精密机床用钼纤维增强树脂基复合材料

　　本书以钼纤维-树脂基体为研究体系，系统研究基体性能、纤维性能、纤维细观结构特征等对钼纤维增强树脂基复合材料细观及宏观力学性能的影响，通过理论分析、实验验证及数值模拟相结合的方法研究出高性能复合材料配方及制备工艺，并以精密雕铣机床床身为例进行数值模拟。与铸铁材料床身相比，用钼纤维增强树脂基复合材料作精密雕铣机床床身可有效减少机床振动及变形，提高机床加工精度及整机综合水平，降低能源消耗，对于推动数控机床及相关先进制造技术的发展具有重要的理论与现实意义。 本书可作为高等院校从事复合材料、机床基础制造装备技术等研究的科研人员及相关专业学生的参考用书，也可作为复合材料研究、生产、管理和应用的各类技术人员的参考书。

暂缺《精密机床用钼纤维增强树脂基复合材料》作者简介

第1 章　树脂基复合材料 1
　1.1　树脂基复合材料的特点及研究现状 2
　　1.1.1　树脂基复合材料的特点 2
　　1.1.2　国外研究现状 3
　　1.1.3　国内研究现状 5
　1.2　钼纤维增强树脂基复合材料的组分构成与制备工艺 6
　　1.2.1　骨料系统 6
　　1.2.2　树脂系统 8
　　1.2.3　增强纤维 11
　　1.2.4　钼纤维增强树脂基复合材料的制备工艺 12
　1.3　树脂基复合材料力学性能表征 13
　　1.3.1　细观力学性能表征 13
　　1.3.2　宏观力学性能表征 18

第2 章　钼纤维增强树脂基复合材料界面应力传递机制 21
　2.1　树脂基复合材料界面作用机理 22
　2.2　埋置状态下的钼纤维-基体应力传递机制 24
　　2.2.1　理想钼纤维增强基体应力传递和轴向弹性模量预测 24
　　2.2.2　考虑纤维末端应力的钼纤维增强基体应力传递 28
　　2.2.3　应力分布有限元分析 29
　2.3　拉拔状态下的钼纤维-基体应力传递机制 30
　　2.3.1　钼纤维黏结/脱黏时的应力分布 31
　　2.3.2　纤维细观结构参数对应力分布的影响 34

第3 章　基体对钼纤维增强树脂基复合材料力学性能影响 39
　3.1　界面黏结强度测试方法 40
　　3.1.1　微脱黏法 40
　　3.1.2　单纤维拉拔法 41
　　3.1.3　纤维临界长度断裂法 42
　3.2　润湿理论及表征 44
　　3.2.1　接触角 44
　　3.2.2　表面自由能与黏附功 44
　3.3　基体润湿性能 47
　　3.3.1　黏附功测试 47
　　3.3.2　树脂固化剂配比对润湿性的影响 48
　3.4　基体力学性能 50
　　3.4.1　基体单轴拉伸力学性能测试 50
　　3.4.2　树脂固化剂配比对基体力学性能的影响 53
　3.5　树脂固化剂配比对界面黏结性能的影响 58
　　3.5.1　钼纤维-基体界面黏结强度测试 58
　　3.5.2　钼纤维-基体界面黏结性能 59
　　3.5.3　钼纤维-基体界面黏结强度与黏附功关系初探 61
　3.6　钼纤维增强树脂基复合材料力学性能 62
　　3.6.1　钼纤维增强树脂基复合材料力学强度测试 62
　　3.6.2　树脂固化剂配比对钼纤维增强树脂基复合材料力学性能影响 63
　3.7　钼纤维增强树脂基复合材料载荷-应变研究 66
　　3.7.1　树脂基复合材料载荷-应变测试 66
　　3.7.2　树脂基复合材料典型测点载荷-应变分析 68
　　3.7.3　树脂基复合材料典型测点载荷-应变有限元分析 72

第4 章　纤维表面性能对钼纤维增强树脂基复合材料力学性能影响 76
　4.1　表面处理对钼纤维结构和性能的影响 77
　　4.1.1　酸化处理对钼纤维结构和性能影响 77
　　4.1.2　气相氧化处理对钼纤维结构和性能影响 79
　　4.1.3　偶联处理对钼纤维结构和性能影响 81
　4.2　新、旧钼纤维表面形貌AFM 分析 84
　　4.2.1　新、旧钼纤维表面粗糙度测试 84
　　4.2.2　新、旧钼纤维表面粗糙度分析 85
　4.3　基体润湿性能 88
　　4.3.1　黏附功测试 88
　　4.3.2　纤维表面性能对润湿性影响 88
　4.4　纤维拉伸强度 90
　　4.4.1　单根钼纤维拉伸强度测试 90
　　4.4.2　纤维表面性能对拉伸强度影响 91
　4.5　纤维表面性能对界面黏结性能的影响 92
　　4.5.1　钼纤维-基体界面黏结强度测试 92
　　4.5.2　新、旧钼纤维-基体界面黏结性能 92
　　4.5.3　改性钼纤维-基体界面黏结性能 93
　　4.5.4　钼纤维-基体界面黏结强度与黏附功关系分析 97
　4.6　纤维表面性能对树脂基复合材料力学强度影响 99
　　4.6.1　钼纤维增强树脂基复合材料力学强度测试 99
　　4.6.2　新、旧钼纤维对树脂基复合材料力学强度影响 99
　　4.6.3　改性钼纤维对树脂基复合材料力学强度影响 102
　4.7　新、旧钼纤维增强基体有限元分析 103
　　4.7.1　有限元模型的建立 103
　　4.7.2　强界面结合状态下仿真结果及分析 106
　　4.7.3　弱界面结合状态下仿真结果及分析 109

第5 章　纤维形状对钼纤维增强树脂基复合材料力学性能影响 112
　5.1　纤维形状分类 113
　5.2　异形钼纤维拉拔理论模型 113
　　5.2.1　拉拔模型的建立 114
　　5.2.2　异形钼纤维最大拉拔载荷的计算 115
　　5.2.3　计算结果与分析 116
　5.3　钼纤维拉拔脱黏过程 118
　　5.3.1　直线形钼纤维拉拔脱黏过程 118
　　5.3.2　异形钼纤维拉拔脱黏过程 120
　5.4　纤维形状对界面黏结强度的影响 122
　　5.4.1　异形钼纤维-基体界面黏结强度测试 122
　　5.4.2　异形钼纤维-基体界面黏结性能 123
　5.5　异形钼纤维增强树脂基复合材料力学强度 127
　　5.5.1　异形钼纤维增强树脂基复合材料强度测试 127
　　5.5.2　纤维含量对树脂基复合材料力学强度的影响 128
　　5.5.3　纤维形状对树脂基复合材料力学强度的影响 130
　5.6　异形钼纤维增强基体有限元分析 131
　　5.6.1　有限元模型的建立 131
　　5.6.2　仿真结果及分析 132

第6 章　树脂基复合材料精密雕铣机床床身静、动态性能分析及优化 135
　6.1　精密雕铣机床床身设计 136
　6.2　精密雕铣机床床身受力分析 138
　　6.2.1　工件-工作台-导轨受力分析 138
　　6.2.2　横梁-立柱受力分析 140
　　6.2.3　龙门座螺栓组连接受力分析 141
　6.3　树脂基复合材料精密雕铣机床床身静力学分析及结构优化 142
　　6.3.1　床身有限元模型的建立 142
　　6.3.2　静力学仿真结果及分析 144
　　6.3.3　树脂基复合材料床身结构优化 150
　6.4　树脂基复合材料精密雕铣机床床身动态性能分析 156
　　6.4.1　精密雕铣机床床身模态分析 156
　　6.4.2　精密雕铣机床床身谐响应分析 165

参考文献 171