数的影响被引量：2: 2017年; 碳纤维具有体积效应,直径对碳纤维力学性能的影响是不容忽视的,但是科研工作者基本将注意力集中于碳纤维直径本身的不均匀性,忽略了不同标准、不同测试方法对碳纤维直径数值的影响,从而导致碳纤维力学性能数据的不确定性。采用两种常用的碳纤维直径表征方法和一种图像处理的方法对碳纤维直径进行表征,分析了不同方法对碳纤维拉伸强度以及碳纤维应用中的重要参数Weibull模数和断裂韧性的影响,并采用数据统计方法给出不同直径方法对力学性能数据偏差的调整和校准。结果表明,三种测试方法计算得到的Weibul模数和断裂韧性是不同的,图像处理方法能够正确表征碳纤维的直径和力学性能。采用数据统计方法得到的碳纤维直径修正参数,可以有效修正测试误差,提高碳纤维力学性能的准确性。; 王美玲边文凤姜兆春; 关键词：碳纤维直径断裂韧性

碳纤维宏微观构造与力学性能的相关性研究: 作为新材料代表之一的碳纤维,因具有重量轻、强度高、柔软易加工、其复合材料可设计性强、便于整体成型等特点广泛用于航空、航天、风力发电、体育用品等领域，也是武器装备最重要的基础材料之一。为了提高国产碳纤维质量并开发出更高品质...; 王美玲; 关键词：碳纤维力学性能石墨化度分形维数

真空导入工艺参数对复合材料孔隙含量的影响被引量：5: 2012年; 以舰船构件为对象,通过玻璃纤维/乙烯基酯树脂复合材料的真空导入成型实验,研究了真空度、树脂温度参数对制件孔隙含量的影响规律。结果表明:真空度大小对孔隙率含量有显著影响,当真空度为80～90kPa时孔隙含量较低;低于20℃时,温度对孔隙含量有明显的影响,温度高于20℃时孔隙含量变化不大;沿树脂流动方向,试件孔隙含量由低到高变化;沿试件从上到下的厚度方向,孔隙含量也呈由低到高增加的趋势。; 郭明恩孙祖莉边文凤宋小然栾桂卿; 关键词：VARI 工艺参数

含损伤复合材料的湿热弹性响应被引量：1: 2012年; 依据不可逆热力学理论,未引入任何附加假设,建立了湿热弹性各向异性损伤复合材料的一般理论。应用建立损伤本构方程的本构泛函展开法,推导出湿热弹性损伤材料全部本构方程的一般形式,其中包括比自由能密度表达式、应力-应变关系、熵密度方程、损伤应变能释放率表达式、吸湿对偶力表达式、湿-热-固-损伤耦合的热传导方程和损伤演化方程。研究表明,在本构方程中含有若干损伤效应函数,表征损伤对材料宏观力学性能与湿、热性能的影响,其具体形式可由细观力学解确定,从而使连续损伤力学与细观损伤力学有机结合在一起。最后,从细观力学与实验观测两个角度,举例说明损伤效应函数与系数张量的确定方法,为分析变温变湿环境下复合材料的损伤问题提供重要的理论依据。; 边文凤金平杜善义; 关键词：本构方程

碳纤维弹性常数的微观复合法被引量：2: 2012年; 提出了碳纤维为复合结构的观点。根据复合材料力学性能的细观力学分析理论及连续纤维增强的单层板理论,结合碳纤维的微观结构特点,研究了碳纤维实际弹性常数与结晶度、微纤维取向、孔隙状态等的关系,得到了分析方法和计算方法,找出了影响弹性常数的主要因素,给出了理论分析方法和确定的计算公式。理论计算值与实验结果具有良好的一致性。揭示出孔隙密度、微纤维尺寸、微纤维取向、结晶度等对碳纤维弹性常数的决定关系,为碳纤维生产工艺的改进提供了理论依据。; 边文凤李书乡刘清田; 关键词：碳纤维微纤复合材料细观力学

PAN基碳纤维微晶结构对拉伸强度的影响被引量：6: 2017年; 碳纤维由微晶和非晶碳所构成。利用X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)研究聚丙烯腈(PAN)基碳纤维微晶结构对拉伸强度的影响机理。结晶度、石墨化程度、微晶无序化程度、微晶尺寸都对拉伸强度有显著影响。结晶度、石墨化程度越大,微晶无序化程度越小拉伸强度越大。微晶尺寸越大拉伸强度越小。比较T300和T700,结晶度、石墨化程度的增加,微晶无序化程度的减小所导致的拉伸强度增量大于微晶尺寸增加所导致的拉伸强度减小量,从而使得T700的拉伸强度大于T300的拉伸强度,同理可知T800的拉伸强度大于T700的拉伸强度。比较M35J和M40J,结晶度、石墨化程度的增加,微晶无序化程度的减小所导致的拉伸强度增量小于微晶尺寸增加所导致的拉伸强度减小量,从而使得M40J的拉伸强度小于M35J的拉伸强度,同理可知M46J的拉伸强度小于M40J的拉伸强度。M35J,M40J和M46J内的较大的微晶对拉伸强度的影响起决定性作用。; 钟云娇边文凤; 关键词：PAN基碳纤维结晶度

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国家自然科学基金(11072069)