玻璃纤维-环氧复合材料与碳纳米管填充剂用于增强结构建模和分析中使用人工智能技术的性能
Lokesh Vaddar1, Basava Thatti2, Bijjam Ramgopal Reddy3
1Mechanical Engineering, Srinivas Institute of Technology, Mangaluru 575001, India.
ACS omega
|July 10, 2023
概括
将碳纳米粉添加到玻璃纤维增强环氧复合材料中,可以显著提高耐磨性. 确定了最佳的填料含量和测试条件,以减少磨损率和提高热性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 混合复合材料结合了多种增强材料,以获得更优质的性能.
- 纳米粒子填充剂,如多壁碳纳米管 (MWCNTs),提高了聚合物矩阵的性能.
- 玻璃纤维增强环氧复合材料 (GFREC) 广泛使用,但可以改进.
研究的目的:
- 分析碳纳米粉末填充剂对GFREC磨损和热性能的影响.
- 优化复合材料的组成和加工参数,以减少磨损.
- 为了研究填充剂含量和热膨胀之间的关系.
主要方法:
- 实验使用了中央复合实验设计 (DOE).
- 使用响应表面方法 (RSM) 来开发数学模型.
- 四个机器学习 (ML) 回归模型被构建用于预测磨损率.
主要成果:
- 碳纳米粉添加显著改善复合材料的磨损行为由于增强的填充剂分散.
- 确定了减少特定磨损率的最佳参数:1.005公斤的负载,1.499米/秒的滑动速度,150米的滑动距离和15%的填充剂.
- 含有10%和20%碳的复合材料显示了减少的热膨胀系数 (分别下降了45%和9%).
结论:
- 碳纳米粉是一种有效的填充剂,可以提高GFREC的耐磨性.
- 填料分散均性对于提高磨损性能至关重要.
- 可控添加碳纳米粉可以优化热膨胀,但较高度可能会逆转这种效应.
