复合材料科学与工程

邹安澜, 高良超, 郭德有, 陈光烈

2013, 0(4): 3-5.

摘要 ( 21 )

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高压玻璃钢管道以其优异的性能被广泛应用于石油储运领域,如何提高玻璃钢管道的耐压能力成为目前研究的热点。本文从树脂的黏度特性角度出发,将提高管道耐压能力的问题转化成对管道成型工艺过程中的温度控制问题。利用有限元软件ANSYS和APDL语言开发了数值模拟程序,对采用传统恒温加热的固化成型工艺的缠绕过程进行了数值模拟,分析了外表面温度变化规律,并通过优化缠绕过程的加温历程使复合材料外表面温度在期望的范围内。

固化工艺参数对复合材料帽形加筋壁板固化变形的影响研究

徐娟, 李建川, 彭建, 何凯

2013, 0(4): 6-11.

摘要 ( 15 )

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帽形加筋壁板具有高比强度、高比刚度、良好的可设计性等优点,在航空航天、能源交通、海洋工程、医疗、建筑、机械等工程领域得到了广泛应用。本文分析了固化工艺参数(固化温度、固化压力、降温速率)对帽形加筋壁板固化变形的基本规律,在深入研究预浸料固化动力学的基础上建立了帽形加筋壁板固化变形的理论模型。通过实验对该模型进行了验证和修正,修正后的理论模型与实际变形量具有较好的一致性。

微波法合成新型双酚A二苯醚型双马来酰亚胺研究

李鹏, 张衍, 刘育建, 方俊

2013, 0(4): 12-15.

摘要 ( 13 )

PDF (678KB) ( 12 )

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本文采用微波辐射方法,以顺丁烯二酸酐(MA)和2,2'-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)为原料,合成了2, 2'-双[4-(马来酰亚胺基苯氧基)苯基]丙烷(BPA-BMI),并通过红外光谱、核磁共振、质谱等对产物结构进行表征。经过正交试验确定了微波法合成BPA-BMI 的最佳工艺条件为n(MA):n(BAPP)= 2.3:1,催化剂用量为10% (wt%),辐射功率为 450W,辐射时间为30min,产率可达67.26%。结果表明:与传统制备双马来酰亚胺的方法相比,微波法不仅可行,并且具有反应时间大大缩短、效率高、操作简单、环境友好等特点。

碳纳米管/环氧树脂复合材料摩擦磨损性能的研究

崔立军, 王义斌, 修文军, 耿宏章

2013, 0(4): 16-19.

摘要 ( 25 )

PDF (2061KB) ( 16 )

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环氧树脂由于固化后呈现出三维交联网络结构,导致其耐磨性能较差,限制了其广泛应用。为了克服上述缺点,本文主要研究了功能化碳纳米管的加入和表面化学复合镀对环氧树脂复合材料摩擦磨损性能的影响。研究发现,添加0.5wt%的胺基化碳纳米管/环氧树脂复合材料的摩擦系数和磨损率分别为0.314和0.93 × 10^-4 g·min^-1。与纯的环氧树脂相比,其磨损率降低了41.3%。因此,碳纳米管的加入可以有效的降低环氧树脂的摩擦系数和磨损率。与此同时,通过表面化学复合镀技术在复合材料表面涂覆Ni-P-CNTs 复合镀层,Ni-P-CNTs 镀层进一步起到了减磨耐磨的效果。因此,将碳纳米管添加到环氧树脂中和表面化学复合镀技术相结合是一种有效的提高环氧树脂耐磨性的方法。

FRP 与FRR 复合材料阻尼性能试验研究

孙龑, 李文晓, 胡祎乐, 刘淑峰

2013, 0(4): 20-23.

摘要 ( 24 )

PDF (1024KB) ( 15 )

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与传统的钢板/橡胶叠层板式支座相比,纤维增强树脂(FRP)层板/橡胶叠层支座和纤维增强橡胶(FRR)支座均表现出良好的减震阻尼性能。为了选出适合用于隔振器中的复合材料板,本文中通过对热固性树脂、热塑性树脂以及橡胶基体等基体材料制成的连续纤维增强复合材料层板进行动态力学热分析(DMA)。比较并分析所得结果显示,FRR复合材料层合板最适合应用于减隔震支座中。

布带缠绕薄壁长管界面性能改进研究

史国中, 王璐

2013, 0(4): 24-27.

摘要 ( 8 )

PDF (696KB) ( 8 )

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本文介绍了原材料、偶联剂、加压工艺对玻璃纤维氨酚醛平行缠绕薄壁长管界面的影响,并且对其机理进行分析。

复合材料湿热老化行为研究及其耐久性预测

孙博, 李岩

2013, 0(4): 28-34.

摘要 ( 29 )

PDF (1668KB) ( 22 )

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本文研究了湿热老化环境对复合材料吸湿性能的影响,分析了材料弯曲强度、弯曲模量随老化时间的变化关系。研究结果表明,在湿热老化初期,材料吸湿变化满足Fickian扩散定律,在湿热老化后期材料增重率出现偏离Fickian定律的现象;随湿热老化时间的增加,复合材料的弯曲强度、弯曲模量均有不同程度的下降,并且在湿热老化后期复合材料弯曲强度受界面性能的影响显著。建立了复合材料力学性能与湿热老化时间的定性/定量关系,在耐久性预测模型中引入界面参数的概念,拟合结果与实测值较为接近。

基于分形维的锚杆有效振动信号特征的提取方法

孟祥程, 杨滢涛, 杨健辉

2013, 0(4): 35-38.

摘要 ( 8 )

PDF (1035KB) ( 15 )

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振动信号特征的有效提取是动态信号分析与处理过程中的关键技术。根据振动过程中的能量特性,对锚杆的振动特性和能量之间的关系,用ANSYS/LS-DYNA 软件对锚杆在脉冲激励下的动态信号进行模拟,分别得到了未张拉和张拉状态下的振动幅度波形,通过MATLAB程序重现波形,然后采用分形维的方法对振动波形进行处理,获得了振动波形的初至以及整周期位置,从而证明了基于分形维的有效振动信号特征提取的可靠性。

风电叶片在后打孔模具上实现预埋螺栓套成型的工装结构研究

卢同红, 高阳, 任洪伟, 石义鹏

2013, 0(4): 39-42.

摘要 ( 15 )

PDF (1090KB) ( 12 )

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主要阐述了风力发电机叶片在后打孔模具上实现预埋螺栓套成型工艺的工装结构形式可行性研究。通过项目的研究与实施,创新完成后打孔模具制作预埋叶片的定位工装实现方案,解决了预埋定位工装在后打孔模具上连接及螺栓套后定位精度的技术难题,保证了预埋工艺叶片在后打孔模具上的新开发试制,从而实现了现有后打孔模具资源闲置与重新制作预埋模具增加生产成本的矛盾的有效整合。

环氧树脂固化动力学的研究及应用

李恒, 王德海, 钱夏庆

2013, 0(4): 43-50.

摘要 ( 55 )

PDF (1282KB) ( 213 )

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等温和非等温DSC是研究环氧树脂固化动力学的有效方法,本文综述了采用DSC法研究环氧树脂固化动力学方法(模型拟合法和非模型法)的研究进展,介绍了环氧树脂动力学研究在不同环氧树脂体系中的应用,并展望了动力学研究的发展方向。

金属表面预处理对金属/聚合物界面粘结强度的影响

李慧, 张鹏, 程永奇, 孙友松

2013, 0(4): 51-54.

摘要 ( 11 )

PDF (2317KB) ( 38 )

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为了提高金属/聚合物界面粘结强度,本文利用拉伸剪切实验研究了砂纸打磨、喷砂、酸洗、磷化、硅烷偶联剂处理六种金属表面预处理方法对聚合物粘结强度的影响,并依据表面粗糙度轮廓仪、超景深三维显微镜、SEM 扫描电镜对金属表面形貌的研究,具体分析了不同预处理方法对界面粘结强度影响的机理。结果表明,硅烷偶联剂处理方法能有效地提高金属/聚合物界面的粘结强度。

Ti₃SiC₂/Al₂O₃陶瓷基复合材料支护托板结构优化设计

马永忠, 林金保, 吴烽华, 王超

2013, 0(4): 55-57.

摘要 ( 14 )

PDF (1003KB) ( 13 )

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本文以ANSYS优化设计基本理论为基础,以ANSYS 为模拟分析软件,通过对Ti₃SiC₂/Al₂O₃陶瓷基复合材料支护托板进行结构优化设计,最终得到满足强度要求、容易成型、且成本较低的矿用支护托板。为工程上的支护托板的优化设计提供了依据。

CFRP 加固钢结构抗疲劳技术研究综述

程璐, 冯鹏, 徐善华, 孟鑫淼

2013, 0(4): 58-62.

摘要 ( 20 )

PDF (589KB) ( 17 )

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疲劳破坏是金属结构应用中一种常见的破坏形式,其机理是细观裂纹的不稳定发展导致整体结构的断裂。采用CFRP表面粘贴加固钢结构提高其疲劳寿命是近期发展起来的一项改善金属结构疲劳性能的新技术。CFRP轻质高强,加固钢结构的施工便捷,且不用明火、不增加自重、不产生残余应力,能够显著提高原有结构的疲劳性能。本文对CFRP加固原理、CFRP加固方法以及国内外CFRP加固研究进行了总结和对比,指出了CFRP加固钢结构的发展方向。

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