基于Sobol法的复合材料加筋板结构参数灵敏度

复合材料广泛应用于航空航天领域,其可靠性、稳定性及承载能力等对于航空设备尤为重要.以复合材料加筋板作为研究对象,对其材料属性和几何参数进行灵敏度分析.首先,基于ABAQUS软件建立复合材料加筋板的有限元模型,对轴向压缩载荷下的屈曲载荷进行了研究;其次,针对加筋板结构的复杂性,基于Kriging方法的代理模型建立复合材料加筋板屈曲载荷与材料属性和几何参数之间的函数关系;最后,采用Sobol全局灵敏度分析法求解复合材料加筋板材料属性和几何参数的灵敏度.研究结果为复合材料加筋板可靠性设计提供指导.     

W/Hf摩尔比对HfB_2-WB_2-Si/SiC-SiC_(NW)复合涂层抗氧化性能的影响

为了提高C/C复合材料高温抗氧化性能,依次采用前驱体浸渍裂解、反应熔体浸渗和浆料涂刷工艺在C/C复合材料表面制得HfB_2-WB_2-Si/SiC-SiC_(NW)复合涂层,考察了W/Hf摩尔比对复合涂层物相组成、微观结构及抗氧化性能的影响。结果表明,当W/Hf摩尔比为2∶3时,所制HfB_2-WB_2-Si/SiC-SiC_(NW)复合涂层组织均匀、结构致密,表现出最佳的抗氧化性能。在涂层氧化过程中,WO_3的分相效应和HfSiO_4等高熔点颗粒的钉扎效应共同作用能使涂层表面氧化物玻璃相具有较高热稳定性和较低的氧扩散率,有利于提高涂层的抗氧化性能。     

GFRP筋混凝土梁抗爆性能试验研究与数值分析

玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋具有耐腐蚀、抗拉承载力高等优点.它们可作为混凝土防护结构的纵筋而代替钢筋.为了明确GFRP筋混凝土梁(GRCBs)的抗爆性能,对GFRP筋混凝土梁和钢筋混凝土梁(SRCBs)进行了爆炸试验、四点弯曲静力试验及数值模拟分析.结果表明:四点弯曲静力试验中,工况是3kg-0.65m的爆炸荷载作用后相同等效刚度设计的GRCBs承载力是SRCBs的5.5倍.在近距离爆炸作用下(比例爆距小于0.5159mkg^-3),由于GFRP筋处于弹性阶段,破坏形式主要是混凝土出现裂纹、剥落和震塌.通过数值模拟分析,增加纤维增强聚合物(FRP)筋刚度可以降低GRCBs跨中位移,跨中最大位移降低率与EA比的比值为0.1,减少GRCBs的裂纹与损伤,增强GRCBs的抗爆性能.当比例爆距小于0.4095mkg^-3,GFRP筋混凝土梁用C50及以上混凝土能有效减少混凝土震塌与剥落.研究表明,GRCBs比SRCBs具有更高的抗爆性能.     

高温下/后钢筋混凝土梁抗冲击性能:细观分析

冲击(或爆炸)和火灾往往伴随发生并威胁工程结构的使用安全,高温和高应变率对钢筋混凝土(RC)结构的耦合作用引起了研究者的广泛关注.本文结合混凝土细观非均质性,考虑钢筋和混凝土材料的应变率增强效应及高温退化效应,同时考虑钢筋与混凝土间的黏结-滑移行为,建立了RC梁抗火抗冲击性能研究的细观数值模型.与室温下落锤冲击试验结果对比,验证了细观数值模型的合理性,进而比较分析了高温下及高温后RC梁在冲击作用下的力学响应,揭示了RC梁的破坏模式与失效机制.结果表明:建立的细观数值模型能够有效描述RC梁在高温和冲击荷载联合作用下的破坏模式;相同受火时间,高温下RC梁表现出比高温后RC梁更为严重的破坏,且随受火时间的增加,差异逐渐扩大.     

P(St-co-AN)/MWCNT-OH气敏传感器的制备与性能研究

以羟基多壁碳纳米管(MWCNT-OH)为导电材料,采用原位自由基溶液聚合方法制备了苯乙烯-丙烯腈共聚物(P(St-co-AN)为基体的P(St-co-AN)/MWCNT-OH导电复合材料.利用MWCNT-OH与P(St-co-AN)间的共价键相互作用组装成一种对有机溶剂具有强烈响应性能的气敏传感薄膜.用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)及扫描电镜(SEM)对材料结构及形貌进行了表征.结果表明:MWCNT-OH与P(St-co-AN)间主要通过共价键相互作用形成紧密包覆,改善了相容性.气相性能试验表明:有机溶剂的响应行为主要受相似相容产生的膨胀模型控制.原位法构筑的传感薄膜表现出快速的响应性、良好的恢复性及重复稳定性.     

纤维增强复合材料在电网中的应用

 纤维增强复合材料具有轻质、高强、耐蚀、绝缘、环保等性能,在电力行业输配电网络中已有广泛应用。综述了纤维增强复合材料在电网中的应用,主要包括复合绝缘子、复合材料杆塔、复合材料电力金具、碳纤维复合材料芯导线及复合材料电力安全工器具等。分析表明,纤维增强复合材料性能优良,能够满足现行环保节能新要求,未来具有巨大发展潜力。     

卫星结构技术发展对新型复合材料的需求分析

 新材料、新工艺的不断进步和变革是卫星结构技术发展的基础和保障,结构技术的发展方向与需求又是新材料、新工艺发展的源动力。本文从设计角度出发,根据后续卫星型号发展趋势,梳理了结构专业技术的重点发展方向,提出了后续新型复合材料的应用需求。     

木材基银钛复合薄膜的制备及其可见光降解甲醛

 以水热合成法和银镜反应,以木材为基质,制备了微纳米结构的二氧化钛和纳米银复合薄膜。采用场发射电子扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）、光电子能谱仪（XPS）和紫外光分光光度计（UV-vis）,对制备的银钛复合薄膜负载的木材基材料微观形貌、晶型结构、化学状态及光学性能进行表征,通过实验证明该银钛复合薄膜负载的木材在可见光照射下具有降解甲醛的作用。结果表明,在可见光照射下,相比单纯的二氧化钛薄膜负载的木材,银钛复合薄膜负载的木材降解甲醛性能显著提升。在此异质结构的体系中,由于银的费米能级低于二氧化钛的导带能级,因此银纳米粒子可作为电子捕获中心以控制电子和空穴的分离,从而提高材料的光催化性能。     

Reduction process and zinc removal from composite briquettes composed of dust and sludge from a steel enterprise

In this study, composite briquettes were prepared using gravity dust and converter sludge as the main materials; these briquettes were subsequently reduced in a tube furnace at 1000-1300℃ for 5-30 min under a nitrogen atmosphere. The effects of reaction temperature, reaction time, and carbon content on the metallization and dezincification ratios of the composite briquettes were studied. The reduced composite briquettes were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive spectroscopy (EDS). The results show that the gravity dust and converter sludge are combined into the composite briquettes and a reasonable combination not only improves the performance of the composite briquettes, but also leads to the reduction with no or little reductant and flux. As the reaction temperature is increased and the reaction time is extended, the metallization and dezincification ratios of the composite briquettes increase gradually. When the composite briquettes are roasted at 1300℃ for 30 min, the metallization ratio and dezincification ratio reaches 91.35% and 99.25%, respectively, indicating that most of the iron oxide is reduced and the zinc is almost completely removed. The carbon content is observed to exert a lesser effect on the reduction process; as the C/O molar ratio increases, the metallization and dezincification ratios first increase and then decrease.     

Highly efficient anode catalyst with a Ni@PdPt core–shell nanostructure for methanol electrooxidation in alkaline media

To enhance the electrocatalytic activity of anode catalysts used in alkaline-media direct methanol fuel cells (DMFCs), a Ni@PdPt electrocatalyst was successfully prepared using a three-phase-transfer method. The Ni@PdPt electrocatalyst was characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), transmission electron microscopy (TEM), and high-resolution TEM (HRTEM) techniques. The experimental results indicate that the average particle size of the core–shell-structured Ni@PdPt electrocatalyst is approximately 5.6 nm. The Ni@PdPt electrocatalyst exhibits a catalytic activity 3.36 times greater than that of PdPt alloys for methanol oxidation in alkaline media. The developed Ni@PdPt electrocatalyst offers a promising alternative as a highly electrocatalytically active anode catalyst for alkaline DMFCs.