复合材料科学与工程

尹亮, 郑国栋, 丁常方, 朱元喆

2015, 0(8): 5-9.

摘要 ( 67 )

PDF (2724KB) ( 75 )

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通过对夹芯结构复合材料湿热老化性能的研究,探究环境对夹芯结构复合材料性能的影响。实验中采用了聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)、玻璃纤维增强环氧树脂(SW110C/608)复合材料面板制备了PMI泡沫夹芯结构复合材料,研究了PMI泡沫夹芯结构复合材料的耐湿热老化特性,并讨论了湿热对PMI泡沫夹芯结构复合材料的压缩性能以及弯曲性能的影响。结果发现,PMI泡沫夹芯结构复合材料浸泡在水中时的饱和吸湿时间为30d,饱和吸水率为4.08%,通过Fick第二扩散定律发现水分子在PMI泡沫中的扩散系数为水分子在面板扩散系数的29.29倍,由于水分子的增塑作用以及浓度梯度扩散的影响,湿热处理后的PMI泡沫夹芯复合材料的平压强度下降了32.86%,侧压强度下降了16.73%,弯曲强度下降了23.94%。

复合材料古琴的动态弹性性能研究

许震宇, 于洋

2015, 0(8): 10-13.

摘要 ( 21 )

PDF (1036KB) ( 36 )

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选用比动态弹性模量这一动力学参数作为实验的研究指标来分析材料的动态响应,对不同铺层情况下的复合材料古琴面板和底板的比动态弹性模量进行测量,并与木质古琴的实验结果作比较。结果表明,特定铺层情况下的复合材料古琴与木质古琴的动态响应相近,证明了复合材料作为替代材料制作古琴的可行性,为进一步了解复合材料声学特性提供了依据。

基于模态应变能变化率法的Euler-Bernoulli功能梯度梁的损伤识别

黄立新, 杨真真, 赵文举

2015, 0(8): 14-17.

摘要 ( 30 )

PDF (891KB) ( 46 )

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基于模态应变能,本文提出Euler-Bernoulli功能梯度梁的损伤识别方法。首先利用有限元方法计算Euler-Bernoulli功能梯度梁的单元刚度矩阵和振型模态参数,然后计算单元刚度矩阵与振型的二次积,即得单元模态应变能。在此基础上,根据单元模态应变能损伤前后的变化,给出Euler-Bernoulli功能梯度梁的损伤指标。通过数值算例,验证了Euler-Bernoulli功能梯度梁的损伤识别方法的有效性。数值结果表明,提出的损伤指标能够很好地识别出梁的损伤单元。

偏压PVC-FRP管钢筋混凝土柱荷载-挠度关系数值分析

于峰, 黎德光, 徐国士, 王旭良

2015, 0(8): 18-24.

摘要 ( 33 )

PDF (2183KB) ( 43 )

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采用纤维模型法,编制非线性计算程序,对偏压PVC-FRP管钢筋混凝土柱荷载-挠度关系进行全过程分析,并验证该计算程序的正确性。在此基础上,利用分析程序对影响PVC-FRP管钢筋混凝土柱力学性能的主要因素进行分析,得出FRP条带环箍间距、偏心距、FRP条带宽度、混凝土强度等级和配筋率等参数对偏压PVC-FRP管钢筋混凝土柱荷载-挠度关系曲线的影响规律,为PVC-FRP管钢筋混凝土柱在复杂应力状态下的受力分析奠定基础。

复合材料预紧力齿连接件剪切疲劳试验研究

高建岗, 刘鹏飞, 赵启林, 柳锦春

2015, 0(8): 25-30.

摘要 ( 26 )

PDF (3249KB) ( 70 )

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研究表明复合材料预紧力齿连接接头具有良好的静力性能,但对其在循环载荷作用下的疲劳性能还没有深入研究。主要针对不同预紧力下的接头进行了大量疲劳试验,首先通过对试验结果的分析,讨论了预紧力对接头疲劳寿命的影响规律;然后分析了滞回曲线的变化规律,探讨了滞回曲线与接头疲劳损伤累积的关系;最后通过对试件疲劳断口的观察和分析,初步探究了接头的疲劳破坏机理。

雷达罩复合材料铺层计算的数学方法

曲秀晓, 李兴德, 周春苹

2015, 0(8): 31-35.

摘要 ( 26 )

PDF (2167KB) ( 73 )

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雷达罩复合材料的铺层设计直接关系到雷达罩复合材料的强度,现行的商用软件需要依赖结构铺层设计才能实现仿真分析,要针对结构铺层分别划网格、建模型,铺层设计的灵活性、通用性差。采用几何学原理和数据编程处理方法,将雷达罩纤维织物复合材料的平面经纬向依据不同的起始铺层角度并结合三维空间几何转换确定其在三维雷达罩模型上的实际方向,进行雷达罩复合材料铺层设计,将复合材料铺层方向投影到空间雷达罩复合材料的有限元模型中,确定复合材料的铺层角,将铺层设计显性化、通用化,并且增加复合材料铺层计算的灵活性,突破各种软件的约束。

复合横担结构参数对胶接应力的影响

赵华赟, 郁杰, 邱勇

2015, 0(8): 36-40.

摘要 ( 49 )

PDF (1543KB) ( 35 )

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研究了输电杆塔用复合横担节点的可靠性,建立了横担的简化力学模型,分析了粘结应力的产生机理和节点失效原因,并借助ABAQUS软件进行了仿真分析,得到了粘结应力与横担总长、玻璃钢筒内径、玻璃钢筒厚度、金属套筒高度、金属套筒厚度等关键尺寸的关系曲线,为复合横担的结构设计与优化提供了参考。

玻璃纤维/树脂基复合材料性能参数的确定及影响因素研究

舒明杰, 祖磊, 王继辉, 李书欣

2015, 0(8): 41-46.

摘要 ( 61 )

PDF (1438KB) ( 51 )

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与传统金属材料不同,玻璃纤维/树脂基复合材料的结构性能参数离散度较大,直接选用结构测试的平均值作为计算参数的可靠度不高。因此,复合材料结构特性研究在设计中的应用越来越重要,设计时必须使用经统计处理后的强度性能。本文概述了复合材料A/B基准值的计算方法,比较了两种方法计算复合材料A/B基准值的精确度;分析了玻璃纤维/树脂基复合材料结构性能参数的影响因素。结果表明,随着样本容量的增大,复合材料A/B基准值的准确度越高,采用正态分布比采用Weibull分布更容易获得较高的B基准值。样本离散性越大,B基准值保持率越小。

复合材料空调底盘的试制及性能研究

晏梦雪

2015, 0(8): 47-50.

摘要 ( 35 )

PDF (1795KB) ( 102 )

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目前的空调底盘均采用的是镀锌金属板,具有易腐蚀生锈及噪音大的缺点。针对这一问题,提出使用复合材料取代镀锌金属板制作空调底盘,分别使用玻璃纤维增强酚醛树脂及玻璃纤维增强不饱和聚酯进行了样品的试制,并进行了各项性能的测试,证明该方案满足使用要求。其中酚醛树脂增强玻璃纤维试样弯曲强度达到302.19MPa,弯曲模量达到25.53GPa,拉伸强度达到102.95MPa,并且制品均通过了载荷测试。

竹片/环氧乙烯基酯树脂复合材料的界面性能研究

栗洪彬, 李炜, 董璐璐

2015, 0(8): 51-54.

摘要 ( 27 )

PDF (3256KB) ( 53 )

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采用不同浓度的碱与不同浓度的硅烷偶联剂对竹片进行表面改性,研究了表面改性对竹片抗拉强度及其复合材料制品界面层间剪切强度的影响。实验结果表明:适当浓度的碱处理改性方法对竹片拉伸强度和竹复合材料界面剪切强度的提高要明显优于KH550改性方法,双重改性对竹片的抗拉强度具有较好的改善效果;通过扫描电镜分析冲击断面破坏方式发现,竹片/环氧乙烯基酯树脂复合材料界面损伤模式主要表现为竹片中竹纤维抽拔断裂、基体断裂、纤维/基体界面脱粘以及剪切分层,界面性能有所改善。

ANSYS二次开发在玻璃钢烟道设计中的应用

何学, 邓京兰, 罗树青, 王继辉

2015, 0(8): 55-58.

摘要 ( 39 )

PDF (1710KB) ( 70 )

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利用APDL语言对ANSYS进行二次开发,使用VB语言设计出关于玻璃钢烟道的界面程序。在界面里只需要输入相关参数,就可以快速实现玻璃钢烟道的参数化建模、计算以及后处理。借助这种二次开发,可以大大缩短烟道设计周期,提高设计效率。

间苯和对苯聚酯用于储存汽油/醇和燃料C/醇混合物的比较研究

JINLi-xin, 彭际梅, 于浩, 吕金艳

2015, 0(8): 59-65.

摘要 ( 24 )

PDF (2037KB) ( 55 )

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主要探讨间苯二甲酸和对苯二甲酸的不饱和聚酯树脂,以及减少聚酯中苯乙烯含量(VOC)后,对汽油/乙醇和标准燃油C/乙醇混合物的耐腐蚀性能的影响。实验按照ASTM C581和UL 1316测试方法进行,通过研究可得出结论,对苯聚酯树脂比间苯聚酯树脂具有更优越的性能。一种新的低苯乙烯含量的对苯二甲酸聚酯树脂产生了,并且该树脂可通过UL1316标准中所有燃料的腐蚀浸泡试验。

半豆荚杆先进拉挤预处理工艺研究

周黄鹤, 齐俊伟, 诸静, 李涛

2015, 0(8): 66-70.

摘要 ( 21 )

PDF (1387KB) ( 39 )

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以先进拉挤(Advanced Pultrusion,简称ADP)制备复合材料豆荚杆为背景,分析现有工艺的不足,提出了预处理工艺,以减轻制件表面纤维畸变和两侧厚度不足等缺陷。着重研究了预处理温度和时间对制件的作用机理,并以轴向拉伸性能和层间拉伸强度表征预处理工艺对试样的影响。试验结果表明,①100℃保温50min、105℃保温40min、110℃保温25min三组参数符合预处理工艺要求;②经试验验证,相对直接热压成型,上述预处理工艺参数下制得的试样力学性能没有明显的降低,预处理温度越低,相应的预处理条件下制得的试样力学性能越高。

GFRP筋与橡胶混凝土粘结性能试验研究

张卫东, 王振波, 何卫忠

2015, 0(8): 71-74.

摘要 ( 32 )

PDF (1083KB) ( 51 )

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为了研究GFRP直径、橡胶取代率及立方体抗压强度对GFRP筋橡胶混凝土粘结性能的影响,按照CSA标准设计了15组标准粘结试件。抗拔试验结果表明:拉拔试件的破坏形态大多为拔出破坏;GFRP直径、橡胶取代率及立方体抗压强度对粘结强度均有影响,其中粘结强度随GFRP筋直径的增大而下降,随橡胶取代率的增加而下降,随立方体抗压强度的增加而提高。

混凝土碱环境中GFRP筋耐久性能试验研究

代力, 何雄君, 杨文瑞, 何有为

2015, 0(8): 75-79.

摘要 ( 21 )

PDF (2101KB) ( 73 )

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针对玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋在混凝土环境中的抗拉性能进行了试验研究,通过分析侵蚀前后试件的极限抗拉强度和弹性模量等力学性能参数,研究了两种温度下碱溶液和自来水浸泡混凝土环境中GFRP筋的抗拉强度退化规律。试验结果表明,在20℃、40℃自来水环境下浸泡90d后,GFRP筋抗拉强度与对照试件相比分别下降了8.8%和12.2%,而在相同温度的碱溶液中其抗拉强度衰减量可分别达到17.5%和22.1%;随着龄期的增加,抗拉强度减小的趋势逐渐减缓;通过将GFRP筋在混凝土环境下浸泡和直接浸泡在碱溶液中抗拉强度的试验数据对比分析发现,GFRP筋在模拟碱环境中的抗拉强度退化速率约为实际混凝土环境中的2.5~3倍。

高性能纤维束展纤技术的发展现状

钟文鑫, 马丕波

2015, 0(8): 80-85.

摘要 ( 111 )

PDF (4215KB) ( 133 )

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介绍了展纤的定义以及展纤对高性能纤维纱线形态、纤维渗透特性、复合材料性能的影响;对纤维束展开宽度进行了理论计算,对比介绍了目前常用的热碾法、机械展纤法、超声波展纤、声波展纤法和气流喷射展纤法等5种展纤方法,并对5种展纤方法的设备与原理进行了详细的阐述,最后对高性能纤维展纤未来的发展进行了展望。

2014年我国冷却设备行业发展现状及展望

尹证, 张文玲

2015, 0(8): 86-92.

摘要 ( 36 )

PDF (1396KB) ( 109 )