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基于AE参数融合的NOL环损伤演化研究

复合材料科学与工程 2022年第11期 28-34页

作者：闫孝伟李伟蒋鹏刘颖红林程佳豪东北石油大学机械科学与工程学院大庆163318

为了实现声发射监测技术对NOL环损伤过程的评价,本文对NOL环进行静力拉伸和不同阶段的分级加载实验研究。通过实验对比,利用AE参数融合,引入R值和b值对NOL环损伤过程进行研究,将NOL环损伤分为三个阶段,并通过b值变化规律表征不同损伤情... 详细信息

为了实现声发射监测技术对NOL环损伤过程的评价,本文对NOL环进行静力拉伸和不同阶段的分级加载实验研究。通过实验对比,利用AE参数融合,引入R值和b值对NOL环损伤过程进行研究,将NOL环损伤分为三个阶段,并通过b值变化规律表征不同损伤情况。RA值和R值对试件早期损伤模式和累积损伤变化非常敏感。结果表明,分级加载实验第Ⅰ阶段的b值整体大于第Ⅱ阶段,且b值变大时R值呈现减小趋势,表明试件内部存在裂纹扩展。静力拉伸实验,第Ⅰ阶段损伤初始R值初始变化波动大且复杂;第Ⅲ阶段严重损伤,RA值变化大且复杂,超过0.85F_(max)时b值迅速降低,主要与界面损伤和纤维断裂有关,最终断裂的形成主要与引起损伤的主裂纹扩展有关。

关键词： NOL环 b值界面损伤裂纹扩展

基于NOL环的高性能纤维与环氧树脂的匹配性研究

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玻璃钢／复合材料 2018年第3期 45-51页

作者：兰总金祖磊惠鹏胡兰馨吴尘瑾武汉理工大学材料科学与工程学院武汉430070

纤维与树脂的界面对复合材料的整体力学性能有着显著的影响。基于NOL环的宏观力学测试一般被用来反映复合材料的界面粘结性能,因此适用于评价纤维与树脂之间的宏观力学性能匹配性。为了探究高性能碳纤维T700SC、T800HB及高强玻璃纤维与... 详细信息

纤维与树脂的界面对复合材料的整体力学性能有着显著的影响。基于NOL环的宏观力学测试一般被用来反映复合材料的界面粘结性能,因此适用于评价纤维与树脂之间的宏观力学性能匹配性。为了探究高性能碳纤维T700SC、T800HB及高强玻璃纤维与环氧树脂的宏观力学性能匹配性,本研究首先根据GB/T 1458—2008国家标准制备NOL环试样,再借助NOL环的拉伸和层间剪切强度测试分析了高性能纤维与环氧树脂不同匹配组合宏观力学性能差异的原因,并寻找出最佳匹配组合。结果表明:玻璃纤维与环氧树脂的界面存在最佳的粘结强度,而且不同粘结强度导致拉伸强度和破坏机理不同,而碳纤维复合材料界面性能较差,容易分层破坏;T800HB与环氧树脂的宏观力学匹配性优于T700SC,环氧树脂力学性能、碳纤维的表面微观结构与性质以及环氧树脂与碳纤维之间的相互作用关系是影响界面粘结性能的根本原因。该研究在高性能纤维单向复合材料的材料选择与设计方面具有现实意义。

关键词：单向复合材料高性能纤维环氧树脂 NOL环界面粘结性能

碳纤维缠绕复合材料NOL环的吸湿过程与性能关系

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复合材料学报 2009年第2期26卷 72-78页

作者：于运花曾玮李默宇隋刚杨小平郭晓东陈孝鹏陈世乐北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室北京100029 中国航天科工集团公司第六研究院41所呼和浩特010010

以碳纤维缠绕复合材料NOL环为研究对象,建立了一种研究碳纤维缠绕复合材料的壳体或压力容器在存贮和使用过程中湿热性能的加速老化方法。将复合材料NOL环分别浸泡在35℃、55℃、65℃和75℃蒸馏水中,研究其吸湿特性、动态力学性能以及静... 详细信息

以碳纤维缠绕复合材料NOL环为研究对象,建立了一种研究碳纤维缠绕复合材料的壳体或压力容器在存贮和使用过程中湿热性能的加速老化方法。将复合材料NOL环分别浸泡在35℃、55℃、65℃和75℃蒸馏水中,研究其吸湿特性、动态力学性能以及静态力学性能的变化。结果表明,根据NOL环的吸湿特性,其吸湿过程可分为3个阶段:固有自由体积控制扩散吸湿阶段;分子链松弛控制吸湿阶段;界面破坏及裂纹扩展控制吸湿阶段。当湿含量达到1 wt%左右时,复合材料进入界面破坏吸湿阶段,性能明显下降,剪切强度和弯曲强度保留率约为75%和67%,Tg下降了20℃。该结果可为碳纤维缠绕复合材料壳体或压力容器的存贮寿命的预测与评价提供重要依据。

关键词： NOL环湿热老化碳纤维环氧树脂纤维缠绕

某国产T700S级碳纤维复合材料NOL环性能评价

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某国产T700S级碳纤维复合材料NOL环性能评价

NOL环层间剪切强度对T700S级干喷湿纺碳纤维湿法缠绕复合材料性能的影响

中国核学会2019年学术年会

作者：李武胜孙炳君乔蕊贾力伟核工业理化工程研究院

本文对多个批次国产T700S级碳纤维的表面形貌、与环氧树脂间浸润性、力学性能以及缠绕成型后复合材料NOL环力学性能进行了表征,结果表明:国产碳纤维表面光滑整洁,截面呈圆形,拉伸强度在5 200 MPa以上,拉伸模量为240 GPa,且离散度较小;... 详细信息

本文对多个批次国产T700S级碳纤维的表面形貌、与环氧树脂间浸润性、力学性能以及缠绕成型后复合材料NOL环力学性能进行了表征,结果表明:国产碳纤维表面光滑整洁,截面呈圆形,拉伸强度在5 200 MPa以上,拉伸模量为240 GPa,且离散度较小;除个别样品外,国产碳纤维复合材料NOL环拉伸强度在2 400 MPa以上,层间剪切强度为45～54 MPa;复合材料中国产碳纤维强度转化率及其与环氧树脂界面结合性能有待提高;各批次国产碳纤维及其复合材料NOL环主要力学性能稳定,无明显差异。

关键词：碳纤维缠绕复合材料 NOL环

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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高科技纤维与应用 2018年第2期43卷 28-31页

作者：程勇尤丽虹李锵刘宁常雪梅西安航天复合材料研究所西安710025 高性能碳纤维制造及应用国家地方联合工程研究中心西安710089

为研究影响碳纤维湿法缠绕复合材料性能的因素,通过国内外T700S级碳纤维表面状态、NOL环及φ150容器的性能试验,研究了NOL环层剪强度对T700S级干喷湿纺碳纤维湿法缠绕复合材料性能的影响。结果表明,T700S级干喷湿纺碳纤维φ150mm容器爆... 详细信息

为研究影响碳纤维湿法缠绕复合材料性能的因素,通过国内外T700S级碳纤维表面状态、NOL环及φ150容器的性能试验,研究了NOL环层剪强度对T700S级干喷湿纺碳纤维湿法缠绕复合材料性能的影响。结果表明,T700S级干喷湿纺碳纤维φ150mm容器爆破性能与复合材料NOL环层剪强度相关,层剪强度越高,其φ150mm容器爆破性能越低。

关键词： NOL环层间剪切强度碳纤维湿法缠绕复合材料

4种C/E复合材料NOL环试样拉伸试验过程的声发射特性

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无损检测 2018年第1期40卷 14-19,42页

作者：刘哲军张志超韩智恒葛丽伍颂程茶园林鑫航天材料及工艺研究所北京100076

通过对4种C/E(碳纤维环氧树脂)复合材料nol(美国海军军械实验室)环试样拉伸断裂过程的声发射特性研究发现,材料强度、模量以及缠绕工艺均会对材料损伤过程的声发射计数、信号幅度、持续时间等特征值产生显著影响。在材料的声发射特性试... 详细信息

通过对4种C/E(碳纤维环氧树脂)复合材料nol(美国海军军械实验室)环试样拉伸断裂过程的声发射特性研究发现,材料强度、模量以及缠绕工艺均会对材料损伤过程的声发射计数、信号幅度、持续时间等特征值产生显著影响。在材料的声发射特性试验中,准确得到材料损伤的特点和变化趋势是优化复合材料制造工艺、指导结构强度设计与检测的重要途径。

关键词： C/E复合材料 NOL环拉伸试验声发射

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碳纤维缠绕复合材料NOL环的湿热老化行为

碳纤维缠绕复合材料NOL环的湿热老化行为

作者：曾玮北京化工大学

学位级别：硕士

本文建立了一种以复合材料NOL环为研究对象,研究碳纤维缠绕复合材料的壳体或压力容器在存贮和使用过程中的湿热性能的加速老化方法。将复合材料NOL环分别浸泡在35℃、55℃、65℃和75℃蒸馏水中,研究其吸湿特性,以及吸湿含量与动态力学... 详细信息

本文建立了一种以复合材料NOL环为研究对象,研究碳纤维缠绕复合材料的壳体或压力容器在存贮和使用过程中的湿热性能的加速老化方法。将复合材料NOL环分别浸泡在35℃、55℃、65℃和75℃蒸馏水中,研究其吸湿特性,以及吸湿含量与动态力学性能和静态力学性能之间的关联,并应用阿伦尼斯模型研究NOL环的加速老化。本论文旨在碳纤维缠绕复合材料压力容器的加速湿热老化方案的设计以及储存寿命预测提供基础数据,并对其寿命预测进行初步研究。结果表明,根据NOL环的吸湿特性,其吸湿过程可分为三个阶段:Ⅰ)固有自由体积控制扩散吸湿阶段;Ⅱ)分子链松弛控制吸湿阶段;Ⅲ)界面破坏及裂纹扩展控制吸湿阶段。当湿含量达到1%时,复合材料进入界面破坏吸湿阶段,性能明显下降,剪切强度和弯曲强度、拉伸强度保留率约为75%、67%和90%,Tg下降了20℃。主要是由材料的后固化效应、水分子的塑化作用、脆化作用、水分子和聚合物的二次交联及界面破坏引起NOL环的性能变化。并且利用阿伦尼斯公式,得出在常温25℃全浸条件下,湿含量达到1%所需的老化时间为38871小时,同时计算出湿含量分别达到1%、 0.9%、0.8%、0.7%和0.6%时的加速老化方程。该结果可为碳纤维缠绕复合材料壳体或压力容器的存贮寿命预测与评价提供重要依据。

关键词： NOL环湿热老化阿伦尼斯模型碳纤维环氧树脂纤维缠绕

缠绕张力对T800级碳纤维力学性能转化率的影响

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复合材料学报 2024年

作者：吴俊勇顾轶卓杨中甲刘新宇曾慧王绍凯李敏北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院北京航空航天大学化学学院四川玄武岩纤维新材料研究院(创新中心) 北京航空航天大学材料科学与工程学院

为探究碳纤维在缠绕工艺中纤维性能转化率的影响因素，对三种T800级碳纤维进行了NOL环性能测试，研究了缠绕张力对环氧树脂基复合材料力学性能及纤维性能转化率的影响，进一步测试了缠绕损伤纤维的力学性能及微结构参数。结果表明：缠... 详细信息

为探究碳纤维在缠绕工艺中纤维性能转化率的影响因素，对三种T800级碳纤维进行了NOL环性能测试，研究了缠绕张力对环氧树脂基复合材料力学性能及纤维性能转化率的影响，进一步测试了缠绕损伤纤维的力学性能及微结构参数。结果表明：缠绕张力变化引起了NOL环纤维含量、孔隙率、拉伸性能及破坏模式的变化；采用X射线衍射、拉曼光谱、小角X射线散射表征了纤维的结晶结构、石墨结构完整程度及微观缺陷，发现缠绕损伤纤维微晶结构参数未发生明显变化，故纤维拉伸模量下降较少；张力增大，损伤纤维孔洞缺陷增多，导致纤维和复合材料拉伸强度下降；进口纤维较国产纤维有更高的性能转化率，在相同张力水平下纤维损伤较小。

关键词：碳纤维环氧树脂基复合材料缠绕成型 NOL环微结构

纺丝工艺对T800碳纤维及其复合材料性能的影响

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材料工程 2019年第8期47卷 118-124页

作者：张世杰王汝敏刘宁廖英强程勇西北工业大学理学院西安710072 西安航天复合材料研究所西安710025

采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和表面接触角测量仪分别对湿法纺丝(T800HB)与干喷湿纺(T800SC)两种纺丝工艺制备的T800碳纤维表面状态进行表征和分析,采用万能材料试验机对二者的复丝、NOL环及单... 详细信息

采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和表面接触角测量仪分别对湿法纺丝(T800HB)与干喷湿纺(T800SC)两种纺丝工艺制备的T800碳纤维表面状态进行表征和分析,采用万能材料试验机对二者的复丝、NOL环及单向板的力学性能进行对比研究。结果表明:湿法纺丝的T800HB碳纤维具有更粗糙的表面,而干喷湿纺T800SC碳纤维具有更高的表面活性,“化学活性”和“机械啮合”的共同作用使得两种碳纤维复合材料具有相近的层间剪切强度。但当复合材料发生破坏时,T800HB碳纤维与树脂间“机械啮合”的主导作用更显著,纤维/树脂结合更紧密,使得其复合材料的断裂呈脆性破坏模式,而T800SC碳纤维与树脂结合则稍弱,呈一定程度的韧性破坏模式。T800SC碳纤维比T800HB碳纤维具有更高的复丝拉伸强度,因而相应地,T800SC碳纤维复合材料NOL环和单向板均有更高的拉伸强度。因此,综合两种不同纺丝工艺碳纤维及其复合材料的力学性能和破坏形貌,相比于T800HB,T800SC碳纤维更适合作为缠绕成型复合材料的增强材料。

关键词：纺丝工艺 T800碳纤维复合材料 NOL环力学性能