再生碳纤维铺层取向优化及复合材料性能

作     者：黄海鸿 孔令成 刘威豪 阮浩达 HUANG Haihong;KONG Lingcheng;LIU Weihao;RUAN Haoda

作者机构：合肥工业大学机械工程学院合肥230009 合肥学院先进制造工程学院合肥230601 

基　　金：国家自然科学基金联合基金(U20A20295) 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2024年第41卷第7期

页      码：3525-3535页

摘      要：回收得到的再生碳纤维(RCF)多为蓬松杂乱的短纤维束,基于湿法纤维取向技术可对其重新取向。传统纤维增强复合材料通常将纤维沿单向铺层,对开孔制件难以完全发挥纤维的增益效果,通过纤维曲线铺层可以提高复合材料的结构性能。本文通过设计纤维分散实验,研究了一定RCF含量与不同浓度羟乙基纤维素(HEC)的最优配置参数。利用自行搭建的纤维取向路径可调控装置,将制备的分散液铺放得到不同轨迹和形状的纤维毡,基于二维快速傅里叶变换(2D FFT)评价RCF的取向效果。通过模压成型制备RCF/环氧树脂(EP)复合材料开孔试样,分析了不同铺层路径对开孔试样承载能力的影响。结果表明:当6 mm RCF含量为6 g/L时,最优HEC浓度为14 g/L;按曲线路径制备的开孔试样有效减少开孔处的应力集中,较无序路径和水平路径开孔试样,极限载荷分别提高了69.5%、35.9%。研究拓宽了RCF/EP复合材料结构的设计自由度,为实现RCF材料的高性能再利用提供了参考。

主 题 词：再生碳纤维 纤维取向 路径规划 再利用 力学性能 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.13801/j.cnki.fhclxb.20231130.001

馆 藏 号：203128732...