橡胶粒径与掺量对砂浆力学性能影响的试验研究

摘 要 系统研究了橡胶粒径和掺量对橡胶砂浆力学性能的影响,橡胶等体积替代砂子比例为20%、40%、60%,橡胶粒径分别为5~20 目、20~40 目、60~80 目。研究结果表明,橡胶砂浆抗压强度和抗折强度均随橡胶掺量的增大而降低,随橡胶粒径的减小而提高。优选橡胶粒径为60~80 目时,具有20%,40%和60%橡胶掺量的橡胶砂浆抗压强度分别降低21.6%,43.3%和55.8%,抗折强度分别降低14.9%,29.4%和33.8%。另外,橡胶掺量越大,粒径越小,则橡胶砂浆折压比越大,韧性越好。该项研究对促进废弃橡胶的规模化应用,提高混凝土的韧性,具有重要的理论和实用价值。     

复合材料强度准则在层合板失效预测中的适应性评估分析

对Tsai-Wu、Hashin及LaRC05等3种复合材料强度准则的预测能力及适用性进行了评估分析。首先对各准则进行了介绍和简要评述;然后在CCF300/5405及T300/QY8911材料体系下构建材料基本力学性能试验矩阵及层合板试验矩阵;并完成强度测试。最后依托有限元分析,以试验数据为基准,按照设定的评分标准对各强度准的预测精度进行了客观评估,分析了其适用性。结果表明:各强度准则均有不足,还待发展; LaRC05准则有着相对较好的综合表现; Hashin准则更适用于层合板拉伸强度计算。LaRC05准则更适用于层合板压缩强度计算。     

碳纤维增强复合材料雷击电-热耦合仿真及因素影响

为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)在雷电流作用下的烧蚀损伤,对CFRP进行了雷电流电-热耦合效应仿真和不同参数影响分析。首先,对试件进行了电-热耦合有限元分析;并在温度叠加法的基础上进行改进,完善了温度引起复合材料的性能变化;利用ABAQUS软件进行了碳纤维增强复合材料雷击损伤电-热耦合仿真模拟,和实验结果对比验证了仿真的有效性。结果表明:相同波形雷击电流,峰值越高,损伤面积越大,损伤深度越大。之后,利用改进方法分别研究不同因素对雷击作用下CFRP烧蚀损伤的影响,结果表明复合材料的电导率、比热、密度是影响烧蚀损伤的重要因素。     

膨胀石墨与炭黑协同补强天然橡胶复合材料的性能研究

采用强氧化法制备插层石墨(GIC),用微波辐射处理插层石墨制备膨胀石墨(EG)。结果表明,膨胀石墨表面较天然鳞片石墨粗糙,内部空隙增大,结构疏松;且表面有机官能团增多,结晶度下降。用机械共混法制备膨胀石墨/炭黑/天然橡胶复合材料,添加膨胀石墨后,填料在复合材料中分散性改善,复合材料的100%、300%定伸强度明显提升,Payne效应减弱,加工性能提升;但复合材料动态损耗因子增大,滞后效应明显。     

温差共混法制备TP/TLCP原位复合材料

介绍了一种新的制备热塑性塑料/热致液晶聚合物（TP/TLCP）原位复合材料的方法——温差共混法（TDB）。基于TP/TLCP原位复合材料制备的两个关键方面——加工流场和黏度比,对温差共混法进行了分析。温差共混法能够产生有利于TLCP取向成纤的拉伸流场并能有效控制共混组分的黏度比。最后,总结了温差共混法的优点。     

不同轮压与厚度下的半刚性橡胶沥青路面结构受力变形与仿真分析

随着国家雄安新区城市建设规划实施,按照雄安新区道路建设15年不小修的建设标准,河北省启动了全域路面加速加载试验装置开发与试验路评价研究专项.本研究采用全域路面加速加载试验装置测试直道半刚性橡胶沥青路面结构性能的各项指标,结合力学分析法与有限元建模计算分析层底弯拉应力与层厚.通过构建有限元模型,分析不同轮压下(0.7、0.9、1.1 MPa)的半刚性橡胶沥青路面各结构层间的应力应变变化规律及相同结构层不同轮压下的受力变形规律.结果表明,沥青路面作为粘弹性体,路面结构受力同时遵循能量耗散原理,自上而下逐渐减小.提出了半刚性胶粉改性沥青路面结构层在不同轮压、不同深度下的应力变化规律,得出了半刚性胶粉改性沥青路面各层在不同荷载下的应力值变化范围与半刚性水泥稳定碎石基层在不同荷载下的应力值变化范围.这些研究成果对今后雄安新区耐久性沥青路面建设起到了重要的理论支撑与技术指导价值.     

氧化石墨烯增强环氧树脂复合材料的制备及其力学性能研究

以天然石墨为原料，利用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，并对其进行X-射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）表征。之后利用一种新型的有机溶剂三缩水甘油基对氨基苯酚（TGPAP）作为相转移剂和表面活性剂，将氧化石墨烯（GO）从水溶液转移到环氧树脂基体中，去除水分，加入固化剂进而得到混合液，最后利用浇铸法得到复合材料。通过万能测试拉力机对复合材料的拉伸性能和弯曲性能进行测试，结果表明氧化石墨烯的加入能够有效增强复合材料的力学性能：在添加0.1%（质量分数）的氧化石墨烯时，复合材料拉伸强度达到最大值77.29 MPa，与不添加氧化石墨烯相比提高了26.60%；在添加1.0%的氧化石墨烯时，拉伸模量达到最大值2 451.99 MPa，与纯环氧树脂相比提高了21.69%。     

Microstructure evolution and reaction behavior of Cu–Ni alloy and B_4C powder system

Microstructure evolution and reaction behavior of Cu–Ni alloy and B_4C power system was studied by in-situ and static experimental investigations along with theoretical calculations. The reaction process was as follows. Firstly,B_4C decomposed into B and C atoms, and then B atoms diffused into Cu–Ni matrix, leading to the formation of Ni_2B particles. Subsequently, Ni atoms diffused into B_4C, forming a loose mixture of Ni_2B and amorphous C at the initial powder boundary. Finally, with the completion of reaction, Ni_2B particles at the powder boundary grew into a monolithic block, and then C substance was excluded out and accumulated at the edge of this monolithic Ni_2B block. It is believed that the formation of Ni_2B phase is caused by the most negative change of Gibbs free energy among all the potential reactions between Ni–B and Ni–B_4C systems.     

2019年先进纤维复合材料研发热点回眸

 高性能纤维复合材料作为典型的先进纤维复合材料，无论在军用还是民用领域都拥有极为广泛的应用前景，近年来已成为世界各国研究的热点和重点。通过回顾2019年全球范围内高性能纤维复合材料在新产品、新工艺以及新市场等方面取得的科技进展，对美国、日本、欧洲和中国高性能纤维复合材料的研究重点进行了总结并分析了未来高性能纤维复合材料的发展趋势。     

烯类单体与丁腈橡胶直接共混制备吸水膨胀橡胶

用水溶性烯类单体与丁腈橡胶直接共混制备吸水膨胀橡胶ＷＳＲ（ｗａｔｅｒ－ｓｗｅｌｉｎｇｒｕｂｂｅｒ）,并对ＷＳＲ的亚微观形态、吸水膨胀特性、力学性能和浸水稳定性进行了研究。ＴＥＭ研究证明,水溶性单体与橡胶共混可制得亲水组分在橡胶相中分散均匀的ＷＳＲ;烯类单体的聚合反应活性越高,所制得的ＷＳＲ的吸水膨胀率越高;其由丙烯酸钠与橡胶共混制得的ＷＳＲ力学性能和耐久性与高吸水树脂／橡胶共混型ＷＳＲ相似