注册并扫描二维码
免费送会刊
科技前沿

热塑性复合材料英文经典著作(十六)《长纤增强热塑性复合材料成型工艺及其静态、动态载荷下的力学行为》
来源:武汉理工王继辉教授课题组
本文阅读次数:211

原文:http://chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=4151       作者:Melanie Rohde-Tibitanzl
       出版社:汉泽尔出版社,慕尼黑

       最近几十年来,纤维增强树脂基复合材料被广泛应用。纤维增强热塑性复合材料的加工性能优异,可用于取代许多金属部件。由于其在刚度、强度、耐热性、弯曲性能、冲击载荷下的力学性能、可回收利用、密度、成本和集成化生产潜力等方面具有明显的优势,纤维增强热塑性复合材料在近几年得到迅速发展。2013年欧洲复合材料市场产值占全球份额的33%,产量份额为22%。
       2013年美国复合材料市场产值占全球份额的36%,产量份额为35%。自1960年以来,聚合物基复合材料以每年6%的速度增长,现已占美国结构材料份额的16%(钢铁:76%;铝:8%)。同期,钢铁每年产量基本保持不变,铝每年产量的增幅不到1%。
复合材料工业的发展主要由以下几个领域所驱动:
       —汽车/交通运输;
       —风能;
       —航空航天。
       截至2015年,热塑性复合材料每年需求量的增长率都高于平均水平。与热固性复合材料相比,热塑性复合材料具有更高的性能质量比、低成本、可二次成型和更强的可设计性等优势。
       玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)/尼龙(PA)复合材料作为性能优异的结构材料在汽车领域中得到良好的应用。例如在汽车前部、仪表盘、车门模块和车身底部结构件的制造中,此类材料占据了主导地位。
       纤维长径比是决定长纤维增强热塑性复合材料(LFRT)制品力学性能的主要因素。制品中纤维长度受加工工艺影响极大。因此由传统工艺制备的长纤维增强热塑性复合材料(LFRT)制品的性能往往达不到预期效果。传统加工工艺分为:手工成型、注塑、模压成型、连续拉挤成型和连续挤出成型。新型直接成型法结合了双螺杆共混和注塑成型工艺的优势,正逐渐用于制备长纤维增强热塑性复合材料(LFRT)产品,该工艺可有效避免纤维损伤。且随着制品中纤维平均长度的增加,部件的力学性能随之提高。
       目录:
       PREFACE
       1 NTRODUCTION
       2 STATE OF THE ART
       2.1 Processing of Long Fiber Reinforced Thermoplastic Composites (LFRT)
       2.2 General mechanisms of fiber length degradation during direct processing
       2.3 Fiber length degradation during injection molding compounding
       2.3.1 Fiber fracture in the compounding extruder
       2.3.2 Fiber fracture due to the valves
       2.3.3 Fiber fracture during melt buffering and injection
       2.3.4 Fiber alignment and fiber fracture during cavity filling
       2.4 Determination of Fiber Length
       2.5 Static Properties of Fiber-Reinforced Thermoplastic Composites
       2.5.1 Micromechanics under Static Load
       2.5.2 Modeling of Static Properties
       2.5.3 Influences on Static Properties of Fiber- Reinforced Thermoplastic Composites
       2.6 Dynamic Properties of Fiber-Reinforced Thermoplastic Composites
       2.6.1 Micromechanics under Dynamic Load
       2.6.2 Measurement Methods for Fatigue
       2.6.3 Influences on Dynamic Properties of Fiber-Reinforced Thermoplastic Composites
       3 CONCLUSIONS FROM THE CURRENT STATE OF THE ART—MOTIVATION & AIM
       4 EXPERIMENTAL: METHODS & MATERIALS
       4.1 Aim: Processing Influences on Composite Properties in Injection Molding Compounding
       4.1.1 Injection Molding Compounding & Injection Molding
       4.1.2 Morphology Determination
       4.1.2.1 Fiber Length Analysis
       4.1.2.2 Measurement of Distribution
       4.1.2.3 Determination of Fiber Orientation
       4.2 Aim: Influences of Fiber Length on Static Properties
       4.3 Aim: Influences of Fiber Length on Fatigue Properties
       4.4 Materials
       4.4.1 Matrix Systems
       4.4.2 Glass Fibers
       4.4.3 Coupling Agents
       4.4.4 Manufactured Composites
       5 INFLUENCES ON MATERIAL PROPERTIES IN DIRECT PROCESSING
       5.1 Influence of Screw Setup and Fiber Inlet
       5.2 Influence of Processing Parameters and Number of Rovings
       5.3 Conclusion of Process Investigation: Fiber Length Degradation in the IMC
       5.3.1 Fiber Fracture in the Compounding Extruder
       5.3.2 Fiber Fracture during Melt Buffering and Injection
       5.3.3 Fiber Fracture during Cavity Filling
       5.4 Fiber Alignment during Cavity Filling
       6 INFLUENCE OF FIBER LENGTH ON COMPOSITE PROPERTIES UNDER STATIC LOAD
       6.1 Short Term Properties of Glass Fiber Reinforced Composites
       6.2 Modelling of Fiber Length Influence on Short Term Properties
       6.3 Micromechanical Phenomena under Static Load
       6.4 Conclusions from the Previous Paragraphs
       7 INFLUENCE OF FIBER LENGTH ON COMPOSITE PROPERTIES UNDER FATIGUE LOAD
       7.1 Long Term Properties of Glass Fiber Reinforced Composites
       7.2 Self-Heating of the Samples during Testing
       7.3 Modelling of Fiber Length Influence on Long Term Properties
       7.4 Micromechanical Phenomena under Dynamic Load
       7.5 Conclusions from the Previous Paragraphs
       7.6 S-N-Curves of Selected Composites
       7.6.1 Residual Strength after Dynamic Testing
       7.6.2 Conclusions from the Previous Paragraphs
       8 FUTURE PERSPECTIVES: TRANSFER TO REALITY
       9 DEUTSCHE ZUSAMMENFASSUNG
       10 ABBREVIATIONS, EQUATIONS & INDICES
       10.1 Abbreviation
       10.2 Formula Symbols
       10.3 Indices
       11 LITERATURE
       12 OWN PUBLICATIONS RELATED TO THIS THESIS
       Curriculum Vitae

       作者简介:
       1979年5月 出生于德国奥伊廷;
       1998年 德国蒂门多尔费尔斯特兰德中学毕 业;
       2007年 获亚琛工业大学博士学位;
       2007-2012年 德国拜罗伊特大学高分子工程研究院,研究员;
       2012-至今 住友德马格塑料机械有限公司技术开发部,工程师。
文章来源:http://chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=4151