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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柔性复合材料撕裂柔性石墨复合材料柔性石墨是一种有优良特性的材料。尤其是抗热震、耐腐蚀，密封性能好。但也有不足之处，即抗拉强度低，易粉碎、抗氧化性能不理想。为了进一步改善柔性石墨的性能，采取的主要方法是和其它材料复合，使之成复合材料。柔性石墨复合材料有以下几种:1.柔性石墨与树脂复合2.柔性石墨和氧化石墨复合3.柔性石墨和硼的复合柔性石墨复合材料除了之前柔性石墨自身的特性外，大大增强了它的抗拉强度、抗氧化等的性能。我们青岛华泰生产的石墨粉适合制造柔性石墨复合材料。我们生产的胶体石墨粉、
2、超细石墨粉、纳米石墨粉、高纯石墨粉等广泛的应用到化工、石油等企业。复合材料柔性梁分层与疲劳寿命研究报告摘要：本文建立了非线性矩形变截面复合材料柔性梁的二维有限元模型，该模型充分考虑了铺层组材料特性的转换，使面向铺层组的有限元模型大大简化；同时该模型统一控制了各向异性单元的坐标系方向，提高非线性过渡区建模效率。利用该模型，模拟了轴向拉伸弯曲混合载荷的静载试验，计算出柔性梁的应变分布。柔性梁表面应变计算值与应变片测量值吻合良好；同时计算了分层扩展过程中的应变能释放率分布，借助应变能释放率峰值预测了柔性梁的疲劳寿命，预测值与试验值吻合地很好。引言无轴承旋翼是直升机旋翼/尾桨技术的重要发展方向，利用复
3、合材料柔性梁的弹性变形实现挥舞/摆振/变矩运动，最大程度地简化了结构。复合材料柔性梁是无轴承旋翼/尾桨的核心元件，承担了桨叶及桨毂附件所产生的所有载荷，包括离心力、弯矩、扭矩等复杂的交变载荷，其剖面参数及展向的剖面配置影响旋翼/尾桨的多方面性能，包括长寿命等指标，因此柔性梁的剖面及展向配置是柔性梁设计的关键。复合材料柔性梁是利用变截面形式来实现弹性剪裁，而变截面是通过内部铺层的不连续来实现的。内部铺层的不连续往往成为分层起始主要源头，因此，必须充分研究内部断层柔性梁的强度和分层特性，在保证弹性剪裁的同时，实现柔性梁疲劳特性的控制。针对无轴承旋翼/尾桨复合材料柔性梁存在的不连续铺层，80年代末，
4、Hoa1、Curry2和Murri3考虑了纯拉伸载荷作用下层合板的分层失效；建立了二维有限元计算模型，借助应力失效准则或应变能释放率预测了层合板的强度。同时期，Daoust4和Ochoa5分别建立了三维有限元模型，研究了在纯拉伸、弯曲和扭转载荷作用下断层构型参数对层间应力的影响以及内部断层对控制自由边界分层可靠性的影响。90年代末，Murri6建立了非线性过渡区柔性梁的二维有限元模型，计算拉伸弯曲混合载荷作用下的应变能释放率G，并借助双悬臂梁疲劳试验拟合经验公式计算了柔性梁的疲劳寿命；随后Murri7对波状铺层柔性梁采用同样的方法进行了研究，静载下波状铺层柔性梁与非波状铺层柔性梁性能一致，但分
5、层起始和扩展方式不同，且疲劳寿命较低；XX年，Murri8使用二维有限元模型，借助ANSYS和ABQAUS软件同时模拟柔性梁分层扩展，并计算应变能释放率G，采用4点弯曲试验拟合经验公式计算柔性梁的疲劳寿命。本文针对存在断层且非线性过渡的柔性梁进行研究，建立了面向铺层组的二维有限元模型，充分考虑建立单元坐标系的方向设置；模拟柔性梁在轴向拉伸弯曲混合载荷作用下的静载试验，柔性梁的应变计算值与试验值吻合良好；同时利用释放节点耦合方法模拟分层扩展，计算了应变能释放率的分布；借助应变能释放率峰值预测了柔性梁的疲劳寿命，并与试验值进行了对比。1柔性梁的构型典型的矩形柔性梁截面如图1所示。图1柔性梁截面示意
6、图变截面柔性梁是由根部区b1、过渡区b2和端部区b3构成。过渡区的变截面通过柔性梁内部断层实现。柔性梁的每个铺层分别属于不同铺层组，铺层组分为断层组D、连续层组B和编织层组F，如图1所示。连续铺层组主要由0度铺层构成，而断层组中一般只含有45度和45度铺层，编织层组为45度编织层。2柔性梁的参数柔性梁试件外形如图1所示，主要几何尺寸为：a1=，a2=，a3=110mm，a4=140mm，b1=，b2=，b3=25mm。柔性梁的非线性矩形变截面可通过线性离散化处理，如图2所示。图2柔性梁过渡区线性离散后的倾斜角对柔性梁非线性过渡区线性离散化后经测量线性段倾斜角110分别为：,。柔性梁中单层板为S
7、2/E7T1材料，性能参数为E1，E2=，G12=，12；12；编织层为E/E7T1-2材料，性能参数为E1，E2=，G12=，钢的材料性能为E201GPa，12；树脂的材料性能为E，12。面向铺层组的模型必须提供铺层组的材料力学特性；根据复合材料经典层合板理论计算出各铺层组的材料特性，如表1所示。表1铺层组材料特性注：代表半个铺层，*代表在根部区的厚度。柔性梁的静载试验是在ATB机上完成的，该机可产生拉伸弯曲的混合载荷。对于静载试验，的轴向载荷模拟桨叶的离心力，而的横向位移模拟桨叶的挥舞。横向位移与挥舞角?之间的关系如图3所示。图3挥舞角?与横向位移示意图图4单元坐标系3有限元建模及试验模拟
8、面向铺层组有限元建模柔性梁铺层较多，若面向每个铺层建立有限元模型，则单元的Y向长度最大为一个铺层厚度，而柔性梁X方向较长，同时需要保证单元长宽比不易过大，这将大大增加模型的单元数，加大了计算量；柔性梁的初始失效并不是出现在铺层组内部，因此可以作为把铺层组作为整体来考虑；同时面向铺层组建立的有限元模型能达到较高的计算精度6-8；综合上述考虑，本文采用面向铺层组的方法建立有限元模型。单元坐标系建立柔性梁中的铺层组是各向异性材料，因此必须将有限元模型中所有单元的坐标系与材料力学特性默认的坐标系保持一致。由于柔性梁存在非线性过渡区，铺层组与X轴不平行，因此不能默认所有单元的坐标系平行与总体坐标系XY。
9、针对这种情况，本文采用指定单元坐标系默认为从单元的第一节点到第二节点方向为X方向，垂直于X方向为单元坐标系的Y方向，如图4所示，此坐标系完全满足与材料性能的坐标系一致的要求，但建模时必须严格控制划分平面单元的面的边线生成方向，即图4中的1方向。有限元模型由于横向载荷作用点在柔性梁上端，且这段材料为钢，为了使有限元模型能准确模拟试验，在有限元模型中同样建立这段钢梁模型。有限元模型如图5所示。图5有限元模型考虑到在断层处会出现应力集中，故在四个断层处网格加密，如图5所示。断层处前端的斜三角区为树脂材料，三角区前端由一个三角形单元过渡，其它单元仍为四边形单元。有限元模型是面向铺层组建立的，且一个铺层
10、组只使用了一个单元。试验模拟根据试验中试件的固定和承载形式，有限元计算时需将边界条件转换为有限元模型的约束方式；即柔性梁根部区X0mm处节点全部固支，在钢梁的端部即X165mm172mm处先施加的轴向拉伸载荷模拟柔性梁承受的离心力，然后再向下施加的位移载荷模拟柔性梁承受的挥舞弯矩。利用上述模型，计算了柔性梁的应力应变场，模拟了柔性梁的拉伸弯曲静载试验。4结果对比与模型验证应变测量值与计算值对比试验中8应变片的位置如图3所示，应变片14的X坐标分别为g1=，g2=，g3=和g4=157mm；其中应变片3的测量值始终最大。本文提取有限元模型中应变片3所在位置的应变值，其与试验值随横向位移分布如图7
11、所示。图6计算值与试验值对比以及挥舞角的变化图7应变随挥舞角的变化图6中，X处的应变值与有限元计算值在施加横向位移时大小和变化都是一致的，因此本文的有限元模型计算结果是正确的；未施加横向位移时，由于受到轴向的离心力作用，在X处产生了的应变。同时，柔性梁的挥舞角基本上也是随横向位移线性变化的，横向位移达到时，挥舞角达到最大值度。图7给出了应变随挥舞角变化图，应变与挥舞角基本上也是线性关系。柔性梁受到的离心力和横向位移载荷时，其整体应变分布图如图8所示。转矩流变仪实验思考题：1）PVC的典型转矩时间流变曲线。曲线上有三个峰。分别指出三个峰代表的意义。A点加料峰，高低与转速大小和干混料的表观密度有关
12、，加入物料后，硬树脂颗粒大多还未熔融，此时硬颗粒对转子的凸棱施加的反作用较大，转矩迅速升高。B点塑化峰，由于树脂温度的升高和剪切作用，树脂颗粒逐渐破碎，颗粒内的物料从表面开始塑化，物料粘度逐渐增加，转矩迅速升高。C点降解峰，随着塑化后物料中各处温度趋于一体，熔体结构逐渐均匀，转矩逐渐降低达到相对稳定值的平衡转矩，经过长时间混炼，pvc熔体中稳定剂逐渐丧失作用时，物料开始分解并交联，体系粘度突增，转矩从C点迅速增高。2）转矩流变仪在聚合物成型加工中有哪些方面的应用？1、加工时间的确定，通过转矩流变曲线可以知道聚合物完全溶解的时间和分解的时间，从而可以确定聚合物的合适加工时间2、加工温度的确定，通
13、过不同加工温度的转矩流变曲线的分析，可以选择聚合物合理的加工温度。3、加工转速的选着，改变转子的转速，即改变了剪切作用力，导致对聚合物性能的影响，通过研究转速对聚合物流变用通过研究转速对聚合物流变曲线的影响，可以选出较为适合的加工转速。4)加料顺序对混炼过程能量消耗的影响。利用转矩流变仪可研究不同加料顺序对炼过程能量(转载于:写论文网:柔性复合材料撕裂)消耗的影响，为降低能耗、优化加工工艺提供依据。5混炼胶的质量控制。在橡胶加工过程中，混炼胶的质量控制是重要的环节。由于混炼过程中胶料的流动行为极为复杂，影响混炼质量的因素众多为保证不同批次物料的混炼程序相同，通常采用比机械能或混炼过程消耗总能量
14、来控制混炼效果。因此采用转矩流变仪可以非常容易获得所需的数。可研究物料在加工过程中的分散性能、流动行为及结构变化(交联、热稳定性等)，同时也可作为生产质量控制的有效手段。由于转矩流变仪与实际生产设备(密炼机、挤出机等)结构类似，且物料用量少，所以可在实验室中模拟混炼、挤出等3）加料量、转速、测试温度对实验结果有哪些影响？1加料量：混合室内的物料量不足，转子难以接触物料，达不到混炼塑化的最佳效果。反之物料加入过多，部分物料集中于加料口不能进入混合室混炼均匀或出现超额的阻力转矩，使仪器安全装置发生作用，停止运转。2测试温度：一般大于熔融温度，温度过低会导致超额转矩使安全装置发生作用，仪器停转。温度
15、过高，聚合物的链段活动能力增加、体积膨胀。分子间作用减小，流动性增大，粘度随温度升高而降低。3转速快，剪切作用大，混合效果好，动态热稳定性试验研究材料热稳定性时用较高转速；转速慢，剪切力小，达不到塑炼效果。PP注射成型思考题：从PE的化学结构、物理结构分析其成型工艺性能的特点?PE为线形聚合物，分子链有良好的柔顺性和规整性，因而可以结晶，LDPE含有较多的长支链，同未支化的聚合物相比，熔体粘度较低，流动性好，不同模具温度会带来PE制品的不同结晶度，最后影响制品收缩率，PE在许多活性物质作用下会产生应力开裂现象，所以加工时应设法降低材料的结晶度。如设定较低的模具温度，聚乙烯吸湿性很低，在成型加工前不必干燥。PP为结晶性聚合物，结晶度高，链支化度低，这使其成型收缩率较大，所以成型时应选用较低的模具温度和较高的注射压力，以便改善其成型收缩；PP热稳定性较好，流动性也比聚乙烯好，其料筒温度设置较高；PP吸水率很低，成型前不用干燥在选择料筒温度、注射速度、保压压力、冷却时间的时候，应该考虑哪些问题?1料筒温度，保证树脂塑化均匀，使熔体粘度满足注射要求，温度不能过高，在Tf或Tm以上，但是不能高于Td。2注射速度，保证熔料
