仿竹結(jié)構(gòu)的新型復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)的管型復合材料，即在纏繞管型制品時，預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)復合材料管材。通過

2、一系列的實驗方法，研究了復合材料的節(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)的復合材料管相比普通的復合材料管材其強度和剛度均有明顯的提高。在所研制的復合材料管材中，竹節(jié)