收藏本站
《东华大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

PE/PE复合材料拉伸断裂过程声发射源特性之研究

彭永超  
【摘要】: 复合材料以其高比强度、高比模量、损伤容限高和性能可设计等优异特性而广泛应用于各个方面,但复合材料本身所具有的不均匀性、各向异性、损伤破坏模式复杂等特点,使得其产品质量性能差异很大,在使用前和使用过程中的安全检验和强度预报显得尤为重要。复合材料主要的损伤破坏形式有:纤维断裂、基体开裂、界面脱粘或分层等,而每一种损伤破坏形式对复合材料的整体性能都有不同程度的影响。所以目前对于复合材料的损伤破坏和性能预测研究显得越来越重要。 本文首先论述了超高相对分子质量聚乙烯(Ultra-highMolecular Weight Polyethylene,简写为UHMWPE)纤维及其复合材料的发展和应用现状,介绍了声发射技术检测的基本原理以及现代对于声发射信号的分析和处理方法。接着采用熔融膜压法(Film Stacking)并结合复合材料缠绕成型工艺,制备出UHMWPE/LDPE复合材料层合板。利用声发射技术分别对纤维和基体的拉伸断裂过程进行了实时在线监控,找出声发射曲线及参数与断裂类型、特征之间的关系,为复合材料的声发射特征和断裂机理研究提供依据。继而分析了单向UHMWPE/LDPE复合材料的声发射特征和断裂类型,并比较了几种典型铺设角度的UHMWPE/LDPE复合材料的声发射特性和断裂机理,总结出纤维铺设角度与UHMWPE/LDPE复合材料的拉伸强度以及拉伸断裂过程中的声发射特性之间的近似天系。给出了UHMWPE/LDPE复合材料拉伸断裂过程中的各种损伤及破坏的SEM照片。 采用声发射技术研究复合材料的损伤模式和破坏机理是近年来的热点,但是在对于诸如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维增强环氧基复合材料及金属基复合材料等的研究中,却鲜见有关于超高分子质量聚乙烯纤维增强复合材料的报道。本文就是以UHMWPE纤维增强LDPE树脂复合材料层合板为研究对象,对其在拉伸直至断裂过程中的声发射特性进行研究,探讨了声发射特性与复合材料的损伤破坏类型和特征之间的关系,建立了声发射幅度参数与复合材料损伤破坏模式之间的联系。并对复合材料的纤维铺设角度与复合材料的强度和声发射特征参数之间的关系进行了探索,这也是本文的创新点之一。 研究结果表明:UHMWPE/LDPE复合材料的声发射源主要有基体开裂、界面脱胶(粘)、裂纹扩展、纤维抽拔及断裂等。不同的声发射源对应着各自的声发射幅度值,纤维和基体间的界面脱粘或分层是单向UHMWPE/LDPE复合材料层合板损伤破坏的显著特征。对于0°复合材料,其破坏机理主要是材料的韧性复式破坏,包括基体开裂、界面脱粘或分层、纤维纵向劈裂和丝束断裂;10°复合材料主要发生纤维之间的摩擦和界面的分层破坏;45°复合材料破坏则是纤维抽拔和界面脱粘的结果;而90°复合材料的破坏机理主要是界面脱粘、分层以及纤维的横向剥离。UHMWPE/LDPE复合材料的拉伸强度和声发射总能量随着纤维铺设角度θ的增大而减小,声发射事件计数则随θ的增大而增大。材料的主要损伤破坏形式对应着较大的声发射能量和较低的声发射事件数。 用声发射技术去研究UHMWPE/LDPE复合材料拉伸过程中的损伤演化规律以及损伤类型是一种行之有效的手段,能清晰直观地反映材料的损伤特征。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TB332

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 戚琳琳;基于声发射技术的芳纶1414/聚丙烯拉伸损伤性能研究[D];东华大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王从科;环氧/玻纤复合材料弯曲损伤过程的声发射研究[J];工程塑料应用;1996年06期
2 王旭;张同华;崔建伟;晏雄;;UHMWPE/LDPE复合材料拉伸破坏的声发射特性研究(Ⅰ)[J];玻璃钢/复合材料;2006年02期
3 蒋培清,陈东生,李艰;纤维增强复合材料的界面力学性能测定方法[J];玻璃钢/复合材料;1997年06期
4 刘怀喜;马润香;张恒;;芳纶纤维/环氧树脂复合材料损伤与断裂过程的声发射特性[J];材料导报;2004年06期
5 费肖卿,潘进,李安,杨德明;SiC(CVD)/Al复合材料界面剪切强度的测试[J];材料科学进展;1993年05期
6 戴光,徐彦廷,李伟,张颖;声发射技术的应用与研究进展[J];大庆石油学院学报;2001年03期
7 崔昭霞,曹茂盛,李庆芬,张永锋,彭贤海;纤维增强复合材料基体开裂的研究方法与发展[J];纺织高校基础科学学报;2000年01期
8 王波,矫桂琼,潘文革,陶亮;三维编织C/SiC复合材料的拉压实验研究[J];复合材料学报;2004年03期
9 阳建红,王芳文,覃世勇;HTPB复合固体推进剂的声发射特性及损伤模型的试验和理论研究[J];固体火箭技术;2000年03期
10 许凤旌,陈积懋;声发射技术在复合材料发展中的应用[J];机械工程材料;1997年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 龙飞飞;新型声发射检测系统与定位技术研究[D];大庆石油学院;2002年
2 高登攀;高聚物粘结炸药损伤声发射特性研究[D];四川大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何芳,王玉林,万怡灶,黄远;光固化树脂基复合材料研究进展[J];工程塑料应用;2003年11期
2 吴宏平;刘远;余学芳;;混凝土劈裂抗拉声发射特性性能研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年01期
3 谭京梅;;TiC增强颗粒在复合材料中的应用研究进展[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年04期
4 周海鸥;;复合材料定义的探讨[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2010年03期
5 张艳霞;何晖;;岩石声发射的Kaiser效应研究进展[J];地下空间与工程学报;2007年06期
6 李建功;邹银辉;刘红;董国伟;;AE声发射在波导器中传播规律的数值模拟[J];地下空间与工程学报;2008年06期
7 李爱民;张耀辉;于海涛;;基于声发射技术的扭杆裂纹损伤定位方法分析[J];车辆与动力技术;2006年03期
8 陈煜;刘云飞;谭惠民;;NEPE推进剂的细观力学性能研究[J];火炸药学报;2008年01期
9 谭武军;李明;唐兴;黄辉;;RDX晶体颗粒压制中的声发射现象[J];火炸药学报;2009年01期
10 吴艳,许宝杰,徐小力;声发射用于旋转机械故障诊断的实验研究[J];北京机械工业学院学报;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢永金;樊建春;张宏;张来斌;张继信;张永学;李世玉;;页岩气开发用高压管汇损伤机理及检测技术[A];非常规油气资源勘探开发装备及应用技术研讨会论文集[C];2011年
2 马超;马阅军;顾正甫;何田;;基于机匣声发射传感器阵列的碰摩故障定位研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
3 曹刚;胡雄;;基于声发射技术的信号处理及源识别研究[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
4 陈积懋;张颖;;复合材料及其构件新型综合无损检测技术[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
5 程载斌;王志华;马宏伟;;结构损伤探测技术及研究进展[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
6 常岩军;矫桂琼;王波;潘文革;;倾斜内锁型三维机织C/SiC复合材料压缩性能研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
7 刘韡;矫桂琼;管国阳;常岩军;;Z向增强陶瓷基复合材料拉伸性能研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
8 王波;矫桂琼;卢智先;常岩军;;陶瓷基复合材料圆环拉伸试验分析[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
9 李典森;卢子兴;李嘉禄;陈利;;三维编织复合材料振动阻尼特性的实验研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 王翔;王波;矫桂琼;;平纹编织C/SiC压剪复杂应力状态试验研究[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵扬锋;煤岩变形破裂电荷感应规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 全惠敏;电能质量相关信号的S变换检测算法及应用研究[D];湖南大学;2010年
3 赵强;聚电解质络合物的可加工性及其功能材料的构建基础[D];浙江大学;2010年
4 许文娇;废弃环氧树脂再生技术及应用研究[D];东华大学;2011年
5 王旭;基于声发射技术的聚乙烯自增强复合材料损伤模式识别研究[D];东华大学;2010年
6 徐松林;PTFE/A1含能反应材料力学性能研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 曹靖;碳纤维增强复合材料加固钢结构理论分析和实验研究[D];合肥工业大学;2011年
8 倪松远;基于模态分析的木塑复合板材振动特性研究与缺陷识别[D];东北林业大学;2011年
9 刘磊;高温高压下金刚石生长的声发射实时动态检测与长大机制研究[D];山东大学;2011年
10 聂雯;层状砂岩岩爆特性实验研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张倩;异形航空构件的专用超声换能器研制及检测应用[D];南昌航空大学;2010年
2 朱晓岭;多传感器信息融合技术在铣削过程监测中的应用研究[D];南昌航空大学;2010年
3 刘贞刚;煤岩体破裂的微地震响应特征研究[D];山东科技大学;2010年
4 旺扎拉;特种车辆变速箱齿轮传动失效分析[D];长春理工大学;2010年
5 舒乐华;聚合物基复合材料粘弹性性能预测[D];湘潭大学;2010年
6 曾武;叶片注射机成型PP/硅灰石填充体系的性能研究[D];华南理工大学;2010年
7 范琳琳;声发射技术在无损检测中的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 冯春杰;16MnR钢高温环境下拉伸过程声发射信号研究[D];华东理工大学;2011年
9 杨远清;声发射技术在采空区岩体稳定性预测预报中的应用研究[D];昆明理工大学;2009年
10 单政垒;基于智能GFRP筋混凝土梁力学性能试验的有限元分析[D];沈阳建筑大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李龙,储长流,张茂林,王俊勃;成型条件对聚丙烯/芳纶复合材料基体浸渍的影响[J];工程塑料应用;2003年09期
2 李龙,张茂林,王俊勃;单向芳纶/PP复合材料平面纵横剪切性能的分析研究[J];玻璃钢/复合材料;2003年04期
3 王旭;张同华;崔建伟;晏雄;;UHMWPE/LDPE复合材料拉伸破坏的声发射特性研究(Ⅰ)[J];玻璃钢/复合材料;2006年02期
4 张梅;;单向芳纶/玻璃纤维混杂复合材料板材拉伸性能研究[J];玻璃钢/复合材料;2007年06期
5 傅英;热塑性树脂基复合材料的成型技术[J];玻璃钢/复合材料;1995年01期
6 刘怀喜;马润香;张恒;;芳纶纤维/环氧树脂复合材料损伤与断裂过程的声发射特性[J];材料导报;2004年06期
7 张茂林,储长流,李龙;单向芳纶/聚丙烯混纤复合材料拉伸性能研究[J];纺织学报;2003年03期
8 高启源;;高性能芳纶纤维的国内外发展现状[J];化纤与纺织技术;2007年03期
9 袁金慧,江棂,马家举,吕希光;芳纶的应用和发展[J];高科技纤维与应用;2005年04期
10 李晔;;对位芳纶的发展现状、技术分析及展望[J];合成纤维;2009年09期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张同华;基于声发射技术的PE/PE自增强复合材料损伤检测研究[D];东华大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王旭;PE/PE层合板复合材料拉伸破坏机理研究[D];东华大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 殷小玮,成来飞,张立同,高蓉;3DC/SiC复合材料在燃气中的氧化行为[J];兵器材料科学与工程;2000年05期
2 蒋海昆,张流,王琦;实验室声发射三维定位及标本波速场各向异性研究[J];地震;1999年03期
3 徐彦廷,戴光,张宝琪;16MnR钢制拉伸试样在常、高温下的声发射特性试验研究[J];大庆石油学院学报;1995年02期
4 戴光,徐彦廷,李伟,李善春;声发射源信号强度的“逆源”问题研究[J];大庆石油学院学报;1998年03期
5 杨光松,王兴业,蒋咏秋,吴健;界面剪切强度的AE监测及统计模型评估[J];复合材料学报;1991年04期
6 邓梁波;王德劭;;复合材料叠层板横向开裂的研究[J];复合材料学报;1997年01期
7 孔宪仁,黄玉东,范洪涛,孙文训;细编穿刺C/C复合材料不同层次界面剪切强度的测试分析[J];复合材料学报;2001年02期
8 张守阳,李贺军,孙军;C/C密度梯度材料的热学及力学性能研究[J];复合材料学报;2002年05期
9 韩杰才,黄玉东,赫晓东,杜善义;多向细编碳/碳复合材料界面力学性能测试与表征[J];复合材料学报;1995年04期
10 崔维成;复合材料结构破坏过程的计算机模拟[J];复合材料学报;1996年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李伟;宋卫东;宁建国;毛小南;;应变速率对TP-650钛基复合材料拉伸力学行为的影响[J];中国有色金属学报;2010年06期
2 严灏景,吴川灵,杨序纲;聚酯纤维的拉伸断裂机理[J];合成纤维;1987年05期
3 李济民;张亦良;;Q235钢材料拉伸时磁记忆效应的试验研究[J];压力容器;2008年07期
4 秦志敬;典型铺层碳纤维复合材料拉伸断裂形貌的初步分析[J];材料工程;1985年04期
5 于杰,金志浩,周惠久;聚合物材料的拉伸断裂研究[J];贵州工业大学学报;1994年02期
6 ;W—Ni—Fe合金的拉伸断裂特性[J];特钢技术;1994年03期
7 陈长松;纺织品拉伸断裂强度测试的不确定度分析[J];中国计量;2003年09期
8 李烨;于伟东;;基于单纤维断裂值分布特征的高性能纤维弱节的表征[J];东华大学学报(自然科学版);2006年01期
9 彭兵;何敏;都佩华;徐定红;宋帅;;PBT拉伸断口形貌分析[J];现代机械;2008年01期
10 邹勇;陈立溁;;关于离子晶体熔化和拉伸断裂时离子间距之间关系的探讨[J];安徽工业大学学报(自然科学版);2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李玉寿;杨永杰;杨圣奇;马占国;;三轴及孔隙水作用下煤的变形和声发射特性[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
2 卢文韬;肖金星;;玄武岩声发射特性研究[A];重庆岩石力学与工程学会第一届学术讨论会论文集[C];1992年
3 鲁先元;陈汉珍;申飞;;声发射Kaiser效应测定地应力方法及工程实践[A];地应立场测试及其应用论文集[C];1991年
4 赵永红;熊春阳;戴天环;方竞;;细砂岩变形破坏过程的实验研究[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
5 唐兴;;加工及装配过程中炸药部件声发射特性的在线监测[A];中国工程物理研究院科技年报(2009年版)[C];2010年
6 赵仁孝;邢方亮;马世英;李智;;大跨砼夹层板损伤过程实时监测[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ卷)[C];1999年
7 田勇;张伟斌;程思亮;;不同温度下劈裂加载JOB-9003炸药的声发射特性[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
8 刘彦;黄风雷;张振宇;田占东;;混凝土土壤复合介质中爆炸的数值模拟研究[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
9 顾爱军;骆英;;钢筋与混凝土黏结滑移的声发射特性研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
10 鲁先元;陈汉珍;;声发射(AE)法对三峡坝址区地应力试验研究[A];第四届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1994年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 毕伟 刘言;材料强度理论与断裂规律研究取得新进展[N];中国有色金属报;2005年
2 莫桂杨;华锡集团铜坑矿“十一五”攻关项目通过国家验收[N];中国有色金属报;2010年
3 王小东 记者 侯耀清 实习生 陈丽;百万巨资护古树[N];九江日报;2006年
4 常武;提高峰窝纸板质量的几种方法[N];中国包装报;2004年
5 陈生;填充料:改性PTFE厂家心口的痛[N];中国化工报;2004年
6 吴志伟;建造木质渔船不可忽视钜、钉、铆[N];福建科技报;2004年
7 陈正湘;把世界装扮得更加精彩靓丽[N];中国国门时报;2003年
8 毕解;坚韧型环氧树脂产品投放市场[N];科技日报;2004年
9 张长青;脑死亡立法及其意义[N];光明日报;2006年
10 梁剑芳;器官移植与脑死亡立法[N];健康报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李树春;周期荷载作用下岩石变形与损伤规律及其非线性特征[D];重庆大学;2008年
2 谭峰屹;钙质砂声发射试验研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2007年
3 赵洪宝;含瓦斯煤失稳破坏及声发射特性的理论与实验研究[D];重庆大学;2009年
4 万国香;应力波作用下岩石电磁辐射与声发射特性研究[D];中南大学;2008年
5 刘美山;特高陡边坡开挖爆破技术及其对边坡稳定性的影响[D];中国科学技术大学;2007年
6 王蕊;钢管混凝土结构构件在侧向撞击下动力响应及其损伤破坏的研究[D];太原理工大学;2008年
7 钟红;高拱坝地震损伤开裂的大型数值模拟[D];大连理工大学;2008年
8 高保彬;采动煤岩裂隙演化及其透气性能试验研究[D];北京交通大学;2010年
9 樊克恭;巷道围岩弱结构损伤破坏效应与非均称控制机理研究[D];山东科技大学;2003年
10 张同华;基于声发射技术的PE/PE自增强复合材料损伤检测研究[D];东华大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 彭永超;PE/PE复合材料拉伸断裂过程声发射源特性之研究[D];东华大学;2007年
2 高登攀;高聚物粘结炸药损伤声发射特性研究[D];四川大学;2005年
3 徐珂;混凝土—岩体两体损伤破坏及变形规律的研究[D];西华大学;2007年
4 白俊杰;循环流化床声发射特性研究[D];华北电力大学(北京);2008年
5 曹启坤;短碳纤维在HPC中应用的实验及理论研究[D];辽宁工程技术大学;2003年
6 万贻平;深部岩体损伤变形特性研究[D];西华大学;2008年
7 柏航州;基于声发射的磨削监控技术研究[D];扬州大学;2008年
8 贾园;声发射技术在金属塑性成形过程中的应用及研究[D];内蒙古工业大学;2009年
9 张斌;声发射在旋转机械轴裂纹监测过程中的应用研究[D];北京化工大学;2007年
10 冉艳华;聚丙烯纤维混凝土断裂韧性的声发射研究[D];中国石油大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026