仿竹結(jié)構(gòu)的新型復(fù)合材料管的制備和研究.pdf

1、自然界中一些天然生物材料經(jīng)過億萬年進化的結(jié)果使得它們具有性能和結(jié)構(gòu)的良好適應(yīng)系性。本文將天然竹子的竹節(jié)結(jié)構(gòu)作為研究模仿的對象，抽象出仿生結(jié)構(gòu)模型，使用纏繞成型的方法，制備了類似于竹結(jié)構(gòu)的管型復(fù)合材料，即在纏繞管型制品時，預(yù)先在石膏芯模中放入類似竹節(jié)形狀的尼龍片，從而制成具有仿竹結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料管。 本文選用環(huán)氧樹脂和玻璃纖維作為樹脂基體和增強纖維，尼龍材料作為節(jié)結(jié)構(gòu)，采用不同的纏繞工藝制備出類似于竹結(jié)構(gòu)的增強結(jié)構(gòu)復(fù)合材料管材。通過

2、一系列的實驗方法，研究了復(fù)合材料的節(jié)結(jié)構(gòu)、節(jié)之間的距離、纏繞方式的組合以及纏繞角的變化等對復(fù)合材料管的強度和剛度的影響。使用電測應(yīng)變片法實驗研究了復(fù)合材料管壁不同部位的應(yīng)力和應(yīng)變的變化規(guī)律；使用懸臂梁剛度測定法研究了不同因素對復(fù)合材料管剛度的影響；使用三點彎曲實驗和懸臂梁破斷實驗測定了復(fù)合材料管的破斷強度。 研究表明，本文所研制的仿竹結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料管相比普通的復(fù)合材料管材其強度和剛度均有明顯的提高。在所研制的復(fù)合材料管材中，竹節(jié)