平纹玻纤/MC尼龙复合材料熔融黏合深度与搭接方式对力学性能的影响

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20220328.016

复合材料科学与工程 ›› 2022, Vol. 0 ›› Issue (3): 110-114.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20220328.016

平纹玻纤/MC尼龙复合材料熔融黏合深度与搭接方式对力学性能的影响

郭伟健^1,2, 陶友瑞², 董丽君¹, 吴安如^1*

1.湖南工程学院新能源汽车轻量化湖南省工程研究中心,湘潭411104;
2.河北工业大学机械学院,天津300130

收稿日期:2021-05-20 出版日期:2022-03-28 发布日期:2022-04-24
通讯作者: 吴安如(1964-),男,博士,教授,主要从事有色金属强韧化方面的研究,429331668@qq.com。
作者简介:郭伟健(1998-),男,硕士研究生,主要从事复合材料成型与力学方面的研究。

Effect of melting bonding depth and lap mode on mechanical properties of plain glass fiber/MC nylon composites

GUO Wei-jian^1,2, TAO You-rui², DONG Li-jun¹, WU An-ru^1*

1. Hunan Engineering Research Center of New Energy Vehicle Lightweight,Hunan Institute of Engineering, Xiangtan 411104, China;
2. School of Mechanical Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China

Received:2021-05-20 Online:2022-03-28 Published:2022-04-24

摘要/Abstract

摘要： 平纹玻纤/MC尼龙复合材料具有比强度高、耐腐蚀、可回收等优点,是未来汽车领域值得关注的材料之一。本文采用实验方法研究了熔融连接工艺下平纹玻纤/MC尼龙复合材料搭接方式与融合深度对连接接头强度的影响。实验表明,相同工艺参数下,双搭接对接的搭接方式具有最好的力学性能,单搭接接头的拉伸剪切强度随熔融深度的增加呈现先升后降的趋势,搭接处熔融深度为2 mm时剪切强度达到最佳,为19.24 MPa。通过Micro-CT技术对不同熔融深度的单搭接试样进行扫描,结果显示:随着熔化深度的增加,搭接界面基体逐渐减少。失效形式随熔融深度增加依次为尼龙基体的塑性变形和开裂、尼龙基体的开裂与玻璃纤维与尼龙基体的脱黏、玻璃纤维与尼龙基体的脱黏。

关键词: 热塑性复合材料, 单搭接剪切实验, Micro-CT, 单体浇铸(MC)尼龙, 损伤

Abstract: Plain glass fiber/MC nylon composite material has the advantages of high specific strength, corrosion resistance and recyclability. It is one of the materials worthy of attention in the field of automobile in the future. In this paper, the effects of lap mode and fusion depth on joint strength of plain glass fiber/MC nylon composites were studied by experimental method under melting bonding process. The experimental results show that, under the same process parameters, the double lap butt joint has the best mechanical properties, and the tensile shear strength of the lap joint increases first and then decreases with the increase of melting depth. When the melting depth of the lap joint is 2 mm, the shear strength reaches the maximum of 19.24 MPa. Micro-CT technique was used to scan the single lap specimens with different melting depths. The results show that the matrix of lap interface gradually decreases with the increase of melting depth. With the increase of melting depth, the failure modes were plastic deformation and cracking of nylon matrix, cracking of nylon matrix and debonding of glass fiber and nylon matrix, debonding of glass fiber and nylon matrix.

Key words: thermoplastic composites, single lap shear test, Micro-CT, monomer casting nylon, damage

中图分类号:

TB332

郭伟健, 陶友瑞, 董丽君, 吴安如. 平纹玻纤/MC尼龙复合材料熔融黏合深度与搭接方式对力学性能的影响[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(3): 110-114.

GUO Wei-jian, TAO You-rui, DONG Li-jun, WU An-ru. Effect of melting bonding depth and lap mode on mechanical properties of plain glass fiber/MC nylon composites[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2022, 0(3): 110-114.

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Effect of melting bonding depth and lap mode on mechanical properties of plain glass fiber/MC nylon composites

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