GFRP/MDF复合板力学性能预测与分析

运用复合材料力学的经典层合板理论预测了GFRP(玻璃纤维增强板)/MDF(中密度纤维板)复合板的弯曲弹性模量,并将预测值与实验所测数据进行了比较。结果表明：所建立 的理论模型适用于GFRP/MDF复合板和中密度纤维板的弯曲弹性模量计算,它们的理论值与实验值之间的误差分别为11.12 %、5.75 %。公式修正后,弯曲弹性模量实验值与理论值非 常接近。     

铸铁面板泡沫铝芯层合板的弯曲计算

由于铸铁是典型的拉压弹性模量不同的材料,在外载荷作用下,铸铁面板泡沫铝层合板将相当于3种不同材料组成的层合板.本文采用弹性理论建立了铸铁面板泡沫铝芯层合板在均布荷载作用下的静力平衡方程,利用静力平衡方程确定了层合板的中性面位置.在此基础上,建立了铸铁面板泡沫铝芯层合板的弯曲方程,利用该弯曲方程即可得到层合板的挠曲线表达式.并把该方法计算结果与有限元方法计算结果进行比较,说明该计算方法是可靠的.算例分析表明,铸铁面板泡沫铝型层合板的弯曲挠度计算不宜采用相同弹性模量弹性理论,而应该采用拉压弹性模量不同的弹性理论.     

弯曲复合材料层合板雷击损伤影响分析

复合材料已在民航客机上得到广泛的应用,但由于导电性、导热性较低等原因,致使在雷击附着后出现较大范围的烧蚀损伤,威胁民航客机的运行安全。为了能够更安全地让复合材料应用于民航客机上,研究民机常用弯曲复合材料雷击防护特性,建立弯曲复合材料雷击损伤电热耦合有限元模型,并研究不同因素对弯曲层合板雷击损伤性能影响。结果表明,弯曲层合板相比于未弯曲的层合板,由于热导率的影响,致使其在50kA峰值雷击电流作用下,烧蚀面积增加了1.5倍,深度扩大至第六层,最小层的损伤面积增加了10.67倍;此外,雷击电流峰值、弯曲角度对雷击损伤结果影响较大,而长宽比、纤维铺层方向、厚度由于弯曲层合板电势、热导率的影响致使其影响程度较小,此与未弯曲层合板的雷击影响因素影响特点具有较大的差异性。     

在SiO2衬底上生长多晶Ge薄膜的结晶机制研究

在低温条件下生长的多晶Ge薄膜在光伏器件和电子器件领域具有非常广泛的应用。在实验研究中,利用Al诱导结晶的生长方法在200℃的低温条件下,在SiO_2衬底上生长出结晶质量很好的多晶Ge薄膜。实验中,特意在Al薄膜和非晶Ge薄膜之间生长了一层很薄的GeO_x扩散控制层。研究发现,在Al/a-Ge双层薄膜样品中,当Al薄膜与非晶Ge薄膜完成层交换后,生长出的多晶Ge薄膜的晶向得到了有效控制。在非晶Ge薄膜转变为多晶Ge薄膜的结晶过程中,通过进一步控制Ge晶颗粒的成核位置和密度以及二维生长的速率就可以制备出微米量级大小的Ge晶颗粒和(111)晶向较好的多晶Ge薄膜。     

木竹复合层合板力学性能预测与分析

运用层合梁经典理论和一阶剪切变形理论预测了木竹复合层合板的有效弹性模量、跨中正应力和挠度;用有限单元法对木竹复合层合板的弯曲性能进行了分析,并与理论分析结果进行了比较。结果表明,有限单元法用于分析木竹复合层合板的弯曲性能具有相当精度。     

玄武岩纤维/铝合金层合板的力学性能研究

通过单向拉伸、剪切以及三点弯曲实验研究了玄武岩纤维/铝合金层合板在不同加载方式下的准静态力学性能。利用空气动力枪对玄武岩纤维/铝合金层合板进行了子弹冲击加载实验。实验中得到了层合板材料不同的力学参数以及子弹冲击下典型的变形失效模式。实验结果表明:在单向拉伸载荷作用下层合板中纤维层将首先发生断裂破坏从而导致材料失效,45°拉伸剪切作用下由于纤维不承受拉伸载荷,其剪切强度较低而剪切应变较大,从而导致铝板发生面内弯曲变形。在12 mm子弹冲击载荷下玄武岩纤维/铝合金层合板具有较好的抗冲击性能,其弹道极限为97.9 m/s。     

冲击载荷作用下复合材料层板动态力学性能的实验研究

介绍了Hopkinson杆冲击拉伸实验设备及其实验技术,对CFRP、GFRP层合板进行了冲击拉伸实验研究,得到不同加载率下CFRP、GFRP层板的应力-应变(σ-ε)曲线,以及断裂强度、拉伸模量和断裂应变随加载速率改变的规律,认识复合材料层板在冲击拉伸情况下动态力学行为和变形、破坏机理。     

电磁振动给料机复合材料板弹簧疲劳性能实验分析

本文设计了一种复合材料层合板弯曲疲劳实验系统,对复合材料层合板弯曲疲劳时的模量损伤参数进行了研究。对玻璃/酚醛环氧复合材料板弹簧的弯曲疲劳性能进行了实验研究,得到了复合材料板弹簧的载荷—寿命曲线。     

各向异性复合材料层合板的几何尺寸对其非线性弯曲强迫振动的影响

本文继[1]和[2],进一步研究了各向异性复合材料反对称正交铺设层合板在简谐激振力作用下的非线性弯曲强迫振动问题,做了包括算例的全解析过程分析,得到了层合板在各种条件下的幅—频关系,并详细讨论了反对称正交铺设层合板的几何尺寸对非线性弯曲强迫振动幅—频关系的影响。     

基于非线性的压电层合板弯曲

考虑几何非线性和非线性压电效应,研究了压电材料作为变形驱动器的压电层合板的弯曲,建立了基于非线性的压电层合板的广义本构方程.利用Ritz法得到悬臂压电层合板的弯曲变形与作用电场间的非线性关系.计算分析表明：在强电场的作用下变形会迅速偏离线性结果,此时必须考虑非线性压电效应,而线性分析只适合于低电场的情况.     

碳纳米管膜电阻率的测定与导电机理

测定了碳纳米管膜电阻率随温度的变化,结果表明,碳纳米管膜的电阻率随温度升高呈下降趋势,表现为负的温度效应.建立了碳纳米管膜的导电模型,推导出了碳纳米管膜电阻率的计算公式,并把理论计算与实验结果进行了比较,发现理论结果与实验数据符合很好.讨论了碳纳米管膜电阻率与碳纳米管直径的关系.     

Hygrothermal and temperature effects on load-carrying capacity and failure mechanism of open-hole laminates prepared with narrow tape prepreg of GFRP

The tensile and compressive properties of the open-hole laminates fabricated with glass fiber reinforced polymer (GFRP) under various temperature/humidity coupled conditions are important design parameters for GFRP structures in helicopter. In current work, a comprehensive experimental study about the effects of temperature and hygrothermal on the open-hole mechanical property of HS6/AC318 glass/epoxy multidirectional laminates was conducted. The load-displacement responses, fracture morphologies and failure mechanisms of quasi-isotropic GFRP laminates with a center hole under tensile and compressive loads at the five environmental conditions were compared, and the effects of the temperature and hygrothermal on the open-hole tensile (OHL) strengths and open-hole compressive (OHC) strengths of GFRP laminates were investigated. In addition, the relevancies between the OHL and OHC strength of open-hole laminates and the basic material properties of unidirectional laminates were explored, and some links between the OHL strength and interlaminar fracture toughness were found. The results showed that the OHC strength of open-hole laminates was directly proportional to the 0° compressive strength of unidirectional laminates. Based on the experimental data and analysis an empirical formula of the OHC strength at arbitrary temperature and humidity combined conditions was proposed.     

碳纳米管薄膜对重金属离子吸附的研究及应用

采用刮涂法制备碳纳米管(CNT)薄膜,以铜离子(Cu2+)为例,研究了其吸附去除重金属离子的行为.结果表明,碳纳米管薄膜吸附Cu2+满足Langmuir等温吸附;278 K时符合准二级动力学模型,而在298 K和318 K时符合准一级动力学模型;在298 K时CNT薄膜吸附Cu2+的最大吸附量为4.14 mg/g.在应用层面,设计了一套基于该CNT薄膜的水处理器件.     

GFRP/CFRP混杂约束混凝土柱极限承载力试验

为研究不同FRP片材约束形式对混凝土柱极限承载力的影响,对6个素混凝土柱、钢筋混凝土柱、混杂纤维片材约束混凝土柱轴心受压情况下的极限承载力进行了试验研究,并就不同类型柱体的极限承载力进行了对比分析.研究表明:外包GFRP/CFRP混合纤维片材能够约束混凝土柱体的变形;GFRP/CFRP混合纤维片材约束素混凝土柱与约束钢筋混凝土柱的承载力较接近.图3,表4,参8.     

CO选择性厚膜气敏元件及其特性

本文采用丝网印刷技术制作了CO选择性厚膜气敏元件,并对其加热器特性及气敏特性进行了研究。结果表明,元件的电参数具有较好的一致性;在低温下对CO具有较高的灵敏度和选择性。加热器在CO的工作温度下具有一定的稳定性。     

单根碳纳米管的低温电输运性质

报道了单根碳纳米管的低温电输运测量结果,特别关注了由于碳纳米管在长度方向的尺寸较小时产生的库仑阻塞性质,碳纳米管的低温电输运出现了零偏置反常和库仑振荡。因此碳纳米管在小的尺寸和低温时不仅出现能量量子化而且可以出现电荷量子化-量子点的行为。     

Atomic scale KMC simulation of {100} oriented CVD diamond film growth under low substrate temperature-Part II Simulation of CVD diamond film growth in C-H system and in Cl-containing systems

The growth of {100}-oriented CVD diamond film under two modifications of J-B-H model at low substrate temperatures was simulated by using a revised KMC method at atomic scale. The results were compared both in Cl-containing systems and in C-H system as follows: (1) Substrate temperature can produce an important effect both on film deposition rate and on surface roughness; (2) Aomic Cl takes an active role for the growth of diamond film at low temperatures; (3) {100}-oriented diamond film cannot deposit under single carbon insertion mechanism, which disagrees with the predictions before; (4) The explanation of the exact role of atomic Cl is not provided in the simulation results.     

低压粉末注射成型FeCrAl合金成型性能的研究

采用低压粉末注射成型技术制备FeCrAl多孔材料,并研究了粘结剂配比和温度对其成型特性的影响。将FeCrAl合金粉末与不同配方的粘结剂混合,分别采用差示扫描量热仪（differential scanning calorimetry, DSC）、热重分析仪（thermogravimetric analyzer, TGA）和旋转流变仪测试混合物的熔化温度、分解温度以及不同转速和温度下的黏度,计算原料体系的塑性成型指数。结果表明,不同粘结剂配比和不同温度下,原料的流变行为和成型特性不同。成型温度越高,黏度越低,成型性越好。相同温度下,石蜡和石蜡/硬脂酸配方成型性较好,但原料在高转速下易分层,且压注样品在溶液脱脂过程中发生溃散;采用石蜡/低密度聚乙烯/硬脂酸和石蜡/乙酸乙烯共聚物/硬脂酸配方制备的样品,成型性较好,且高转速下原料稳定。采用石蜡/低密度聚乙烯/硬脂酸配方制备的样品,经脱脂烧结后,外观完好,粉末之间呈现冶金结合,维氏硬度为210,抗弯强度为（250±20）MPa。     

活性炭对挥发酚的吸附特性

 利用活性炭对挥发酚进行吸附实验,通过测定挥发酚在水中的浓度变化情况,考查了在不同吸附剂用量、pH值、吸附时间、温度、起始浓度条件下,活性炭对挥发酚去除效果的影响。进而分析活性炭对挥发酚的吸附特性,为含挥发酚废水处理方案的设计提供参数。结果表明,在12℃下,吸附时间20min、活性炭的用量为0.7g/50mL,在不改变水样pH值条件下,挥发酚的去除率最高达96.04%,而且低起始浓度下挥发酚的去除效果明显高于高浓度下的去除效果。活性炭吸附挥发酚的等温线符合Freundlich方程式。     

Piezoresistive effect in carbon nanotube films

The piezoresistive effect of the pristine carbon nanotube(CNT)films has been studied.Carbon nanotubes were synthesized by hot filament chemical vapor deposition.The piezoresistive effect in the pristine CNT films was studied by a three-point bending test.The gauge factor for the pristine CNT films under 500 microstrains was found to be at least 65 at room temperature,and increased with temperature,exceeding that of polycrystalline silicon(30at)30℃.The origin of the piezoresistivity in CNT films may be ascribed to a pressure-induced change in the band gap and the defects.