Messung der mechanischen Eigenschaften von glasfaserverstärkten Polymer-Verbundlaminaten, die durch verschiedene Herstellungsverfahren erhalten werden

Zusammenfassung

In diesem Artikel wird ein Herstellungsverfahren für faserverstärkte Polymermatrix-Verbundlaminate beschrieben, die mit dem Nasshandlaminier-/Vakuumbeutelverfahren gewonnen werden.

Zusammenfassung

Das traditionelle Nasshand-Lay-up-Verfahren (WL) ist bei der Herstellung von Faserverbundlaminaten weit verbreitet. Aufgrund des unzureichenden Umformdrucks verringert sich jedoch der Massenanteil der Faser und es werden viele Luftblasen im Inneren eingeschlossen, was zu minderwertigen Laminaten (geringe Steifigkeit und Festigkeit) führt. Das WLVB-Verfahren (Wet Hand Lay-up/Vacuum Bag) für die Herstellung von Verbundlaminaten basiert auf dem traditionellen Nass-Hand-Lay-up-Verfahren, bei dem ein Vakuumbeutel verwendet wird, um Luftblasen zu entfernen und Druck zu erzeugen, und dann der Erhitzungs- und Aushärtungsprozess durchgeführt wird.

Im Vergleich zum traditionellen Handlaminierverfahren weisen Laminate, die mit dem WLVB-Verfahren hergestellt werden, überlegene mechanische Eigenschaften auf, einschließlich besserer Festigkeit und Steifigkeit, höherer Faservolumenanteil und geringerer Hohlraumvolumenanteil, was alles Vorteile für Verbundlaminate sind. Dieser Prozess ist vollständig manuell und wird stark von den Fähigkeiten des Vorbereitungspersonals beeinflusst. Daher sind die Produkte anfällig für Defekte wie Hohlräume und ungleichmäßige Dicke, was zu instabilen Eigenschaften und mechanischen Eigenschaften des Laminats führt. Daher ist es notwendig, den WLVB-Prozess genau zu beschreiben, Schritte fein zu steuern und Materialverhältnisse zu quantifizieren, um die mechanischen Eigenschaften von Laminaten sicherzustellen.

Dieser Artikel beschreibt den akribischen Prozess des WLVB-Prozesses zur Herstellung von gewebten, glatt gemusterten Glasfaserverstärkungslaminaten (GFKs). Der Faservolumengehalt von Laminaten wurde nach der Formelmethode berechnet, und die berechneten Ergebnisse zeigten, dass der Faservolumengehalt von WL-Laminaten 42,04 % betrug, während der von WLVB-Laminaten 57,82 % betrug und um 15,78 % zunahm. Die mechanischen Eigenschaften der Laminate wurden mittels Zug- und Schlagversuchen charakterisiert. Die experimentellen Ergebnisse zeigten, dass mit dem WLVB-Verfahren die Festigkeit und der Modul der Laminate um 17,4 % bzw. 16,35 % erhöht und die spezifische absorbierte Energie um 19,48 % erhöht wurde.

Einleitung

Faserverstärkter Polymerverbundwerkstoff (FVK) ist eine Art hochfestes Material, das durch Mischen von Faserverstärkung und Polymermatrizen^{hergestellt wird 1,2,3}. Es wird aufgrund seiner geringen Dichte, seiner hohen spezifischen Steifigkeit und Festigkeit, seiner Ermüdungseigenschaften und seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit häufig in der Luft- und Raumfahrt ^4,5,6, im Bauwesen^7,8, in der Automobilindustrie ⁹ und in der Schi....

Protokoll

1. Vorbereitung des Materials

1. Schneiden Sie mit einer Schere acht Stücke 300 mm x 300 mm Glasfasergewebe zu. Klebe den Schnitt zuerst mit Klebeband ab, um zu verhindern, dass die Faserfäden abfallen.
   HINWEIS: Tragen Sie eine Maske und Handschuhe, um beim Schneiden des Stoffes ein Stechen in den Finger und das Einatmen von Filamenten zu vermeiden. Nicht nur das gewebte Glasfasergewebe, sondern auch unidirektionales Gewebe und andere Faserarten wie Kohlefaser und Aramidfaser sind ebenfalls erhältlich.
2. 260 g Epoxidharz und 78 g Härter nach dem Massenverhältnis von 10:3 abwiegen.
   HINWEIS: Das Verhältnis von Fasergewebe und Harzsy....

Diskussion

Diese Arbeit konzentriert sich auf die beiden unterschiedlichen Herstellungsverfahren für das Handlaminierverfahren mit geringen Kosten. Daher wurden zwei Herstellungsverfahren ausgewählt, die in diesem Artikel sorgfältig beschrieben werden, die einfacher, leichter zu beherrschen und niedrigere Investitionskosten haben und für die Produktion mit Materialmodifikation in Labors und kleinen Fabriken geeignet sind. Bei der Aushärtung von Laminaten spielt ein hoher Verfestigungsdruck eine wichtige Rolle bei der Herstellu.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
breather fabric	Easy composites	BR180
drop-weight impact testing machine	Instron	9340
Epoxy matrix	Axson Technologies	5015/5015
glass fiber	Weihai Guangwei Composites	W-9311
non-porous release film	Easy composites	R240
Peel ply	Sino Composite	CVP200
perforated released film	Easy composites	R120-P3
test machine	ZwickRoell	250kN
vacuum film	Easy composites	GVB200