复合材料科学与工程

基于ANSYS/FESAFE的无人机复合材料机翼疲劳分析

姜年朝, 谢勤伟, 戴勇, 张志清

2009, 205(6): 3-4.

摘要 ( 3842 )

PDF (784KB) ( 2399 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

计算了某无人机复合材料机翼的静强度，使用局部应力应变疲劳分析理论，基于正弦载荷激励，按照累积损伤理论和雨流计数法则，应用ANSYS/FESAFE软件，分析了此无人机机翼的疲劳寿命，为复合材料机翼疲劳分析提供了新的分析途径。

加固混凝土梁的GFRP板抗拉强度与界面切应力

戈晓霞, 张东焕, 王利民

2009, 205(6): 5-11.

摘要 ( 3184 )

PDF (1817KB) ( 1686 )

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为了研究玻璃纤维布的拉伸强度，通过5个涂浸渍胶和未涂胶的试件进行了轴向拉伸实验。结果表明，环氧

树脂不仅有粘贴和保护玻璃纤维布的作用，而且能够提高其拉伸强度。为进一步分析玻璃纤维强化塑料(GFRP)板对

加固结构的影响，特制备9个单层GFRP板加固混凝土梁试件，对其进行四点弯曲加载实验，并在其中一个试件的

GFRP表面粘贴了应变片，进行电测跟踪测试，从而得到结构损伤破坏过程曲线和应变片粘贴处的应变值。对比两种

实验得知，GFRP板轴向拉伸强度比四点弯曲实验得到的强度大。又由测试数据和力学模型，得到FRP板轴力以及与

混凝土间界面上的切应力分布曲线。

最概然Malek法分析TDE85/MeNA环氧树脂体系固化机理

郭建君, 孙晋良, 任慕苏, 白瑞成

2009, 205(6): 12-15.

摘要 ( 2973 )

PDF (767KB) ( 1648 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

采用非等温DSC法对三官能团环氧树脂TDE85与甲基纳迪克酸酐（MeNA）固化体系进行了放热特性分析，升

温速率分别为5k/min、10k/min、15k/min、20k/min、25k/min及35k/min。在此基础上重点提出最概然Malek

FlynnWallOzawa分析法，对其固化反应机理进行固化动力学参数分析，建立了能够正确描述固化反应过程的机

理模型。该方法求得固化体系反应表观活化能为E=67.05kJ/mol，表观指前因子为A=5.05×109s1，反应机理函数

为f(a)=22.24(1-a)1.76。最后通过实验数据对最概然Malek FlynnWallOzawa分析法进行验证，证明该方法

能够精确的描述固化反应过程和机理特征。

复合材料身管强迫响应分析复合材料身管强迫响应分析

徐亚栋, 钱林方, 陈龙淼

2009, 205(6): 16-18.

摘要 ( 2808 )

PDF (1079KB) ( 1658 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了评价复合材料身管动态特性，在模态分析和阻尼分析的基础上，采用模态叠加动力学有限元计算方法，

对复合材料身管的强迫响应特性进行分析，计算获得复合材料身管的炮口振动情况，并与相同口径的金属身管炮口

响应情况进行比较。结果表明，复合材料身管炮口响应小于金属身管炮口响应，复合材料身管具有更好的动态特性

。

浸水时间对不同复合材料吸水率及其力学性能的影响

雷文, 宋长钱, 徐逸

2009, 205(6): 19-24.

摘要 ( 4536 )

PDF (1277KB) ( 1973 )

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以不饱和聚酯树脂（UPR）为基体，玻纤布、苎麻布及碱式硫酸镁晶须为增强材料。采用模压工艺制备复合

材料。研究了不同复合材料在30℃及50℃水中浸泡时间对其吸水率及其力学性能的影响。结果表明，所有复合材料

的吸水率均随着浸泡时间的延长而逐渐增加，且在起初的0~8h时快速吸水，之后趋缓或不变|50℃时的吸水率总是

高于30℃时的吸水率|玻纤布对UPR的增强效果明显优于苎麻布|与晶须混杂后将降低玻纤布或苎麻布增强聚合物复

合材料的拉伸强度和冲击强度，但却将增加弯曲强度和拉伸模量|随着浸泡时间的延长，玻纤布增强或玻纤布与晶

须混杂增强复合材料的拉伸强度在30℃和50℃时均将下降|苎麻布增强复合材料的冲击强度分别在30℃和50℃水温

浸泡16h时达到最大值,分别为49.1kJ/m2 和48.8kJ/m2，比浸水前的冲击强度分别提高98.78% 和97.57%，而苎麻布

与晶须混杂增强复合材料在两个试验温度下的冲击强度均随着浸泡时间的延长而单调增加。

温度对芳纶/玻璃纤维复合材料层压板冲击性能的影响

刘红影, 刘德勤

2009, 205(6): 25-27.

摘要 ( 3373 )

PDF (619KB) ( 1807 )

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论证了芳纶/玻璃纤维复合材料层压板在温度变化下的耐冲击载荷的试验结果。研究了在-50~120℃的温度范

围内，几个低速冲击能(8J，15J和25J)作用下，温度对层压板最大能量、弹性能、最大挠度的影响。结果表明，在

研究的温度范围内，复合材料的冲击性能受到影响。

LCM增强材料渗透性能研究

周莉莉, 李炜, 罗永康

2009, 205(6): 28-30.

摘要 ( 2656 )

PDF (810KB) ( 1613 )

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增强体的渗透性能是LCM工艺的一个重要参数。各种增强体材料、铺层厚度及导流布的不同铺放位置对树脂

在增强体内的流动会产生影响。本文利用单向法实验观测和实时监测两种方法来测量LCM工艺中增强材料的渗透性

能。实验结果表明，增强体的铺层厚度对增强体的渗透性有较大影响，实时监测却能很好地反映树脂在增强体内部

的渗透情况。同时，导流布铺放位置和织物结构对增强体的渗透性能也有很大影响。

炭纤维增强水泥复合材料的制备及力学性能研究

郑争旗, 余洋, 闫曦

2009, 205(6): 31-34.

摘要 ( 3447 )

PDF (785KB) ( 1764 )

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本文采用羧甲基纤维素钠(Sodium Carbonxymethyl Cellulose， CMC)与硅微粉(Fine Silica Fumes， SF)

作为复合分散剂对PAN基炭纤维进行协同分散来制备炭纤维增强水泥复合材料(Carbon Fiber Reinforced Cement

Composites， CFRCC)，研究了炭纤维用量、分散剂配比及水灰比对其强度的影响。试验结果表明，此法对纤维具

有良好的分散效果。经过对各个掺量进行优选发现，在炭纤维为水泥掺量的1%，CMC和SF的分别为0.05%和15%，水

灰比为0.30～0.32时效果最好，所得CFRCC 7d（7天）的抗折和抗压强度分别提高了31.22%和41.25%。

溶液共混法制备聚氨酯／碳纳米管复合材料及其性能

王静荣, 谢华清

2009, 205(6): 35-38.

摘要 ( 3364 )

PDF (1076KB) ( 1752 )

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通过强酸处理方法对碳纳米管进行改性处理并对其结构和分散稳定性进行分析。采用溶液共混法制备了聚氨

酯/碳纳米管复合材料，利用FTIR对其结构进行了分析，探讨了碳纳米管对复合材料力学性能、热稳定性能以及弹

性回复率的影响。结果表明，碳纳米管经酸处理后添加了羧酸活性基团，提高了其在溶剂中的分散性|在复合材料

中，碳纳米管以较强氢键与大分子连接，复合材料的力学性能和热稳定性能都有所提高，而弹性回复率没有受到很

大影响。

超声评价碳/环氧三维编织复合材料的实验分析

王国军, 孙颖, 李嘉禄

2009, 205(6): 39-42.

摘要 ( 2737 )

PDF (929KB) ( 2275 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文采用超声回波法对碳/环氧三维编织复合材料进行超声A扫描，结合对超声定位的缺陷区域进行细观形

貌解剖分析，研究了超声回波波形和三维编织复合材料细观形貌特征的对应关系。在考虑碳纤维单丝分布及纤维束

和树脂界面状态的基础上，利用经验的波形分析法讨论了超声波在三维编织复合材料中的衰减。实验研究结果表明

，超声回波特征和三维编织复合材料缺陷有对应关系，超声A扫描波形特征分析可用于碳/环氧三维编织复合材料

的无损检测及其缺陷的初步评价。

大麻增强聚乙烯复合材料的制备和性能研究

庄兴民，张慧萍，晏雄

2009, 205(6): 43-44.

摘要 ( 3061 )

PDF (949KB) ( 1612 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文制备了大麻织物增强聚乙烯复合材料，探讨了成型工艺参数对复合材料拉伸、冲击等性能的影响，讨

论了大麻纤维含量对复合材料性能的影响，运用扫描电子显微镜观察了复合材料的断面形貌。通过对试验结果的

分析对比，得到了较优化的复合材料制备工艺。

纤维缠绕用改性氰酸酯树脂体系研究

田晶，张淑萍

2009, 205(6): 45-47.

摘要 ( 2616 )

PDF (523KB) ( 1602 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文采用环氧树脂对氰酸酯树脂进行改性，研究出适合纤维湿法缠绕的改性氰酸酯体系。通过凝胶实验和

DSC等方法研究了改性树脂体系的固化性能，以及改性树脂体系粘度随温度和时间的变化趋势，从而确定其纤维缠

绕工艺温度、速度等参数及树脂体系的使用期。对改性树脂基体的热性能、介电性能、力学性能以及改性树脂基体

与玻璃纤维、碳纤维的界面性能进行了研究。

固化剂含量对RTM用环氧树脂体系固化性能的影响

柴红梅, 汪鹏, 王雷, 孙超明

2009, 205(6): 48-49.

摘要 ( 2506 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文通过对普通双酚A型环氧树脂进行改性和添加自制液体胺类固化剂的方法，制备出一种RTM环氧树脂体系

，并通过DMA、万能材料试验机考察了固化剂含量对该环氧树脂体系固化特性的影响。研究结果表明，当固化剂含

量较低或较高时，环氧树脂体系Tg均较低。当树脂与固化剂配比为100∶31时，玻璃化转变温度最大，约为92.4℃

，此时，该环氧树脂体系也具有较好的综合力学性能。

风力机叶片的结构分析与铺层优化设计

李成良, 陈淳

2009, 205(6): 50-53.

摘要 ( 3466 )

PDF (1063KB) ( 2414 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

风力机叶片的结构分析是叶片设计中的关键环节之一。本文利用有限元法对750kW叶片进行结构动力学和静

力学分析，并在分析的基础上对叶片结构铺层进行优化设计，对比优化前后的分析结果，证明了结构优化设计的有

效性与可靠性。这对于更大尺寸的叶片结构分析与铺层优化设计具有一定的参考价值。

VARTM工艺中多层玻纤织物渗透规律研究与工艺优化

高彦涛，李炜，罗永康

2009, 205(6): 54-5.

摘要 ( 3185 )

PDF (899KB) ( 1884 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文主要通过径向法测量VARTM工艺中不同铺层厚度玻纤单向织物的渗透率，研究分析了VARTM成型工艺中厚

铺层织物的渗透规律以及在多层织物中顶层与底层及其在三维方向流动的特性，并对工艺进行优化设计，通过实验

结果对比分析确定了优化设计的可行性，对于制造厚铺度构件提供了解决途径。

真空平板玻璃封边残余应力的研究

王明友, 张瑞宏, 张剑锋, 缪宏

2009, 205(6): 58-61.

摘要 ( 3036 )

PDF (892KB) ( 1768 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以实验室制样的真空平板玻璃为基础，用电测法对真空平板玻璃封边结构进行了残余应力场研究，成功测试

出了封边残余应力场的分布。采用数值分析法对真空平板玻璃封边残余应力场进行了分析，采用有限元法分析已建

立的数学模型，得出了其应力分布规律，并得出理论计算与试验结果基本一致的结果。探讨封边料的线膨胀系数对

真空玻璃残余应力的影响，同时分析封边应力耦合对真空玻璃残余应力分布的影响，以残余应力作为评估真空玻璃

失效的基本参量，揭示残余应力强度与弹性模量之间的关系，创立一种基于残余应力的真空平板玻璃失效计算新方

法，为真空玻璃封边残余应力的许容值分析提供理论基础。

RTM用含硅芳炔树脂的流变特性与固化反应动力学

齐会民，王春兰，高金淼

2009, 205(6): 62-65.

摘要 ( 2704 )

PDF (1300KB) ( 1826 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

含硅芳炔树脂（PSAR）具有优异的耐高温、优良的介电性能、高温力学性能，以及优异的工艺性能，适

用于RTM成型工艺，广泛应用于航空航天、电子信息领域。本文采用动态差示扫描量热法（DSC）研究了含硅芳炔树

脂的固化反应，试验表明含硅芳炔树脂的固化动力学符合n级固化反应模型，固化反应级数约为2级，反应活化能

为110kJ·mol1。用平板流变仪研究了PSAR树脂的动态粘度及等温粘度变化，研究了凝胶时间与温度的关系，

建立了凝胶模型，根据双Arrhenius方程，建立了含硅芳炔树脂的粘度模型，该模型预测粘度与实验结果相吻合。

复合材料无损检测技术研究进展

葛邦, 杨涛, 高殿斌, 李明

2009, 205(6): 67-71.

摘要 ( 4091 )

PDF (873KB) ( 4572 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

复合材料检测技术在复合材料生产应用中起着非常重要的作用。本文介绍了国内外复合材料检测研究的不同

方法，包括传统的声、光、电磁波等检测技术以及近年来发展比较迅速的新的检测技术，并扼要阐述了小波变换、

神经网络等几种在复合材料检测过程中有着相当重要作用的信号处理方法。

树脂基复合吸波材料在航空、航天中的应用

翟青霞, 黄英, 苗璐, 陈颖

2009, 205(6): 72-76.

摘要 ( 3051 )

PDF (1150KB) ( 2698 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文介绍了目前应用在吸波中的几种新型的树脂基吸波复合材料，如碳/热塑性树脂基复合材料、纤维增强

树脂基复合材料、树脂基纳米复合材料。文中还结合材料的研究，阐述了表征材料吸波性能的方法，如反射系数和

电磁参数。最后讨论了树脂基吸波复合材料在飞机、战术导弹上的应用。

FRP筋长期力学性能研究进展

詹界东, 杜修力, 王作虎

2009, 205(6): 77-80.

摘要 ( 3001 )

PDF (612KB) ( 1573 )

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FRP筋具有优异的耐腐蚀性能，是替代普通钢筋和预应力钢筋用于腐蚀环境和特殊工程的最佳选择之一。同

时，FRP筋又具有抗拉强度高、疲劳性能优、徐变松弛性能好等优良力学性能。本文在系统地查阅国内外代表性研

究文献的基础上，对FRP筋的长期力学性能进行了研究和总结。

复合材料在轨道交通上的应用与发展

蒋鞠慧, 陈敬菊

2009, 205(6): 81-85.

摘要 ( 3403 )

PDF (837KB) ( 2630 )

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本文综合评价了复合材料的性能，并对复合材料在国内外轨道交通领域上的应用实例与发展情况作了详细介

绍。

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