短纤维-TPU复合材料力学性能理论与实验研究(Ⅰ)拉伸强度理论与实验

综合考虑了短纤维ＴＰＵ 复合材料纤维与基质特性、纤维基质界面结合强度、纤维长度与长径比以及纤维取向分布等对复合材料力学性能的影响, 提出了短纤维ＴＰＵ 复合材料拉伸强度理论预测方程, 并进行了短纤维ＴＰＵ 复合材料的实验研究, 理论预测结果与实验结果吻合较好。     

短纤维—TPU复合材料力学性能理论与实验研究

综合考虑了短纤维－ＴＰＵ复合材料纤维与基质特性、纤维－基质界面结合强度、纤维长度与长径比以及纤维取向分布等对复合材料力学性能的影响,提出了短纤维－ＴＰＵ复合材料拉伸强度理论预测方程,并进行了短纤维－ＴＰＵ复合材料的实验研究,理论预测结果与结果吻合较好     

短纤维-TPU复合材料力学性能理论与实验研究( Ⅱ) 弹性模量理论预测及实验

综合考虑纤维长度分布、纤维取向分布及纤维2基质界面结合特性, 提出了短纤维2热塑性聚氨酯( TPU)复合材料模量预测方程, 并进行了实验研究, 理论预测方程与实验结果吻合较好。     

基于均匀化理论的复合材料热膨胀系数预测方法

建立了基于均匀化理论的复合材料热膨胀系数预测方法。给出了预测热膨胀系数的细观均匀化问题的形式及其有限元求解过程。利用该方法预测了空心材料和单向纤维复合材料的热膨胀系数。所得结果与理论分析结果和实验值吻合较好，说明该方法是可靠的。     

高浓度纤维悬浮体系中纤维取向的模拟及测定

本文研究了高浓度纤维悬浮体系中纤维的取向状态，采用Ｄｏｉ－Ｄｏｒａｉｓｗａｍｙ流变模型，运用纤维跟踪技术计算取向张量，由取向椭圆表征纤维的取向状态．提出了用于测定短玻璃纤维增强聚丙烯复合材料中纤维取向的快速、简便的方法，并用该法测定了挤出成型的复合材料中纤维的取向分布．预测结果与实验数据基本相符．     

A12Of＋Cf／ZL109混杂复合材料的常温拉伸强度及预测模型

采用挤压铸造法制备了A12O3f， Cf／ZL109短纤维混杂金属基复合材料，并对该混杂复合材料的常温拉伸强度性能进行了实验及理论分析、在综合考虑纤维长度变化规律、两种纤维在拉伸过程中各自的行为和机理，以及热应力诱发位错强化和纤维弥散硬化等因素对复合材料强度影响的基础上。对复合材料强度预测的混合律模型加以发展和修正，建立了A12O3f， Cf／ZL109短纤维混杂复合材料的常温强度预测模型．利用该模型得到的理论预测值与实验值吻合较好．     

增强胶管中短纤维取向分布影响的研究

本文从理论上研究了剪切与拉伸速率和流道厚度方向上的比率与扩芯式机头扩机角和流道厚度的关系，并从几个方面作了实验工作，理论分析与实验的验证，均证明了随着机头扩张角的增大，胶管中短纤维周向取向的比例增大，而机头流道厚度的增加也有利于周向取向的较快形成，通过上述工作，为从机头口型几何参数来控制增强胶管中的短纤维取向分布建立了基础。     

聚酰胺6帘线/天然橡胶复合材料中纤维体积含量对拉伸性能的影响

纤维体积含量是决定纤维增强复合材料各项力学性能的一个重要的参数。本文通过理论分析和实验.就纤维体积含量与聚酰胺6(锦纶)帘线/天然橡胶复合材料的拉伸强度、拉伸模量的关系进行了研究.得到了纤维体积含量的理论下界极限和上界极限以及许用的上界极限。实验结果提供了有关参数和影响因素,这将对聚酰胺6帘线/天然橡胶复合材料的细观力学设计提供依据。     

Al2O3f+Cf/ZL109混杂复合材料的常温拉伸强度及预测模型

采用挤压铸造法制备了Al2O3f+Cf/ZL109短纤维混杂金属基复合材料,并对该混杂复合材料的常温拉伸强度性能进行了实验及理论分析.在综合考虑纤维长度变化规律、两种纤维在拉伸过程中各自的行为和机理,以及热应力诱发位错强化和纤维弥散硬化等因素对复合材料强度影响的基础上,对复合材料强度预测的混合律模型加以发展和修正,建立了Al2O3f+Cf/ZL109短纤维混杂复合材料的常温强度预测模型.利用该模型得到的理论预测值与实验值吻合较好.     

聚酰胺/橡胶复合材料纤维含量对拉伸性能的影响

纤维体积含量是决定纤维增强复合材料各项力学性能的一个重要参数.本文通过理论分析和实验,就纤维体积含量与聚酰胺6(锦纶)帘线/天然橡胶复合材料的拉伸强度、拉伸模量的关系进行了研究,得到了纤维体积含量的理论下界极限和上界极限以及许用的上界极限.实验结果提供了有关参数和影响因素,这将对聚酰胺6帘线/天然橡胶复合材料的细观力学设计提供依据.     

天线罩针刺织物根部结构设计及材料性能研究

针对耐高温天线罩对根部强度及根部材料与金属连接件热膨胀系数匹配性的特殊要求,设计了多种针刺结构石英纤维天线罩织物,并在罩体根部引入氧化铝纤维,系统研究了罩体根部材料的性能情况。结果表明适当降低网毡含量可以提升材料的拉伸性能,但材料的层间剪切强度会有所下降,压缩强度在网毡含量较低的情况下也有所降低。通过在根部引入氧化铝纤维,罩体根部的热膨胀系数有明显提升,但材料的高温拉伸强度随氧化铝纤维含量的增加呈先下降后上升的趋势。文中对相关工艺及材料性能研究为耐高温天线罩的设计提供了参考。     

复合钎料的研究进展

以复合钎料进行钎焊,对于异种材料的钎焊,特别是陶瓷和金属的钎焊是一种很有潜力的方法。在传统钎料中加入一定比例的各种形态的高温合金、碳纤维和陶瓷颗粒作为增强相所制成的复合钎料,具有合适的热膨胀系数,可有效降低因母材热膨胀系数不同而导致的钎焊接头处的残余应力,同时可提高钎焊接头的综合性能。按照传统复合材料的分类方式,从增强相尺寸的角度将复合钎料分为微米级增强复合钎料和纳米级增强复合钎料,分析复合钎料的特点及研究现状。通过分析不同尺寸增强相复合钎料对钎焊接头组织和力学性能的影响可知:与微米级增强复合钎料相比,纳米级增强复合钎料具有更加均匀且良好的组织结构,并能获得更高的接头强度。目前,有关纳米级增强复合钎料钎焊的增强机理尚未得到充分的研究,将成为今后研究工作的重点。     

光纤法-珀腔声传感器温度特性研究

利用低精细度法-珀干涉原理,建立了光纤法-珀腔声传感器的温度数学模型,包括干涉光谱随温度变化的关系和声传感器输出信号随温度变化的关系.利用建立的温度数学模型,并通过仿真分析和实验验证,分析了影响光纤法-珀腔声传感器温度特性的关键-材料的热膨胀系数差异.提出复合光纤插芯结构,获得较大的热膨胀系数,以补偿腔长的变化,从而使光纤法-珀腔声传感器具有良好温度适应性.对采用复合光纤插芯的光纤法-珀腔声传感器进行了测试,测试结果表明,在-20~+40℃温度范围内,该传感器具有良好的温度适应性.      

铜-碳纤维复合材料热传导性的测试与分析

铜-碳纤维复合材料无论用做结构或功能元件,其热传导系数都是重要的物理性能指标之一。这类复合材料的热传导性能主要取决于其组成中的碳纤维含量与排布方式。由于碳纤维本身物理性能的显著方向性,因此研究其排列方式对热传导性能的影响具有重要的理论与实际意义。本文对几种不同碳纤维排列方式复合材料的导热系数的实测值与理论值进行了比较,证实复合材料在垂直于纤维方向上的导热系数不能简单地用混合法则进行估算。     

结构用FRP的研究和利用现状

纤维聚合物(FRP)复合材料因其强度重量比及刚度质量比高、热膨胀系数低、各向异性、轻质、耐腐、无磁、有良好的抗疲劳性能及高耐久性等特点,可广泛应用于桥梁、纤维混凝土、补强加固材料、连续纤维筋、岩土工程和建筑工程中.本文介绍了FRP材料在新建结构、结构加固、桥梁中以及预应力FRP在混凝土结构中的研究和应用状况,并提出了结构用FRP在使用方面的一些问题和开发研究前景.     

高温对活性粉末混凝土抗压强度和热膨胀性能的影响

研究了不同钢纤维掺量的活性粉末混凝土(RPC)高温后的抗压强度和20~800℃温度段内的线膨胀系数,借助TGDSC测试手段对RPC热膨胀性能变化规律进行机理分析。结果表明:随温度升高,RPC抗压强度呈下降趋势,在200℃内下降缓慢;200℃以上下降较快;钢纤维掺量越高,剩余抗压强度越高;线膨胀系数总体呈现先升高后下降的趋势,钢纤维掺量为1%时较素RPC大,钢纤维掺量大于等于2%时较素RPC小。     

树脂基复合材料身管热性能改良分析

该文根据复合材料细观力学模型,推导了树脂基复合材料填充金属粉末后的热导率、热膨胀系数的理论公式,从理论分析预测了金属粉末含量对复合材料身管热性能的影响,通过计算算例,检验证实了树脂基复合材料添加金属粉末后其导热性能有很大的提高,金属粉末体积分数为10％时,树脂基复合材料垂直于纤维方向热导率提高近3倍,复合材料身管的温度场能够得到很好改善。这些对复合材料身管的实际应用具有重要的参考价值。     

高低温下复合绝缘子抗拉性能试验

复合绝缘子是由芯体和装配有金属附件的外套构成。芯体多采用环氧树脂浸渍的玻璃纤维增强塑料制成,是一种强度高、非脆性复合材料。但在芯棒与伞套之间的粘结层是薄弱环节,在大温差地区容易受力学破坏。文中采用Instron1186电子万能试验机,通过位移控制进行材料力学性能试验,研究复合绝缘子分别在高低温作用下的抗拉性能。试验表明,复合绝缘子机械破坏负荷取决于金具与芯棒连接强度,其破坏的主要特征为端部金具的滑移。因为端部金具的热膨胀系数与玻璃纤维增强环氧树脂芯棒有较大差异,无论是在高温还是低温,复合绝缘子的力学性能均较常温状态产生下滑,尤其是高温下,金具与芯棒的黏结-滑移性能会降低50%甚至更多。     

纳米颗粒对复合材料横向拉伸强度影响的数值模拟

纤维增强复合材料中添加纳米颗粒能够改性基质,提高材料的横向拉伸强度.建立了复合材料周期性单胞的三维有限元模型,考虑了纤维与基质间的粘结特性,模拟了材料在固化完成后冷却到室温的全过程.基质中未添加纳米颗粒和添加纳米颗粒两种模型的计算结果表明,纳米颗粒减小了纤维与基质间的剪应力,降低了纤维与基质热膨胀系数不匹配引起的残余应力,从而导致复合材料横向拉伸强度提高.