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Tear Resistance of Orthogonal Kevlar-PWF-reinforced TPU Film

Chinese Journal of Aeronautics 2011年第1期24卷 113-118页

作者： bai jiangbo xiong junjiang cheng xu School of Transportation Science and Engineering Beijing University of Aeronautics and Astronautics Beijing 100191 China

This work seeks to investigate the notch sensitivity and fracture behaviour of orthogonal Kevlar-plain woven fabric （PWF）-reinforced thermoplastic polyurethanes （TPU） film applied to high altitude balloon. Four types of specimens are implemented to measure notched strength and fracture toughness by conducting static tension and tear tests on an MTS system respectively. The damage and failure mechanisms are discussed and the results for notched strength and tear resistance are evaluated and compared with each other. From the experiments, it is found that the notch sensitivity of the film increases with the increase in the size of the hole, but the notch sensitivity and the stress concentration of the notch are insignificant and there is a decrease of only about 4%-10% in tensile strength for the notched specimens with different hole sizes in diameter compared with the unnotched specimen. In contrast, the tear resistance containing a central slit with only 1 mm length is about half of tensile strength of the unnotched film, which implies that the tear resistance exists an significant notch sensitivity. The results of this study provide an insight into notch sensitivity and fracture behaviour of the Kevlar-PWF-reinforced TPU film and constitute a fundamental basis for the design of high altitude balloon.

关键词： fracture toughness notched strength thermoplastic polyurethanes film Kevlar fabric tear resistance

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Analytical Solution for Predicting In-plane Elastic Shear Properties of 2D Orthogonal PWF Composites

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Chinese Journal of Aeronautics 2012年第4期25卷 575-583页

作者： cheng xu xiong junjiang bai jiangbo School of Transportation Science and Engineering Beihang UniversityBeijing 100191China

This paper proposes a new analytical solution to predict the shear modulus of a two-dimensional（2D） plain weave fabric（PWF） composite accounting for the interaction of orthogonal interlacing strands with coupled shear deformation modes including not only relative bending but also torsion,*** two orthogonal yarns in a micromechanical unit cell are idealized as curved beams with a path depicted by using sinusoidal shape *** internal forces and macroscopic deformations carried by the yarn families,together with macroscopic shear modulus of PWFs are derived by means of a strain energy approach founded on *** sets of experimental data pertinent to three kinds of 2D orthogonal PWF composites have been implemented to validate the new *** calculations from the new model are also compared with those by using two models in the earlier *** is shown that the experimental results correlate well with predictions from the new model.

关键词： textile composites mechanical properties shear modulus properties plain weave fabric

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RTM成型复合材料T型接头工艺参数优化与力学性能实验研究

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复合材料学报 2009年第3期26卷 13-17页

作者：白江波熊峻江程序彭勃北京航空航天大学飞行器运用系北京100191

对树脂传递模塑(RTM)成型的复合材料T型接头进行了工艺参数优化、制备及力学性能实验研究。应用流动模拟软件,对RTM成型的复合材料T型接头进行了基体流动数值模拟,确定模具最佳注射方式和出胶口位置,并优化了影响树脂充模时间的工艺参数... 详细信息

对树脂传递模塑(RTM)成型的复合材料T型接头进行了工艺参数优化、制备及力学性能实验研究。应用流动模拟软件,对RTM成型的复合材料T型接头进行了基体流动数值模拟,确定模具最佳注射方式和出胶口位置,并优化了影响树脂充模时间的工艺参数,显著提高了RTM接头的工艺性能。根据优化工艺参数结果,制备了RTM成型的复合材料T型接头试样,并进行了拉伸和压缩试验,分析了其破坏机制。根据拉伸和压缩试验现象和结果,发现RTM成型的复合材料T型接头拉伸破坏模式主要为富树脂三角区的树脂与纤维布界面分层,其拉伸破坏主要取决于树脂基体抗剥离分层的拉伸强度;压缩破坏模式为底板中央部位的弯曲分层与折断,其压缩破坏由接头底板中的纤维布抗拉强度决定;T型接头的压缩破坏强度高于拉伸破坏强度。

关键词：复合材料树脂传递模塑(RTM) 流动模拟力学性能 T接头

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