Измерение механических свойств армирующих стекловолокно полимерных композиционных ламинатов, полученных различными технологическими процессами

Резюме

В данной работе описан процесс изготовления композитных ламинатов с полимерной матрицей, армированных волокном, полученных методом мокрой ручной укладки/вакуумного пакета.

Аннотация

Традиционный процесс мокрой ручной укладки (WL) широко применяется в производстве волокнистых композитных ламинатов. Однако из-за недостаточности формовочного давления массовая доля волокна снижается и внутри задерживается большое количество пузырьков воздуха, что приводит к некачественным ламинатам (низкая жесткость и прочность). Процесс мокрой ручной укладки/вакуумного пакета (WLVB) для изготовления композитных ламинатов основан на традиционном процессе мокрой ручной укладки, при котором используется вакуумный мешок для удаления пузырьков воздуха и обеспечения давления, а затем выполняется процесс нагрева и отверждения.

По сравнению с традиционным процессом ручной укладки, ламинаты, изготовленные по процессу WLVB, демонстрируют превосходные механические свойства, включая лучшую прочность и жесткость, более высокую объемную долю волокон и меньшую объемную долю пустот, что является преимуществом композитных ламинатов. Этот процесс полностью ручной, и на него большое влияние оказывают навыки подготовительного персонала. Поэтому изделия подвержены таким дефектам, как пустоты и неравномерная толщина, что приводит к нестабильным качествам и механическим свойствам ламината. Следовательно, необходимо точно описать процесс WLVB, точно контролировать этапы и количественно оценить соотношение материалов, чтобы обеспечить механические свойства ламинатов.

В этом документе описывается кропотливый процесс WLVB для получения тканых композитных композитных материалов (GFRP) с гладким рисунком. Объемное содержание волокон в ламинатах рассчитывалось с помощью формульного метода, и результаты расчетов показали, что объемное содержание волокон в ламинатах WL составило 42,04%, а в ламинатах WLVB – 57,82%, увеличившись на 15,78%. Механические свойства ламинатов были охарактеризованы с помощью испытаний на растяжение и удар. Результаты эксперимента показали, что при использовании процесса WLVB прочность и модуль упругости ламинатов были увеличены на 17,4% и 16,35% соответственно, а удельная поглощенная энергия увеличилась на 19,48%.

Введение

Армированный волокном полимерный композит (FRP) представляет собой разновидность высокопрочного материала, изготовленного путем смешивания волокнистого армирования и полимерных матриц ^1,2,3. Он широко используется в аэрокосмической промышленности ^4,5,6, конструкции^7,8, автомобилестроении 9 и морской промышленности^10,11 благодаря своей низкой плотности, высокой удельной жесткости и прочности

протокол

1. Подготовка материала

1. Отрежьте ножницами восемь кусков тканой стеклоткани размером 300 мм х 300 мм. Сначала заклейте срез скотчем, чтобы волокна не отвалились.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Наденьте маску и перчатки, чтобы предотвратить прокалывание пальца и вдыхание нити при разрезании ткани. Также доступны не только тканая ткань из стекловолокна, но и однонаправленная ткань и другие типы волокон, такие как углеродное волокно и арамидное волокно.
2. Отвесьте 260 г эпоксидной смолы и 78 г отвердителя в массовом соотношении 10:3.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Соотношение волокнистой ткани и системы смолы рекомендуется составлять 360 г системы эпоксидной смолы на ....

Результаты

В таблице 1 приведена объемная доля волокон, средняя толщина и процесс изготовления образцов. G8-WLVB и G8-WL представляют собой ламинаты, состоящие из 8-слойной стеклоткани, изготовленной методом мокрой ручной укладки с использованием вакуумных пакетов и без него, соответственно. О.......

Обсуждение

В этой статье основное внимание уделяется двум различным производственным процессам для метода ручной укладки с низкой стоимостью. Поэтому были выбраны два производственных процесса, которые будут подробно описаны в этой статье, которые являются более простыми, легкими в освоении, ме.......

Материалы

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