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1、【4 4 】- 3 8 0 2 0 0 2 年1 0 月 单向复合材料弯曲疲劳性能 施晓霞李泽宏顾伯洪 ( 东华大学纺织学院上海，2 0 0 0 5 1 ) 摘要：姬过二点弯疲劳试验和剩余剪切强度试验论证单向纤维对树脂基体的增强作用，讨论玻璃纤维环氧树脂单向板 环氧料脂浇铸体剩余剪切强度与循环加载次数之问的关系。 关词：复音材料层合材料弯曲疲劳研究 中田法分类号：T s l 0 66文献标识码：A 复台材料常以层合板形式在实际中得到使用，单 向板作为层合板的基本组成单元，在确定层合板实际 使用性能方面起重要作用，单向板的各种性能也是复 台材料磋合板设计的基础。本文探讨玻纤环氧单向 复合材料弯曲
2、疲劳性质，尤其是单向板弯曲疲劳过程 中的剪切强度弱化。这项工作一方面可以进步扩 展到层台板弯曲疲劳的研究同时在目前单向板弯曲 疲劳研究较多的情况下补充新内容。 1 实验 ll 原料与实验设备 原料：环氧树脂E 一5 1 ( 6 1 8 ) 、E 玻璃纤维、5 9 3 固 化剂、聚硅氧烷类20 1 号有机硅油等；设备：Y 3 8 1 A 型 摇黑板机、平板硫化机( Q L B ) 、敞口式金属模具、电热 恒温真空干燥箱、I N s T R o N 疲劳试验机等。 12 试件制造 1 ) 模具准备：确保模具内壁光滑、洁净，并在其上 均匀涂抹有机硅油；2 ) 树脂调配：将重量比约5 ：1 的 环氧树
3、脂E 一5 1 与5 9 3 固化剂相混合，并用玻璃棒搅 拌均匀；3 ) 层合板的制作：用Y 3 8 l A 型摇黑板机均匀 绕取数层玻璃纤维纱涂上调配好的树脂，依据所需 试件的厚度重复若干回；4 ) 固化成型：将试件放 人模具连同模具在真空机内除去气泡，常温下 在平板硫化机上加载0 ，5 M P a 2O M P a ，约2 4 小时后取出；5 ) 浇铸体制作：将调配好的树脂倒 人聚酯模具中，抽真空，室温固化；6 ) 试件规格及 尺寸：长度：7 0 m m ；厚度：见表1 ；宽度：1 5 m m ；单 向板纤维体积含量：5 2 。 13 实验步骤 1 3 1 单向板和浇铸机的三点弯曲疲劳试验
4、 用I N S T R o N 疲劳试验机对试样作由应变控制 的循环加载，为避免试验时问过长，在实际疲劳 过程中适当提高循环应变幅值，控制试件在疲劳 二万次左右时出现可见的疲劳裂纹。具体参数 见表1 。 ) 32 层问剪切强度试验根据G B 3 3 5 7 8 2 三思万能试验机F 进行短粱剪实验测试经疲劳实验 后的试件产生断裂破坏时的最大载荷值， 衰l 疲劳测试参教 竺! ! i 煎? ；：茎。i 三壶( 羔 第一组174 00l3 73 55 6 2 讨论 2l 纤维增强单向板与浇铸体比较 1 ) 在第一组实验条件下，取经不同次数疲劳循 环后的单向板和浇铸体作短粱剪测试，得到试件断 裂破坏
5、时的最大载荷值。测试结果见图1 。2 ) 重复 上述步骤，在第二组实验条件下测试，结果见图2 。 由图1 和图2 可以看出，单向板在远大于浇铸 体的疲劳次数后，仍需要施加比浇铸体大得多的载 荷使短梁产生剪切破坏，这已充分说明单向纤维对 基体的增强作用，从弯曲刚度和耐疲劳性能看也有 同样的结论。 2 2 疲劳次数对剩余剪切强度的影响 从以上阿组实验可以得到试件在相应疲劳次数 舶l 第组单向板和浇铸体经 不同次数疲劳后短粱剪屉大载荷 融2 第二组单向板和浇铸体择 不同狄数疲劳后短梁剪最大载荷 “单向纤维增强塑料层间剪切强度试验方法”，在 田3 第一组不同疲劳次数时的 剩余剪切强度 围4 第二组不同
6、疲劳次数时的 剩余剪切强度 二一 菱一 壬埠鞯un 噼 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺织学报第一f 三卷第五期 大豆蛋白纤维性能分析研究 韩光亭王彩霞孙永军谢莉青杜宁 ( 青岛大学，青岛，2 6 6 0 7 J ) 摘要：彳r 绍删试 丑蛋白纤维的方法眭所使用的标准分析废纤雄的各种化学及物理机械性能并就丰【I 关性能与其E 钉维 进行对比研究。 美簟词：植物噩自质纤维化学性能物理机械性能分析对比研究 中田分类号：I s l 0 25 1 2文献
7、标识码：A 大瓦蛋白纤维是一种新型纺织纤维，该纤维一 经面世就引起业内人士的兴趣。自2 0 0 0 年4 月份 起，对批量生产的棉型大豆蛋白纤维的主要性能进 行r 系统的研究分析，以期对该纤维的形态特征、化 学与物理机械性能等有较全面的了解，同时也为纤 维的定性纺织加工技术研究及其新产品开发提供 依据。 I 实验 实验材料：用1 3 4 d t e x 3 8 m m 棉型大豆蛋白 纤维一 实验方法：形态特征采用扫描式电子显微镜观察 纵、横截面形态特征。物理性能主要采用相应的国家 标准测试方法。其中，纤维密度的测定采用密度梯度 管法；弹性恢复率的测定采用定伸长法，定伸长为 3 ，预加张力为1
8、0 0 I 城定伸长时间为3 r 1 1 i n ，恢复时 间为2 m n ；耐磨性能测试采用绞盘法。其它性能耐 热性能的测定采用x T L 熔点仪在不同的温度条件下 对纤维处理1 0 血n 然后用Y 1 6 l 型单纤维强力仪来 测定强力，结台目测纤维颜色的变化和沸水收缩率， 来确定纤维的耐热性能；耐目光性能用人工模拟实验 法进行测定，光源采用3 0 w 紫外线灯，距纤维3 0 c m 的高度，垂直照射1 2 0 h 后测试强力；化学稳定性参照 纺织纤维鉴别中的溶解法进行测定。 N 下的剩余剪切强度t ，分别见图3 和图4 。图3 ： r = 2 81 7 18 2 l o g N ( 相关
9、系数一0 9 6 ) ；图4 ： r 。= 3 01 8O 6 4 1 0 9 N ( 相关系数一09 9 ) ； 一般地，随着循环加载次数增多，单向板的剩余 剪切强度减小，两者存在如下线性关系：L = a 6 l o g N ( 其中n 和6 为大于零的系数) ，不同材料n 、 6 取不同值。这与现有文献报道也是一致的。 3 结论 2 实验结果与讨论 21 大豆蛋白纤维的形态结构 大豆蛋白纤维的纵横截面形态如图1 、2 所示； 其横截面呈扁平状呈哑铃形或腰圆形，具有一定的 抗弯性能；纵向形态呈现不规则沟槽和海岛状的I L 1 凸，表面不光滑，这对纤维的光泽、刚度及导湿性能 都将有重要影响。
10、田I 纤维横截面彤态圈2 纤维纵向彤态 22 大豆蛋白纤维主要性能分析 对大豆蛋白纤维主要性能的测试结果，如表l 所示，由表可见：1 ) 大豆蛋白纤维的干态断裂强力接 近于涤纶，断裂伸长与蚕丝和粘胶纤维接近，但湿态 强力下降2 73 ，断裂伸长增加近1 0 ，这说明纤 维吸湿后使大分子间结合力减弱，结晶区变得松散。 变异系数较大，而且纤维存在较明显的强力不匀，将 给纺纱带来一定难度。2 ) 大豆蛋白纤维的摩擦系数 相对其它纤维较低，且动、静摩擦系数的差值较小， 2 由于玻璃纤维的增强作用，玻纤厮氧单向 板弯曲刚度远远大于树脂浇铸体；在相同循环加载 下，单向板弯曲刚度下降较为缓慢，至裂纹出现所需 循环次数也大得多。 3 随着循环加载次数增大，层合板剩余剪切强 度减小，一般而言有如下关系：t = 一6 l o g N ( d ，6 0 ) ，不同材料n ，6 取值不同。 考文献 l 玻璃纤维环氧树脂单向板弯曲剐度随着疲1 差j 嚣妄篇，台材料结掏力学北京：北刺抗空航天大学出版 劳次数增加而下降。 2 张双寅等复合材料的结构力学性能北京：北京理T 大学出版 牡1 9 9 2 ：4 5 2 4 5 9 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark