考虑界面层效应的纤维增强陶瓷材料的力学模型

在弹性圆筒理论和剪滞模型基础上提出了考虑界面相与界面层效应的力学简化模型。据此对纤维增强陶瓷复合材料完成了Ｉ型加载条件下的应力分析，它有以下特点：①引进界面层，各项分析所得结果均含有界面层材料性能及几何参量等信息，因而能更好地用于材料设计与界面调控工艺；②不仅给出界面剪应力，还可给出界面正应力（或剥离力），因而更适用于分析界面分离，界面脱粘，基体开裂临界应力和纤维桥联增韧效应     

石墨(碳)纤维增强镁基复合材料的界面问题

概述了石墨(碳)纤维镁基复合材料(Gr(C)/Mg)的发展情况,以典型的Gr(C)/Mg复合材料(ZM5镁合金)为例,对影响Gr(C)/Mg复合材料性能的关键因素———界面结构和性能进行了分析,指出了进一步探究增强相和镁基体的界面反应、界面状态和界面的结合过程,将是镁基复合材料的研究重点。     

横向载荷作用下纤维增强复合材料界面滑移的边界元分析

用边界元方法对横向载荷作用下纤维增强复合材料界面的滑移进行分析。通过离散边界,首先分别得到两组纤维物和基体的线性代数方程,然后结合界面条件可以导出最终的系统方程,其中界面的模拟采用弹簧阻力模型。给出的数值算例表明所提出的方法是有效的。     

石墨纤维增强铝基复合材料的界面结合

金属基复合材料中存在着各种类型的界面结合。文中以电子能量损失谱的广延精细结构分析法，研究了石墨纤维和铝基体间的物理结合；以电子能量损失谱的化学成分定量分析法证明了石墨纤维和铝基体间由于碳原子的扩散而形成的扩散结合。同时还利用透射电子显微镜的形貌观测、电子衍射分析和高分辨电子显微术研究了界面反应产物的形貌和分布，并探讨了复合工艺参数对界面结合的影响机理。     

界面强度对纤维增强复合材料宏观韧性的影响

 研究不同的界面强度对纤维增强复合材料宏观韧性的影响。考虑材料的细观非均匀分布,采用数值试验的方法模拟了带缺口的纤维增强复合材料试件在单轴拉伸情况下的损伤破裂过程。结果表明,在满足界面应力传递所需强度的前提下,界面强度对复合材料宏观韧性影响很大,复合材料的宏观韧性随界面强度的提高而降低。且在较弱界面纤维增强复合材料破坏时,可以观察到界面脱粘、裂纹偏折、纤维桥联和拔出等现象。     

界面层对纤维增强复合材料横向弹性常数的影响

选择六角形模型，用边界元法计算了不同纤维体积含量时，具有非理想界面纤维增强复合材料的横向弹性模量Ｅ２、Ｅ３和泊松系数。ν（１２）、ν（３２）和ν（１３）、ν（２３）．计算结果与实验测定值吻合．     

纤维薄板与混凝土界面应力场数值分析

对碳纤维薄板增强混凝土三点弯曲缺口试件中薄板与混凝土的界面的应力场进行有限元数值分析,并对界面与缺口端部应力场的关系,以及界面的剥离长度对应力场的影响进行了讨论。分析结果表明,纤维薄板与混凝土的界面存在应力集中现象,当纤维薄板与混凝土结完好时,构件的强度由界面所控制,当界面发生局部剥离破坏时,剥离长度将是影响构件强度的重要因素。     

纤维增强陶瓷中界面层和热应力对基体开裂的影响

基于可以考虑界面层效应和界面剪应力作用的三层组合圆筒模型,对纤维增强陶瓷材料分别得到沿纤维方向承受拉伸载荷和热降落引起的应力表达式,包括界面出现剪切滑移和裂纹在基体中扩展后的应力再分配及应力集中。在此基础上建立了可以考虑界面层和热应力影响的基体开裂临界应力求解方程。在不考虑界面层和热应力的条件下其可退化为著名的ＡＣＫ解。最后以材料ＳｉＣｆ／ＳｉＣｍ为例,计算并讨论了界面层和热应力对该临界载荷的影响,得到的理论预估值与实测值有较好的一致。     

增韧剂对长纤维增强PA66复合材料性能的影响

采用熔融浸渍法制备了长玻璃纤维增强PA66复合材料,通过对树脂熔体黏度、预浸料浸渍程度和纤维断裂率、材料力学性能进行测试及扫描电子显微镜（SEM）观察,分别研究了不同含量的增韧剂乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐（POE-g-MAH）和乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（POE-g-GMA）对复合材料性能的影响。实验结果表明：随着含量的提高,两种增韧剂均能够使长玻璃纤维增强PA66复合材料的冲击强度增大,树脂与纤维界面的结合程度提升,其中POE-g-GMA的增韧及界面改善效果更为明显,可有效提升复合材料的力学性能。     

纤维增强混凝土缺口试件应力场数值分析

利用连续纤维对混凝土构件进行加固或修补以提高其承载能力延长使用寿命是一种新的先进补强方法,本文探讨了带缺口的纤维薄板强混凝土及素混凝土三点曲民梁试件缺口端部应力场的有限元分析方法,并对两种试件的开裂载荷进行了推算和初步的论证,分析结果表明,纤维薄板增强混凝土试件缺口端部的应力分布比素混凝土缺口试件更趋平缓,应力减小,且其开裂载荷提高了７１．７％。     

不锈钢/ZA43复合材料界面结构的研究

对常压浸渗法制备的不锈钢纤维增强的ZA43复合材料的界面结构进行了研究,结果表明,纤维与基体之间存在明显的界面层,此界面层由界面反应层和扩散偏聚层等多层构成,界面的形成过程主要是铁_铝金属间化合物的形成过程.同时,由于铝元素向纤维表面的偏聚和对纤维的腐蚀,导致了其它合金元素在界面处成分的不平衡分布.     

纤维增强复合材料横向剪切模量

考虑界面层的影响对外方内圆模型采用边界无法计算了纤维增强复合材料沿材料２－、３－主方向的横向剪切模量Ｇｓｑ（０°）和与２－、３－方向成４５°方向的横向剪切模量Ｇｓｑ（４５°）,同时还对六角形模型计算了与２－、３－主方向成４５°方向的剪切模量Ｇｈｅ（４５°）,得到了横向剪切模量随纤维体积含量Ｖｆ的变化规律．计算所得Ｇｓｑ（０°）要比Ｇｓｑ（４５°）低得多,这表明横向剪切模量也呈各向异性,但两者均在该横向剪切模量上下限的范围内,并且两种不同代表性计算单元计算得到的Ｇｓｑ（４５°）和Ｇｈｅ（４５°）是一致的．     

弱界面颗粒增强复合材料的有效弹性模量

采用线弹簧型弱界面模型,研究弱界面对复合材料宏观弹性模量的影响。首先利用弱界面球形夹杂的弹性解,获得单夹杂内部的平均应力和平均应变;然后考虑夹杂之间的相互作用,分别采用微分法、自洽理论和Ｍｏｒｉ－Ｔａｎａｋａ方法,求得弱界面复合材料的宏观弹性模量,并对上述各种方法所得结果作一比较。     

碳纤维增强铝基复合材料的界面微结构研究

界面在金属基复合材料中起着极为重要的作用.在碳纤维增强铝基复合材料中纤维及其表面涂层与基体的相互作用(特别在高温时),一方面能提供纤维与基体之间的粘接,而有效地传递载荷;另一方面,过度的反应将改变碳/铝复合材料的破坏模式而严重影响性能.界面反应产物的多少及形状与纤维的种类、基体的成分、工艺方法及热处理温度等有关.一些研究     

纤维增强复合材料疲劳性能研究进展

随着科技的发展,纤维增强复合材料作为一种新型材料越来越多的应用于众多领域。然而,纤维增强复合材料的疲劳性能对应用具有重要影响。本文根据近年来国内外有关复合材料疲劳性能的研究和探索,综述了纤维增强复合材料疲劳性能的定义、机理以及影响因素,并提出了当前存在的一些问题。     

维尼纶纤维增强石膏基复合材料力学性能研究

研究了石膏基复合材料的结构、耐水机理和物理力学性能.结合弯曲载荷变形曲线,分析了维尼纶纤维增强石膏基复合材料的断裂机理;利用扫描电子显微镜,分析了复合材料界面性能.结果表明:石膏基复合材料实现了单一的结晶到晶胶共生的结构转变,材料的强度和耐水性得到改善;维尼纶纤维能提高复合材料的抗折强度、断裂能、断裂韧性和冲击韧度;维尼纶纤维增强石膏基复合材料断裂过程可分为3个阶段:基体断裂、纤维脱粘和纤维拔出;纤维和基体间界面结合强度较弱.     

组元热失配对复合材料界面强度的影响

用粉浆浸渗－层叠热压工艺制得了９种不同组元热失配的复合材料．用金刚锥显微脱粘法测得复合材料的界面强度．研究了组元间不同热失配对界面强度的影响．结果表明：径向热先配愈大，复合材料的界面强度愈高，两者之间存在着近似的指数关系；轴向热失配对界面强度影响则较小．用热残余应力对界面强度影响的计算结果验证了上述结果，两者较好地吻合．     

纤维含量对纤维增强复合材料断裂强度的影响

通过理论分析和实验,研究了纤维体积含量与复合材料抗拉强度关系.得到纤维体积含量的理论下、上界极限以及许用的上界极限,并提供了有关参数和影响因素.