AlSi/AlMn双金属复合材料制备试验研究

在自行设计和制造的双金属复合材料连铸设备上,通过工艺参数的合理配置,成功制备出尺寸为150mm×120mm×100mm的AlSi/AlMn双金属复合材料铸坯。分析了复合铸锭的宏观和显微组织、界面附近的元素成分以及界面结合强度和硬度分布。结果表明,复合界面为冶金结合,所制备复合材料的微观组织与化学成分分布及硬度之间有良好的对应关系。     

CuNiMnFe/30CrMnSi双金属复合材料断裂行为研究

对由熔铸法制备的CuNiMnFe/30CrMnSi双金属复合材料标准试棒与界面处具有阶梯状的变径试棒进行拉伸试验。测试了CuNiMnFe/30CrMnSi复合材料整体及界面的抗拉强度,表征了断口形貌和界面结合过渡区显微组织。研究结果表明,CuNiMnFe/30CrMnSi双金属复合材料拉伸断裂优先发生在CuNiMnFe合金区域,说明该复合材料中界面结合强度明显高于CuNiMnFe合金强度。CuNiMnFe/30CrMnSi复合材料界面结合强度较高主要是由于在CuNiMnFe合金和30CrMnSi合金熔铸时于界面结合处形成了一种结合过渡层,从而促进了CuNiMnFe合金和30CrMnSi合金的冶金结合。     

混凝土修补用粘结复合材料的研究

通过正交实验，研究了影响混凝土粘结复合材料性能的主要因素，获得了制备该复合材料的最佳参数。     

硬脂酸/二氧化硅复合相变材料的制备

采用溶胶-凝胶法，制备了硬脂酸／SiO2复合相变材料．分别应用差示扫描量热仪（DSC）红外光谱仪（IR）和扫描电镜（sEM）测试了所制备复合材料的相变温度、相变焓、相变可逆性和微观结构．DSC测试结果表明该复合材料具有较好相变可逆性，相变焓和相变温度与纯硬脂酸相比均有降低．IR分析表明硬脂酸与二氧化硅之间是简单的嵌合关系．SEM表明复合材料表面具有多孔结构，改善了复合材料的相变可逆性。     

WCp/Mn13表面复合材料的制备及其冲击磨损性能

为了克服高锰钢Mn13在中低应力条件下冲击磨损性能差的问题，利用离心铸造法制备了WCp／Mn13表面复合材料，通过扫描电镜、能谱、X射线衍射等手段研究了WC陶瓷颗粒与Mn13基体的界面结构，并用不同粒径的WC颗粒复合材料与高锰钢进行了冲击磨损对比试验．研究结果表明：WC与基体形成了一定厚度的扩散层，扩散层中有细小复合碳化物析出，WC与基体间的结合为冶金结合；小颗粒WC增强复合材料的抗冲击磨损性能优于高锰钢，而大颗粒WC增强的复合材料在冲击载荷较小时，抗冲击磨损性能优于高锰钢，当冲击载荷较大时，抗冲击磨损性能不如高锰钢，因此在冲击磨损工况下，应当选择颗粒尺寸适当的WC颗粒增强高锰钢．     

基于多通道流场与热场控制的C/C复合材料制备与工艺优化

纤维增强复合材料以耐高温、高比强度等优点在航空航天领域得到广泛应用，为有效提高多孔复合材料沉积过程的可控性与均匀性，该研究提出一种基于双温区-双通道结构的双工艺化学气相渗透/沉积(chemical vapor infiltration/deposition, CVI/CVD)系统。基于装备设计-建造-理论-制备-优化的一体化研究思路，对该系统制备碳纤维增强碳基复合材料(C/C复合材料)进行工艺设计与优化研究。通过建立流动、传热和物质传递反应模型，分析了温度、速度、浓度对致密化过程的影响，其中降低沉积温度能够提高厚度方向的沉积均匀性，通过改变空间温度梯度能够实现沉积位置的控制，初始速度、浓度的匹配能够提高致密化效率。利用双工艺CVI/CVD系统对多孔复合材料进行两步法沉积模拟，验证了C/C复合材料沉积样件均匀性控制与工艺优化的可行性。     

纳米Fe含量对Fe/环氧树脂复合材料吸波性能的影响

为有效防止家用电器的杂散电磁辐射对人体的危害，设计并制备了纳米Fe颗粒增强环氧树脂基复合材料，本文介绍了该复合材料的设计原理，纳米Fe粉的粒径分布和复合材料的制备工艺，并对其微波吸收行为进行了探讨，研究表明，纳米Fe颗粒增强环氧树脂基复合材料具有良好的吸波功效，吸波规律与Fe粉添加量有关系，随Fe粉含量增加，吸波效率增大，但到达一个峰值时又回落，中间有一最佳值。需进一步研究其它吸波介质和复合介质的电磁匹配参数。     

水悬浮法制备玻璃纤维／聚氯乙烯复合材料的研究

阐述了水悬浮法制备纤维增强热塑性树脂基复合材料的主要优点,着重研究了用水悬浮法制备玻璃纤维增强聚氯乙烯复合材料的工艺技术和工艺配方以及用该方法制备的复合材料的性能．并研究了水悬浮法制备ＧＦ／ＰＶＣ复合材料的界面层设计及其对材料性能的影响     

碳纳米管复合材料的研究应用现状与展望

综述了碳纳米管复合材料的制备基础及制备方法，碳纳米管复合材料物理、力学性能及其应用，并对碳纳米管复合材料未来的进行了展望。     

颗粒增强Al基复合材料组织和性能的研究

采用高能球磨粉末冶金法制备颗粒增强Al基复合材料,分别以ZrO2,SiC和α-Al2O3为增强体,对比分析了不同颗粒增强Al基复合材料的组织与性能.以α-Al2O3颗粒为主增强体,分析了不同粒度α-Al2O3对复合材料组织性能的影响.研究结果表明,ZrO2/Al和 SiC/Al 复合材料的界面结合不如α-Al2O3/Al复合材料的界面结合紧密,α-Al2O3颗粒粒径为45μm时,复合材料性能更好地得到改善,添加适量的Ce能改善基体与增强体的界面结合,并显著地提高了颗粒增强Al基复合材料的性能.     

基于CONWEP算法聚脲钢板复合结构变形的数值模拟

针对爆炸载荷作用下的聚脲钢板复合结构,基于非线性有限元软件LS-DYNA,利用CONWEP算法对聚脲复合钢板结构在爆炸载荷作用下的结构变形进行数值模拟分析,并与试验结果进行了对比.结果表明,CONWEP算法能够很好的模拟聚脲钢板复合结构在爆炸载荷作用下的变形.在相同钢板厚度条件下,聚脲钢板复合结构的最大变形挠度要小于裸钢板结构.从吸能特性来看,聚脲弹性体有良好的吸能特性,聚脲钢板复合结构中钢板的吸能要低于裸钢板,使得复合结构中钢板的变形要小于裸钢板.     

轴心受压钢骨-钢管高强混凝土组合柱力学性能的研究

提出了一种重载柱设计的新模式，即钢骨－钢管混凝土组合柱，该组合柱是将钢骨插入钢管中，然后内填混凝土形成，通过13根组合柱的轴心受压试验，研究了钢骨－钢管高强混凝土组合柱的工作机理，延性和极限承载力，讨论了影响这种组合柱性能的主要因素，包括套箍指标，配骨指标和长细比等，研究结果表明，这种新型组合柱具有较高的承载力和良好的延性，可减少柱截面尺寸，增大建筑物使用空间，根据试验结果，给出了适用于这种组合柱的承载力计算公式。     

破片侵彻钢/陶瓷/钢复合板的特性分析

为了从理论角度分析钢/陶瓷/钢复合板抵御爆炸破片的侵彻能力,将钢/陶瓷/钢复合靶板简化为由单层的薄板(钢面板)与陶瓷/钢复合靶板组合而成,建立了破片侵彻复合板过程的理论分析模型。结合Florence模型推导了弹体穿透钢/陶瓷/钢复合靶板的剩余速度公式。采用非线性动力学计算程序AUTODYN模拟了圆柱形破片对钢/陶瓷/钢复合靶板的侵彻过程,模拟结果与理论计算结果吻合较好,推导得到的理论公式具有一定的工程实用性。     

不锈复合钢板的焊接

三峡工程的金属结构中使用了大量的不锈复合钢板，这在国内水电建设中尚属首次。而碳钢、低合金钢的复合钢板及异种钢的焊接在水工金属结构制作安装中要求高、难度大。主要阐述不锈复合钢板的焊接技术。     

钢、陶瓷和UHMWPE纤维层合结构抗破片侵彻最佳组合方式

研究钢、陶瓷和UHMWPE纤维3种材料板抗破片侵彻的最佳叠层方式.对同一结构圆柱形破片,采用弹道枪加载方式对钢、陶瓷和纤维为组元材料的5种等面密度复合结构进行等着速度侵彻试验,通过对比复合结构的贯穿情况,掌握组元材料的最佳组合模式为钢/UHMWPE纤维,并以极限面密度吸能为表征参量,进行了钢/UHMWPE纤维层合结构与Q235钢抗破片侵彻性能的对比试验.研究结果表明,钢/UHMWPE纤维层合结构的极限比吸收能是Q235钢板的3.55倍.      

一种制备不锈钢内衬复合钢管的新工艺

介绍了一种制备不锈钢内衬复合钢管的新型工艺－－ＳＨＳ－离心技术，讨论了所制备的复合管材的组织和不锈钢层的性能，这种不锈钢复合管的内外层可实现冶金结合。ＳＨＳ不锈负抗腐蚀性能优于相应的常规不锈钢，该工艺具有节能、高效、设备简单等优点。     

冷弯薄壁方钢管-稻草板组合墙体轴压性能

为研究冷弯薄壁方钢管与纸面稻草板(稻草板)组成的组合墙体的轴压性能,对三面组合墙体试件进行轴心受压试验,得到组合墙体的轴心受压承载力和破坏模式.试验结果表明,组合墙体的破坏模式是钢管端部屈曲破坏、稻草板局部发生褶皱和弯曲.方钢管和稻草板协同工作性能良好,稻草板对方钢管起到了良好的约束作用,组合墙体承载力较高.采用有限元软件ANSYS对组合墙体进行非线性分析,数值分析结果与试验结果吻合较好.在此基础上,利用有限元模型分析了钢管壁厚、墙体高厚比及自攻螺钉间距对组合墙体承载能力的影响,提出了该组合墙体轴压承载力计算公式.计算结果表明,该公式能很好地计算组合墙体承载能力.     

砖墙基础托换的钢梁-砖砌体Timoshenko组合梁模型分析

将钢夹梁和钢梁间的砖砌体等效为组合梁, 基于Timoshenko 弹性梁理论, 建立了钢梁-砖砌体组合梁弯曲变形的控制方程, 给出了钢梁-砖砌体组合梁弯曲变形的解析解. 在此基础上, 考虑砖砌体墙的拱效应, 研究了砖砌体墙的基础托换问题, 得到了不同型号工字钢夹梁的钢梁-砖砌体组合梁最大挠度和最大应力, 以及基础单段托换的最大长度. 研究结果表明: 钢梁-砖砌体组合梁挠度和应力随着工字钢型号编号的增加而减小, 但钢梁承担的荷载以及锚栓承担的压力不变. 同时, Timoshenko模型的组合梁挠度大于Euler模型的组合梁挠度, 但两种模型的应力及紧箍压力相同. 因此, Euler 组合梁模型可用于基础托换设计中的强度分析, 而刚度分析建议采用Timoshenko 组合梁模型.     

钢-混凝土组合楼盖空间作用的试验研究

为了研究钢混凝土组合楼盖的空间作用,采用伪静力试验方法对按1/4比例缩小的单跨、4层、4柱距的钢框架、带水平支撑钢框架、组合框架以及带水平支撑组合框架模型进行了弹性比较试验,并对组合框架结构模型进行了破坏试验。试验结果表明,钢混凝土组合楼板能够满足水平荷载作用下协同框架结构整体受力的要求。在弹塑性阶段,混凝土楼板和钢梁之间仍然能够通过栓钉共同工作,有效地减小水平荷载作用下框架结构的侧向位移。试验验证了组合楼盖传递水平荷载的有效性,为进一步的理论研究提供了参考。     

密肋轻钢龙骨复合墙体的抗剪性能

密肋轻铜龙骨复合墙体是密肋结构体系中的一种新型墙体构件形式,具有现场施工连接方便,易于工厂成批化加工等优点．为了研究其墙体的承载性能,对1／2比例密肋轻钢龙骨复合墙体与普通密肋复合墙体进行了低周反复荷载试验,对比研究了密肋轻铜龙骨复合墙体的破坏形态、铜骨应变变化规律、抗剪承载力影响因素及其实用计算公式等试验结果表明,两者的破坏形态基本一致,轻钢龙骨复合墙体的承载力明显高于普通密肋复合墙体．最后结合试验数据给出了密肋轻铜龙骨复合墙体的开裂荷载与极限抗剪承栽力的建议计算公式．