芳纶纺织复合材料组分特性及面外压缩性能和侵彻性能研究

《芳纶纺织复合材料组分特性及面外压缩性能和侵彻性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浙江理工大学硕上学位论文芳纶纺织复合材料组分特性及面外压缩性能和侵彻性能研究摘要本文利用旋转盘式杆杆冲击拉伸装置和万能试验机研究了Kevlar@964C纤维束拉伸性能的温度和应变率效应，得到了Kevlar鹎64C纤维束在应变率为0．01／s，400／s，1000／s，1500／s和温度为20℃，80℃，120℃下的应力应变曲线。结果表明：Kevla固964C纤维束的拉伸性能具有应变率和温度相关性。在相同的温度下，随着应变率的增加，纤维束的破坏应力ob、失稳应变￡b、初始弹性模量E、断裂应变能密度

2、Uc均有不同程度增加；在相同应变率下，随着温度的增加，ob略有增加，￡b增加，E下降，Uc增加。分别采用恒温DSC法和升温DSC法研究了FUCHEM879乙烯基酯树脂体系的固化动力学过程。恒温DSC法研究表明，FUCHEM879树脂体系在固化过程中存在“自动加速"现象，其固化反应符合自催化模型，用非线性拟合的方法计算了两种自催化模型的参数。模型预测和实验数据吻合良好，说明此模型可以为工艺过程提供指导。升温DSC法研究则得到了FUCHEM879树脂体系固化反应的表观活化能E为53．01J／mol，

3、频率因子A为2．8×106s～，反应级数n为0．884。由此，体系的固化反应速率常数和固化反应动力学方程为孚：k(1一口)。融，其中七：2．8×106ex0掣1。根据升温Dsc曲线的特征at＼』，温度，用外推法得到FUCHEM879树脂体系的凝胶温度Tgcl，固化温度T。眦，后处理温度T廿僦分别为82。C，122"C和150℃。并结合实验得到了优化的固化工艺。本文采用分离式Hopkinson压杆(SHPB)和万能试验机、冷等离子体设备研究了应变率和织物表面处理对Twaron层压复合材料面外压缩性

4、能的影响，得到了材料在准静态(0．03／s)和高应变率(2200／s'--3100／s)条件下的压缩应力应变曲线。结果表明：各种表面处理条件下制备的芳纶层压复合材料的面外压缩性能随应变率变化呈现相同的规律，即准静态压缩的最大应力ob、失稳应变￡b比高应变率压缩的最大应力、失稳应变大，压缩模量E比高应变率压缩的压缩模量小，破坏应变能密度e比高应变率压缩的破坏应变能密度大；而在高应变率条件下压缩时，ob、￡b、E、e都随应变率增大而增大。随着对Twaron织物等离子体处理时放电功率(P)的增大，其层

5、压复合材料面外压缩的O'b有一定增大；￡b出现不同程度的下降；E增大；e也有不同程度增加。利用万能试验机和自行加工的夹具考察了织物表面处理、靶板厚度和织物铺层混杂等浙江理工大学硕+{：学位论文因素对芳纶层压复合材料准静态侵彻性能的影响。首先分析了侵彻体对靶板的侵彻机理。实验还表明，芳纶层压复合材料的穿孔能量k、最大侵彻阻力kx都随着靶板厚度增加而增大；同时E口、Fn姒在一定的Twaron纤维混杂分数范围内随着混杂分数的提高而明显升高。利用气动滑膛枪对芳纶层压复合材料进行动态侵彻测试。结果显示，织

6、物表面改性后制备的复合材料抗弹性能出现了下降；分层、纤维断裂、局部变形构成了靶板主要吸能方式。关键词：Kevlar纤维；乙烯基酯树脂；表面处理；面外压缩；准静态侵彻；弹道冲击II浙江理工大学硕上学位论文Aninvestigationintocomponentcharacteristics，compressionandpenetrationpeopertiesofAramidtextilecompositesAbstractThetensileimpactexperimentswerecarrie

7、doutatstrainrates0．O1／s，400／s，1000／s，1500／sandtemperatures20"(2，80。C，120"C，byusingofHopkinsonbar-bartensileimpactapparatusanduniversaltester．Thestress—straincurveswereobservedfromoscillograms．TheresultsshowthatthetensilebehaviorofKevla#964Cfiberisstr

8、ainrateandtemperaturedependent．Atthesametemperature，thefailurestressob，unstablestraingb，initialYoungs’modulusEandfracturestrainenergydensityUcincreasewithincreasingstrainrate．Atthesamestrainrate，thefailurestressab，unstablestrain8bandfracturestrainene