铺层编织混杂结构复合材料横把管的制备及力学性能研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位沦文是本人在导卿指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞望王些塞堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：乃小晖签字Fl期：p’午年3月多同学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解丞洼王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权丞注王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编

2、以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：豸‘)、菲签字同期：≯I￡卜年；月>El导师签名：岬／枷J签字同期：沙叶年≥月岁El学位论文的主要创新点一、将预浸料铺层和二维编织结构结合起来，制备了铺层／编织混杂结构的复合材料横把管。二、采用矽胶制作复合材料横把管的芯模，对矽胶进行正确切割，实现了具有变截面的横把管芯模包缠碳纤维后的完全抽出。摘要本课题中，对于内腔大两端小的自行车横把管结构，采用矽胶制作复合材料横把管的芯模，对矽胶进行正确切割，实现了横把管芯模包缠碳纤维后的完全抽出

3、。将真空灌注成型和气囊成型相结合，制备了一系列具有不同编织层数、编织角度和碳／玻璃纤维混杂比的铺层／编织结构混合的复合材料横把管。通过对复合材料横把管的三点弯曲实验和疲劳试验，研究分析了编织层数、编织角度及玻璃纤维含量对复合材料横把管弯曲性能和疲劳性能的影响。得出以下结论：(1)在相同的纤维体积含量下，编织层数越多，碳纤维复合材料横把管具有越小的弯曲强度和弯曲模量；编织角对碳纤维复合材料横把管的弯曲性能具有较大的影响，复合材料横把管的弯曲强度和弯曲模量都随编织角的降低而增加；对于碳／玻璃纤维混杂的复合材料横把管，在实验研究范围内，随玻璃纤维含量的增加，混杂复

4、合材料横把管的弯曲强度和弯曲模量比碳纤维复合材料横把管的弯曲强度和弯曲模量降低。(2)经过12万次疲劳加载后，复合材料横把管样品均没有出现破坏现象，达到了碳纤维自行车的欧盟测试标准。疲劳测试时，编织层数越多，复合材料横把管两端上下摆动的振幅越大：在相同的成型结构下，随编织角的增大，复合材料横把管两端上下摆动的振幅也逐渐增大；碳／玻璃纤维混杂比对复合材料横把管上下摆动振幅具有较大影响，玻璃纤维含量增加，横把管两端上下摆动振幅越大。(3)与疲劳测试前横把管的静态弯曲测试相比，疲劳测试后复合材料横把管的弯曲强度均有不同程度的降低。除L2仍5．45和L2／B5．60

5、样品外，疲劳测试后复合材料横把管的弯曲模量均降低。(4)疲劳测试前复合材料横把管试样的弯曲断口比较平整，没有出现明显的纤维束和纤维拔出现象，具有脆性断裂特征。疲劳后弯曲试样的断口存在纤维拔出现象，能够看到拔出纤维留下的孔洞，但其拔出纤维较少，其破坏模式仍是主要以纤维断裂及分层为主。关键词：复合材料横把管；铺层／编织；编织角；混杂；弯曲性能；疲劳性能ABSTRACTInthisstudy,forthebicyclehandlebarwithbiglumenandsmallendss眦疵，thisresearchusedsiliconrubbertomaketh

6、ecoremandrelofcompositehandlebar，andtomakethecoremandrelcutcorrectly，whichrealizedthecoremandrelpulledoutcompletelyafterwrappedthecarbonfiber．Combiningvacuuminfusionmoldingandairbagmolding，aseriesofhandlebarwithdifferentbraidinglayers，differentbraidingangleanddifferentcarbon／glassf

7、iberhybridratiowerepreparedsuccessfully．111ehandlebarsweretestedbythethreepointbendingandfatiguetest，whichresearchedtheeffectofdifferentbraidinglayers，braidingangleandglassfibercontentonthebendingandfatigueperformanceofhandlebars．Theconclusionswereasfollows：(1)Withthesamefibervolum

8、efraction，thebendingstreng