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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划本文研究了混杂纤维复合材料参数设计与材料力学性能的关系玻璃纤维增强热塑性复合材料的增强方式及纤维长度控制齐齐哈尔大学材料科学与工程学院郑丁源XX摘要本文综述了玻璃纤维长度对力学性能的影响;玻璃纤维长度的表征方法;挤出和注塑过程中玻璃纤维的断裂;并叙述了玻璃纤维增强热塑性复合材料的进展,提出了玻璃纤维增强热塑性复合材料发展的方向。关键词玻璃纤维,纤维长度,增强方式,热塑性复合材料ABSTRACTInthispaper,theeffectofglassfiberlengthonmecha
2、nicalproperties,glassfiberlengthmeasurementandfiberfractureinextrusionandinjectionweredevelopmentofglassfiberreinforcementfashionwaspresentedandalsotheperspectiveofglassfiberreinforcedthermoplastics.KEYWORDSGlassfiber,fiberlength,enhancementpattern,thermoplasticcompositematerial.1前言热塑性树脂经玻璃纤维增强后,强度、
3、模量、冲击性能和耐热性能都得以全面的提高,用途大大拓宽,50%的热塑性树脂复合材料含有玻璃纤维。短玻纤增强是玻璃纤维增强热塑性复合材料的主要增强方式,加工工艺是挤出机混合造粒,然后注塑成型,在混合和注塑过程中玻璃纤维逐渐被剪碎,最终制品中纤维长度在012014mm范围1。纤维长度是决定纤维增强复合材料最主要的因素,长纤维比短纤维具有更佳的增强效果,为了提高制品中玻璃纤维的长度,人们对玻纤增强热塑性树脂的混合以及制品成型工艺进行了大量的研究,对加工过程中玻璃纤维的断裂有了较深入的认识,但是玻璃纤维的长度却始终被限制在1mm以内。同时玻璃纤维的增强方式取得了两大进步,一是预浸带工艺2-4,即用树脂
4、熔体或溶液浸渍连续纤维束,得到预浸带,将预浸带切成10mm长的颗粒,用于注塑成型,制品中的玻璃纤维长度大于1mm。二是GMT材料5,6,玻璃纤维以长纤维或连续纤维毡的形式增强热塑性树脂,GMT材料广泛用于汽车零部件和结构件,由于其力学性能优良,具有突出的耐冲击性能,而且易于加工,可回收,日益受到工业界的青睐。2玻璃纤维长度对复合材料性能的影响纤维增强复合材料,根据纤维的增强原理,只有纤维长度在临界长度以上时才能充分发挥纤维的增强作用。Thomason7采用GMT的造纸工艺,分别将010912mm之间6种长度的玻璃纤维与聚丙烯制成GMT片材,研究了玻璃纤维长度对PP/GF力学性能的影响,纤维长度
5、与增强效率之间的关系见表1。由表1可见,随长度的增加,纤维的增强效率提高,当纤维长度超过12mm时,纤维对复合材料各项性能的增强效果基本达到最佳。长纤维复合材料表现出比短纤维复合材料更佳的性能,可提高刚性、压缩强度、弯曲强度、耐蠕变性。另一个显著特点是冲击强度成倍提高。纤维复合材料吸收冲击强度的方式有三种8:纤维断裂、纤维拔出、树脂断裂。纤维长度增加,则纤维拔出消耗更多的能量,故有利于冲击强度的提高。另外纤维的端部是裂纹增长的引发点,长纤维端部的数量小,也使冲击强度提高。长纤维比短纤维增强热塑性塑料的热变形温度也有所提高9。长纤维的纤维端头较少,填充性能好,长纤维混料在充入模具时相互缠结、翻转
6、和弯曲,而不象短纤维混料那样沿流动方向排列,因此,长纤维混料模塑制品与短纤维混料的同样模塑制件相比,各向同性程度较高,平直度较好,翅曲较小。纤维长度并不是决定纤维复合材料性能的唯一因素,树脂对纤维的浸渍状况、纤维在基体中的分布以及纤维与基体的界面结合强度对复合材料的性能都存在重要的影响。3玻璃纤维长度的表征对玻璃纤维增强热塑性复合材料中的纤维长度进行表征,首先要将玻璃纤维在基体中分离出,一般采用燃烧的方法把基体烧尽,也可用溶剂萃取玻纤。短玻纤增强热塑性树脂中纤维的长度分布较窄(本文研究了混杂纤维复合材料参数设计与材料力学性能的关系)义：是由两层或多层简单层板粘合在一起作为一个整体的结构单元。各
7、单层的材料主方向的布置应使结构元件能承受几个方向的载荷，单层板是层合板或层合结构分层的基本单元，对它的宏观力学研究是分析层合结构的基础。层合板各单层的材料、厚度和弹性主方向等可以互不相同。经典层合理论：层间变形一致性假设：层合板各单层之间粘合层非常薄，单层边界两边的位移是连续的，层间不能滑移，无相对位移直法线不变假设：假设垂直于层合板中面的一根初始直线，在层合板受到拉伸和弯曲后，仍保持直线并垂直于中面；变形前垂直与板中面的直线在变形后仍保持垂直，且长度不变，即：板的克希荷夫假设(Kirchhoff)；壳的克希荷夫-勒普假设(Kirchhoff-Love)；在上述假设基础上建立的层合板理论称为经
8、典层合板理论；上述假设没有针对层合平板的限制，层合板也可以时曲面或壳；单层平面应力状态假设：层合板中各单层都可近似地认为处于平面应力状态；z=0假设：在厚度方向上的正应力于其它应力相比很小，可忽略不计。5、课程学习感受通过本学期对复合材料力学的学习，我对什么是复合材料和复合材料的分类有了具体的了解。经过老师耐心细致的讲解，我对复合材料力学的研究内容以及研究方法有了初步的了解。通过学习，对于简单的分析，我可以自己判断结果的正确性。对复合材料力学的理论学习有利于理解有限元软件的分析过程，进而有利于学习软件。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。
