层合板厚度对桥接和层间断裂韧性影响的研究

复合材料层合板分层扩展行为的准确模拟与分析对层合板结构设计十分重要.针对现有研究未定量描述Ⅰ型层间断裂韧性与层合板厚度之间关系这点不足,借助ABAQUS有限元软件建立平面应变模型,通过对厚度与层数比例的控制,采用迭代方法来确定试样厚度对桥接区牵引分离行为的影响.同时,考虑内聚力本构关系,利用有限元方法研究厚度为2、4、8 mm的单向碳/环氧复合材料试样层间分层扩展行为.结果表明,层间的稳态断裂韧性随着试样厚度的增加而增加,但初始断裂韧性与厚度无关,进而验证试样厚度对层合板层间断裂韧性的影响,分析结果与实验值有较好的一致性.     

碳纤维水泥基复合材料压敏性应用研究

鉴于短切碳纤维和碳纤维毡水泥基复合材料(CFCC)具有很好的压敏性,对CFCC的压敏性进行了应用研究.研制了CFCC涂层混凝土偏心柱模型,采用四电极测电阻法并利用差动原理极大提高了敏感性,同时可实现温度补偿.通过实验对试样进行偏心受压,并对受压载荷、受拉面应变和差动电压数据进行了实时在线采集,结果表明CFCC的输出差动电压与结构所受偏心弯矩及偏心应变具有较高的敏感性,尤其毡CFCC更是具有很好的线性关系.     

颗粒增强聚合物复合材料损伤模型

研究了颗粒增强聚合物复合材料的力学行为,研究得知:材料屈服、裂纹形核、扩展与贯通直至最终断裂是一逐渐劣化过程,而损伤理论正是这一劣化过程的良好描述.通过假设自由能和耗散势函数,导出了损伤演化规律,与实验比较,模型和试验结果基本符合.进一步采用改进的Dugdale模型,重点研究损伤对GB/PPO复合材料宏观裂纹起裂的影响,通过建立损伤模型来描述材料的劣化行为和裂纹扩展,结果表明,损伤区域严重影响裂尖的性能,材料损伤对宏观裂纹起裂影响不可忽略.     

抗开裂PC/PET复合材料的制备及其性能

以聚碳酸酯树脂(PC)为基材,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为填料,乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)为增韧剂,含氢硅油(H212)为交联剂,通过熔融共混法制备了不同比例的PC/PET食品级抗开裂复合材料。利用TG,DSC,电子万能试验机和冲击试验机对所制备的PC/PET复合材料进行了表征与测试。结果表明：当PET质量分数为20%时,PC/PET具有最好的相容性,同时热稳定性最好;PC/PET复合材料的断裂伸长率和冲击强度先增大后减小,当PET的质量分数为20%,断裂伸长率和冲击强度较纯PC分别提高了12.8%和17.5%,材料具有最好的韧性。实验表明PC与PET的配比为8∶2时可获得最优的材料性能。     

压电复合材料中双周期圆柱形夹杂的反平面问题

研究了无限大压电复合材料中双周期圆柱形夹杂的反平面问题．利用双周期Riemann边值问题的解析函数理论和级数展开的分析方法,借助Eshelby夹杂原理研究了压电复合材料中双周期圆柱形夹杂的反平面问题,获得了夹杂和基体内电弹性场的复式表达式,并利用数值算例分析了双周期夹杂对应．力和电位移的影响．     

原位自生A356/TiB2复合材料的组织与性能

通过混合盐法制备了原位自生TiB2颗粒增强A356复合材料.扫描电镜观察结果表明,制备的原位自生TiB2颗粒分布均匀,其最大尺寸在500nm左右,平均尺寸在200nm左右.高分辨透射电子显微镜观察结果表明,颗粒与基体之间界面结合良好、干净,无任何杂质相的存在.复合材料的抗拉强度和屈服强度较基体都有了明显提高;复合材料的阻尼性能明显高于基体合金的阻尼性能,其室温时的数值为0.018.该研究成功地实现了材料力学性能和阻尼性能的同时提高.     

用加权余量法解析双位移复合材料梁的弯曲问题

本文以三角级数式作为试函数,根据双位移梁的理论,用加权余量法推导出两端固支,受横向对称分布载荷梁的挠度和转角公式,并利用此公式具体解析正交各向异性夹层梁的挠度和转角。     

铝热法合成NiAl／Al2O3复合材料

以铝粉和NiO粉为原料,采用铝热法合成了NiAl/Al2O3复合材料.通过X射线衍射分析仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)并结合差示扫描量热仪(DSC)对其相组成、微结构和反应过程进行了分析.实验结果表明:850℃Al/NiO体系铝热反应被点燃,并自蔓延发生于整个反应系统;950℃保温40min,Al/NiO体系铝热反应生成相互交织网状结构的NiAl/Al2O3复合材料.     

木粉/HDPE复合材料的力学性能与流动性能

用木粉与高密度聚乙烯(HDPE)复合制备了能代替木材的复合材料。考察了木粉含量、粒度、界面相容剂用量对复合材料力学性能、流动性的影响。结果表明,复合材料的弯曲强度随木粉含量的增加而提高,冲击强度随木粉含量的增加而下降;弯曲强度随木粉粒度减小显著降低,而冲击强度先有所升高而后降低;界面相容剂能有效改善材料的性能,其较佳用量约为5%(质量分数).     

拉伸条件下帘线/橡胶复合材料的失效准则

根据橡胶复合材料单向单层板的失效模式,提出了一个新的复合材料的失效准则,并通过尼龙6-帘线／橡胶复合材料单向单层板的双向拉伸试验数据,对失效准则进行了验证．结果表明,提出的失效准则完全可以用来预测帘线／橡胶复合材料单层板的拉伸失效．