环氧树脂-混凝土是混合环氧树脂、固化剂和骨料后养护成型的一种新型聚合物混凝土,早期强度增长快是其优异性能之一。本文通过对不同养护龄期的环氧树脂-混凝土进行单轴压缩试验,研究其早龄期压缩性能。试验结果表明,在养护龄期的最初24h内环氧树脂-混凝土压缩强度迅速增大,养护24h的压缩强度达50.3MPa。基于环氧树脂-混凝土的强度增长机制和养...
在本刊2019年第7期第1646页,对公式(9)做如下更正说明.原文是:∫αt1^αt2dα/(1-α)^0.909=1.0522×10^6exp(-84.644×10^3/8.314T)∫t1^t2dt应为∫αt1^αt2dα/(1-α)^0.909=1.0563×10^6exp(-84.644×10^3/8.314T)∫t1^t2dt.
基于高阶剪切弯曲理论,对含有软质芯材的复合材料格栅夹层板的弯曲特性进行了理论研究。基于能量法,推导了含有软质芯材的复合材料格栅的等效弹性参数计算式;基于高阶剪切弯曲理论,推导了夹层板的弯曲平衡微分方程,并采用Navier方法,给出了分布载荷作用下四边简支、上下表层为对称正交铺层的夹层板弯曲问题的理论解;用算例对典型格栅夹层板的理...
导电橡胶因其超高的弹性和良好的导电性而在柔性电子材料领域受到广泛关注。受载时导电填料重新排列会产生相应的电阻变化。本研究选取镍包碳纤维(Nickel coated carbon fiber,CF-Ni)填充于基胶聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)中制备导电橡胶。基于MATLAB平台,观察了导电橡胶中CF-Ni纤维的静态分布,并构建了纤维取向率的计算方法;随...
通过对比碳纤维增强树脂复合材料(CF/EP)层合板在单一雷电流脉冲及不同组合及时序的多重雷电流分量作用下的雷击损伤特性,探索多重连续雷电流分量在CF/EP层合板上的散流过程与作用机制。研究发现CF/EP层合板在雷电流脉冲作用下出现纤维断裂、烧蚀、树脂热解、铺层分离等严重雷击损伤。在雷电流A、B、C及D分量连续作用下,CF/EP损伤面积达到2790mm...
利用微分几何理论和四阶龙格库塔法求解气瓶封头上T700碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)非测地线缠绕角微分方程,得到稳定的非测地线缠绕轨迹;利用有限元仿真软件建立T700CFRP缠绕气瓶有限元模型,分析不同非测地线轨迹对工作压力(30MPa)下T700CFRP缠绕气瓶强度的影响,并采用渐进损伤模型分析爆破压力的变化规律。对于封头高h=50mm的T700CFRP缠绕气...
依据真空辅助树脂灌注(Vacuum assisted resin infusion,VARI)技术,对VARI方法制备玻璃纤维/环氧树脂复合材料风电叶片过程中树脂的渗透缺陷形成机制和消除方法进行了研究。结果表明,在环境温度为25℃和初始混合时间为100min、混合树脂黏度为250mPa·s时,树脂的放热温度和渗透性能最佳。导流介质的使用可以降低渗透难度,缩短充模时间。使用6层三...
碳纤维增强树脂复合材料(Carbon fiber reinforced plastic,CFRP)因其轻质高强的特点,越来越多地应用到汽车轻量化设计和制造中。为研究CFRP板件及CFRP-Al层合板深拉成型影响因素,加速CFRP零部件产业化进程,本文通过DSC测试分析了CFRP预浸料的固化放热过程,以此为依据,用热压罐制备了不同后固化温度下成型的CFRP板材及单向、编织两种预浸带铺层...
为解决由于碳纤维/树脂复合材料多钉连接结构中钉载分配状态和测试方法不同导致的钉载系数测试分散性不明确的问题,针对应变片和钉载矢量传感器两种测试方法,提出基于不确定度理论的钉载系数相对测量不确定度的计算模型,并计算两种测试方法对碳纤维X850/树脂复合材料单剪、双剪连接结构钉载系数的相对测量不确定度。结果表明,应变片测试方法中,...
管状涤纶-苎麻非织造物/环氧树脂复合材料的厚度大小对管道修复后的介质过流能力、内衬材料强度会产生一定的影响,本文根据曼宁方程和复合材料管道设计原则建立了厚度、过流能力及强度的计算公式。采用响应曲面法优化涤纶-苎麻非织造物的制备工艺,在单因素试验的基础上,根据Box-Behnken试验设计原理,选取混杂比、纤网定量、针刺密度3个因素,依据...
针对采用螺栓连接方式固定的夹芯复合材料加筋结构,表层采用分层理论单元、芯层采用体单元,结合有限元方法计算固有频率和振型。通过试验验证,有限元计算结果与试验结果吻合,并得到了在有限元分析中模拟实际结构边界条件的处理方法。试验结果对比表明,与钢制结构相比,夹芯复合材料加筋结构前三阶固有频率提高2倍以上,夹芯复合材料加筋结构能大幅...
针对复合材料预浸带缠绕过程中制品的残余应力、孔隙率最小化和层间剪切强度(ILSS)最大化的多目标优化问题,采用Box-Behnken Design(BBD)原理设计四因素三水平的T300/环氧树脂预浸带缠绕实验;基于灰色关联分析(GRA)将多目标优化问题转化为单目标优化问题,利用主成分分析(PCA)法确定残余应力、孔隙率和ILSS对灰色关联度(GRG)的影响权重;通过对实...
针对纤维缠绕复合材料高速飞轮径向分层问题,提出环向和径向同时强化的圆环平纹织物结构,环向纱束为单一纤维束连续织造。建立了“平头梭形”截面的单胞模型,兼顾双向纱束轮廓差异。基于扇形单胞和矩形单胞结构相似性,定义了“等参数”织造约束条件。采用体积平均法预测圆环织物扇形单胞等效弹性参数,并采用轮缘径向多层分割模型,分析了机织飞轮...
采用Python语言对ABAQUS软件进行二次开发,生成了短切碳纤维在乙烯基酯树脂中随机分布的二维平面应变模型,建立代表性体积单元(RVE),通过Hypermesh对模型进行网格划分,为保证RVE应力场的均匀协调性,在周期性边界条件下,对短切碳纤维/乙烯基树脂进行拉伸性能数值模拟计算分析,并结合实验研究了短切碳纤维长度对片状模塑料拉伸性能的影响。结果验...
基于砂/树脂断裂与砂树脂界面脱粘失效行为的砂/树脂三维微细观单胞模型被构建,用于研究砂/树脂在拉伸载荷作用下的微观应力特征、树脂粘结桥的损伤破坏模式及微观结构(树脂含量、砂粒粒径、砂粒级配及粘结桥有效横截面积比)对其宏观拉伸强度的影响。该三维微细观单胞模型采用内聚力行为方法刻画粘结砂/树脂界面的失效,采用扩展有限元方法(Exten...
通过原位X射线成像系统研究了两种SiC粒径配比(45μm和(45+100)μm)对70vol%SiC颗粒(SiCP)/Al复合材料变形损伤行为的影响。在准静态压缩加载下,利用X射线数字图像相关方法(XDIC)计算了SiCp/Al复合材料在不同变形阶段的应变场分布。宏观应力-应变曲线表明,因颗粒尺寸引起的SiCp/Al复合材料的强度差异较小,但粒径配比为45μm的SiCP/Al的延展性明显优...
采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备出不同混杂比例碳纳米管(CNTs)和TiB2混杂增强铜(CNTsTiB2/Cu)复合材料,对复合材料致密度、硬度、导电率、导热率和显微组织进行了对比和分析。同时对复合材料进行了电接触试验,研究了不同电流条件下CNTs与TiB2混杂比例对CNTs-TiB2/Cu复合材料电弧侵蚀行为的影响。结果表明:随着CNTs与TiB2混杂比例的增加,CNTs-T...
采用涂刷法和浆料浸渍法在(C/C)/SiC复合材料基础上制备了(C/C)/ZrB2-SiC复合材料,采用微观分析和氧-乙炔烧蚀试验,并借助SEM、EDS等手段,研究三种材料的微观结构、抗烧蚀性能和抗烧蚀机制。结果表明:制备的(C/C)/ZrB2-SiC复合材料的抗烧蚀性能优于(C/C)/SiC复合材料,相比(C/C)/SiC复合材料,涂刷法制备的(C/C)/ZrB2-SiC复合材料600s和1000s线烧...
为了开发高储能密度的无机/有机介电复合材料,本文采用有限元法分别研究了直径为100nm的球形填料与基体介电常数的比值(k)、球形填料在复合材料中的排列方式、球形填料尺寸(100~300nm)、纤维状填料长径比(α)和片状填料的球形度(β)对复合材料介电性能的影响。计算结果表明,当k值大于20时,复合材料的介电常数变化不明显;球形填料沿电场方向成链式...
本文通过开展缝合式三维编织C/SiC复合材料的准静态单轴拉伸及循环加卸载试验,研究加卸载行为对复合材料的损伤及材料内部能量耗散的影响。通过对材料的断口分析,探究加卸载对材料破坏强度的影响规律。结果表明,加卸载行为会消耗材料内部的能量,对纤维束与基体之间的界面造成损伤,进而降低材料的承载能力;材料滞回曲线的面积随着卸载点应力的增...
基于MSC.Marc有限元软件对Cu-Cr粉体颗粒的单、双向致密化过程进行了细观数值模拟分析。研究了不同压制方式及摩檫系数对Cu-Cr粉体颗粒致密度及形貌变化的影响。结果表明:随着摩擦系数的增大,单向压制Cu-Cr粉体颗粒的致密化程度越高,摩擦系数为0.5时,单向压制的Cu-Cr粉体颗粒最高致密度为96.4040%;随着摩擦系数的减小,双向压制Cu-Cr粉体颗粒的致...
基于陶瓷基复合材料在多轴应力作用下的各向异性损伤演化机制,提出损伤解耦分析的模型和方法,实现定量描述损伤分量之间的耦合影响效应。考虑损伤引起的内应力强化,通过引入有效应力的概念,对微细观损伤造成的材料承载性能衰减进行了表征,并提出复杂应力条件下强度失效判别的最大有效应力判据和二次有效应力判据。采用平纹编织C/SiC复合材料,开...
以尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀法包覆改性TiO2,制备了核壳型TiO2@SbxSn1-xO2(ATO)复合导电粉体,利用SEM、EDS、HRTEM、XRD、XPS、顺磁波谱仪(EPR)、FTIR及激光粒度仪(LPSA)等对其进行表征,并对其导电性的主要影响条件进行了研究及分析,提出了均匀沉淀包覆及反应机制。研究表明,反应温度为92℃时,尿素与金属阳离子摩尔比为10∶1的情况下,OH-释放量...
配制普通混凝土(NC)和玻化微珠保温混凝土(GHB/NC),研究从常温升温至1000℃高温后表观现象变化、质量、抗压强度损失等性能的劣化过程,同时讨论超声波无损检测法评判混凝土高温后性能的普适性,对比分析相对波速、损伤度与受热温度、抗压强度损失率的关系,利用SEM观察不同高温后试件微观结构变化。结果表明:采用相对波速、损伤度评价混凝土高温后...
利用改进的渗透试验装置,研究了混凝土(NC)单轴受压时结构型钢纤维(SF)掺量和荷载等级对其渗透系数的影响,并对数据进行拟合分析;同时还利用超声检测研究了不同荷载等级对SF/NC造成的损伤。分析表明:NC单轴受压时,其渗透性与荷载等级有关,且存在阈值现象,当荷载等级大于渗透阈值时,渗透系数迅速增大。结构型SF的加入可以推迟渗透阈值的出现,渗透...
采用水热法合成了掺钒量分别为0mol%、0.5mol%、1.0mol%的SrTiO3(编号依次为S-0、S-0.5、S-1.0),通过XRD、SEM、BET比表面积分析、电子顺磁共振谱(EPR)、XPS、FTIR、UV-vis吸收光谱及PL等方法测试了材料的结构特征及光学性质,并采用NO光催化氧化及CO2光催化还原对比了掺钒前后SrTiO3的光催化活性的变化。研究结果表明,钒对SrTiO3中的Ti位进行取...
采用壳聚糖增韧改性矿渣基地聚合物,研究了壳聚糖掺量对矿渣基地聚合物强度与弯曲韧性、吸附重金属离子性能的影响规律,采用FTIR、NMR、SEM及EDS等测试手段揭示了壳聚糖对矿渣基地聚合物的改性机制。结果表明,与空白样相比,壳聚糖掺量(与矿粉质量比)为2%的矿渣基地聚合物28天弯曲韧性系数提高497.22%,对Pb^2+、Cr^3+的吸附效率分别提高68.89%、8...
混凝土的声发射特性是其在受载过程中的伴生现象,具有对应力或应变历史的记忆性,可以利用声发射记忆性评价混凝土结构损伤历史。通过中央带裂缝混凝土试件循环拉伸断裂试验,分析了不同声发射参量与循环荷载历程之间的关系,建立了循环拉伸状态下混凝土声发射损伤模式,揭示了初始裂缝宽度对Felicity比的影响规律。结果表明,动态轴向循环荷载作用下...
采用一种拓展的n阶广义梁理论(GBT),研究了轴向机械载荷作用下多孔功能梯度材料(FGM)梁在湿热环境中的振动及屈曲特性。考虑了材料的物性随温度变化,湿-热沿梁厚按三种不同类型分布,采用含孔隙率的修正Voigt混合率模型描述多孔功能梯度梁的材料属性,在宏-细观力学模型框架下应用Hamilton原理统一建立了系统的自由振动及屈曲方程,采用Navier法求...
对具有负泊松比的六韧带手性结构的动力性能进行了研究。以提高韧带手性结构胞元结构刚度为目标,建立基于固有频率参数的优化模型。通过定义不同阶次固有频率对应的权重系数,实现了固有频率参数的归一化。选择韧带手性结构胞元的韧带厚度、圆环壁厚两个参数为优化变量,建立了结构优化方程。最后,应用遗传算法(GA)对韧带手性结构进行优化。结果表...
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