具有实时损伤监测功能的仿生纤维复合材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN113049640A

    公开(公告)日:2021-06-29

    申请号:CN202110235569.6

    申请日:2021-03-03

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开具有实时损伤监测功能的仿生纤维复合材料及其制备方法。该材料包括:纤维层;位于纤维层上的导电层,所述导电层的表面具有若干平行排列的沟槽;树脂层,所述纤维层与所述导电层之间通过所述树脂层粘合。本发明通过在纤维层间引入导电层作为增强相,增强了仿生纤维复合材料的层间韧性,实现了仿生纤维复合材料的增强增韧。同时,利用纤维丝间固有空隙,在纤维层上制备了具有仿生沟槽结构的均匀导电层,当材料受到压缩、弯曲、拉伸等载荷产生微裂纹时,导电层仿生沟槽结构槽宽发生变化,从而引起材料自身响应电阻的变化,通过响应电阻值的大小判断材料内部损伤裂纹的扩展程度,实现了材料高稳定、低成本、响应快速的实时损伤监测。

    一种仿生复合材料螺旋弹簧

    公开(公告)号:CN111520425B

    公开(公告)日:2021-06-01

    申请号:CN202010244319.4

    申请日:2020-03-31

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明提供了一种仿生复合材料螺旋弹簧,包括:若干第一芯轴、内固定层、若干第二芯轴、中固定层、外层以及保护层;若干第一芯轴按照“Z”字型结构排列;第一芯轴包括第一芯轴外固定层;第二芯轴包括第二芯轴外固定层;第一芯轴外固定层和第二芯轴外固定层由纤维布螺旋铺排形成的螺旋纤维树脂层组成。本发明仿生复合材料螺旋弹簧的第一芯轴按照红耳龟特有的“Z”字型结构排列,一方面可以降低螺旋弹簧的重量,另一方面与第二芯轴的紧密排列结构相配合,可以增加仿生复合材料螺旋弹簧的比刚度;并且第一芯轴外固定层和第二芯轴外固定层由纤维布螺旋铺排形成的螺旋纤维树脂层组成,从而提高仿生复合材料螺旋弹簧的弹性、韧性和抗疲劳强度。

    一种基于仿生互锁的Z-pin、复合材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN111531913B

    公开(公告)日:2021-05-04

    申请号:CN202010223615.6

    申请日:2020-03-26

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开一种基于仿生互锁的Z‑pin、复合材料及其制备方法,所述Z‑pin包括Z‑pin主体,所述Z‑pin主体为下部设有尖端的圆柱体;凸脊,所述凸脊呈矩阵排列围绕设置在所述圆柱体上;所述凸脊的上部的切线与所述Z‑pin轴线之间的夹角大于所述凸脊的下部的切线与所述Z‑pin轴线之间的夹角。本发明通过在Z‑pin主体的上部设置呈矩阵排列的特定凸脊;使形成的Z‑pin与基体摩擦和粘结的同时,可与基体进行钩连与锁合形成互锁结构,该互锁结构提供额外的锁合力来抵御两者形成的复合材料的层间失效;此外,具有下部设有尖端的圆柱体结构的Z‑pin主体有利于本发明的Z‑pin快速植入基体。

    一种仿生钩连结构三维编织预浸件

    公开(公告)号:CN111549421B

    公开(公告)日:2021-03-23

    申请号:CN202010270152.9

    申请日:2020-04-08

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种仿生钩连结构三维编织预浸件,包括:树脂层,嵌设在所述树脂层中的两个第一纤维层、位于两个所述第一纤维层之间并用于连接两个所述第一纤维层的缝纫纤维层;所述缝纫纤维层中的缝纫纤维包括:若干个第一段和若干个第二段,所述第一段和所述第二段交替连接于连接点;所述第一段位于相邻两个第一纤维层之间,相邻两个第二段分别交织在两个所述第一纤维层上,所述连接点处设置有用于钩住所述第一纤维层的第一钩连结构。第一钩连结构能把沿第二段长度方向的拉伸力转化为沿第一段长度方向的预紧力,在该预紧力的作用下层与层之间的连接更加紧密,出整体性与层间性能较好,不易发生层间损伤,提高了层间强度、抗冲击性能和耐疲劳性。

    一种仿生钩连结构三维编织预浸件

    公开(公告)号:CN111549421A

    公开(公告)日:2020-08-18

    申请号:CN202010270152.9

    申请日:2020-04-08

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种仿生钩连结构三维编织预浸件,包括:树脂层,嵌设在所述树脂层中的两个第一纤维层、位于两个所述第一纤维层之间并用于连接两个所述第一纤维层的缝纫纤维层;所述缝纫纤维层中的缝纫纤维包括:若干个第一段和若干个第二段,所述第一段和所述第二段交替连接于连接点;所述第一段位于相邻两个第一纤维层之间,相邻两个第二段分别交织在两个所述第一纤维层上,所述连接点处设置有用于钩住所述第一纤维层的第一钩连结构。第一钩连结构能把沿第二段长度方向的拉伸力转化为沿第一段长度方向的预紧力,在该预紧力的作用下层与层之间的连接更加紧密,出整体性与层间性能较好,不易发生层间损伤,提高了层间强度、抗冲击性能和耐疲劳性。

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