影响高模量纤维单纤维模量测试因素的研究

【摘要】模量是纤维力学性能的一个重要指标,它是反映纤维材料抵抗形变的物理量。对纤维的模量进行准确的测试和计算,是评价纤维力学性能的基本要求。高模量纤维如碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶等通常具有较高的强度和模量,同时伸长率非常小。此类具有高强低伸特点的纤维,在测试过程中,实际测试得出的伸长量中很大一部分可能是由于各种误差因素而产生的伸长量,这严重影响了测试结果的准确性。出现这种现象的主要原因是测试系统在测试过程中产生的形变包括上下夹头的滑移和变形、辅助材料如纸片和黏结剂的变形等被当作试样的形变而计入试样的总伸长。因此,研究整个测试系统的误差对测试高模量纤维的单纤维模量和断裂伸长的影响,并提出消除不良影响的方法,对准确测定试样的伸长具有重要意义。本文利用单纤维材料拉伸强力仪,通过对高模量纤维(碳纤维)进行强伸测试强度、伸长率和模量实验,对实验过程中可能对测试结果产生影响的因素如拉伸速度、固定纤维的制卡种类、黏着胶水的类型进行单因子分析和独立研究。构建影响因子的线性回归数学模型,对比得到这些影响因素对系统误差的具体影响大小,并对测试结果进行修正。最后将其与纤维标称参数进行对比,以此验证对影响因素的分析和对测试结果的修正是有积极意义的,得出修正后比修正前的测试结果更接近纤维标称参数的结论。本课题的研究基于系统形变和纤维形变都属于弹性形变,且总体形变和隔距成正比这两个假设前提条件,通过对实验数据进行的分析,系统地阐述了实验过程中的拉伸速度、黏着胶水、纸板断裂强度等因素对测试结果产生的影响,最终总结得出一套较为完整的高模量纤维单纤维模量的测试方法,为今后的此类测试减少误差总结了经验。
【作者】孙宇；
【导师】邱夷平；冯文；
【作者基本信息】东华大学，纺织工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】高模量纤维；单纤维模量测试；系统误差；影响因素；结果修正；

【参考文献】
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