鉬纖維增強(qiáng)樹脂礦物復(fù)合材料機(jī)理研究.pdf

1、研究開發(fā)性能優(yōu)越的新型機(jī)床基礎(chǔ)件材料是改善和提高機(jī)床綜合性能的有效手段之一。樹脂礦物復(fù)合材料亦稱為人造石，其突出優(yōu)點(diǎn)是阻尼性能好，為普通灰鑄鐵材料的10倍左右，適用于制造高速和精密加工機(jī)床等設(shè)備的基礎(chǔ)件，能夠滿足機(jī)床高速、精密和高熱穩(wěn)定性要求。本文針對樹脂礦物復(fù)合材料力學(xué)性能較差的缺點(diǎn)，研究采用高強(qiáng)度的鉬纖維提高其力學(xué)性能。
　　 舊鉬纖維為電火花線切割加工報廢的鉬絲材料，其表面上隨機(jī)分布著大量的放電凹坑。建立了鉬纖維增強(qiáng)樹脂礦

2、物復(fù)合材料的物理模型，分析其界面作用機(jī)理，得到鉬纖維與樹脂基體的界面結(jié)合方式。樹脂基體和舊鉬纖維之間通過機(jī)械鎖結(jié)、液體對固體表面的浸潤以及原子或分子間的相互擴(kuò)散建立界面結(jié)合;新鉬纖維表面光滑，產(chǎn)生的機(jī)械鎖結(jié)現(xiàn)象可以忽略，其界面結(jié)合主要是通過液體對固體表面的浸潤和原子或分子間的相互擴(kuò)散。新舊鉬纖維的拉伸性能測試結(jié)果表明，舊鉬纖維的塑性變形階段很短，基本上不產(chǎn)生塑性應(yīng)變，更適合用于增強(qiáng)樹脂礦物復(fù)合材料。
　　 建立了分析鉬纖維與樹脂

3、基體界面結(jié)合強(qiáng)度與界面滑移阻力的有限元模型，分析結(jié)果表明舊鉬纖維限制復(fù)合材料受力變形和承擔(dān)荷載量的能力均強(qiáng)于新鉬纖維。當(dāng)界面的滑移阻力小于鉬纖維的抗拉強(qiáng)度極限時，鉬纖維增強(qiáng)樹脂礦物復(fù)合材料承受的最大荷載與放電凹坑的數(shù)量成正比。與新鉬纖維相比，舊鉬纖維與樹脂基體的界面滑移阻力更大，在脫粘面上可以承受更多的荷載，能夠起到更好的增強(qiáng)作用。
　　 試驗(yàn)研究了新舊鉬纖維增強(qiáng)樹脂礦物復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度，結(jié)果表明:新舊鉬纖維都能起到

4、增強(qiáng)效果，并且舊鉬纖維的增強(qiáng)效果更好，成本更低。其中，新鉬纖維增強(qiáng)樹脂礦物復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度提高4.9％，抗彎強(qiáng)度提高22.6％;舊鋁纖維增強(qiáng)樹脂礦物復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度提高12.7％，抗彎強(qiáng)度提高32.5％。
　　 研究了直線形鉬纖維與異形鉬纖維對樹脂礦物復(fù)合材料的增強(qiáng)機(jī)理，建立異形鉬纖維的拉拔模型，給出了四種異形鉬纖維最大拉拔力的表達(dá)式，在彎曲變形角相同、應(yīng)力集中影響較小的條件下，四種異形鉬纖維的最大拉拔力由大到小的順序?yàn)?W