关键词： 水泥基材料   混杂纤维   微观结构   基本力学性能   抗折强度   抗压强度  

摘要： 研究不同纤维对水泥基体的增强效果不仅需要考虑单一纤维增强的局限性,还应关注纤维之间混杂效应的影响。为探讨纤维增强水泥基复合材料的力学性能,本工作选取三种不同种类的纤维(钢纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维)作为研究对象,分析了混杂效应对水泥砂浆试件的具体影响。研究结果显示:在单掺纤维的试验中,随纤维掺量的增加试件的力学性能呈先升后降的趋势。而在混掺纤维的试验组中,每种纤维在各自最优掺量时展现出最佳性能,表明不同种类的纤维能够充分发挥各自的优势。微观层面的研究表明,纤维与水泥基体之间的结合非常紧密,显著提升了水泥基复合材料的力学性能,并提升了其整体强度。

关键词： 复合材料   3D打印   夹芯结构   吸能比  

摘要： 设计了一种新型类负泊松比夹芯结构,该结构的设计灵感来源于凹型蜂窝。采用3D打印碳纤维—聚乳酸复合材料制得试验件,通过三点弯曲试验研究了其吸能效果和抗弯性能,并利用有限元仿真软件进行仿真分析。结果表明,此结构峰值承载可达209.63 N,仿真结果与试验结果接近。弯曲过程总吸能为8384.62 mJ,弯曲过程吸能比大约为289.12 mJ/g。与凹入式双箭头蜂窝结构相比,吸能比提升约65.01%;与传统凹型蜂窝结构相比,吸能比提升约两倍。此结构在抗弯性能足够的条件下达到了较好的吸能效果,可应用于航空领域。

关键词： 镍含量   高强钢   复合材料   耐久性  

摘要： 以高强钢为基体材料,采用电镀技术在其表面制备镍-铬合金耐腐蚀涂层。为探究镍含量对材料性能的影响,制备了镍的质量分数分别为0、1.2%、1.5%、1.8%的系列样品,并评估了其在风蚀环境中的耐久性。结果表明:当镍的质量分数为1.5%时,复合材料的抗冲蚀性能最优。在吹沙角度为20°、速度为35 m/s的条件下,该材料表现出卓越的力学性能:弯曲模量为210 GPa,弯曲强度为850 MPa,拉伸模量为220 GPa,抗拉强度为950 MPa,各项性能均保持较高水平。微观结构分析显示,其组织结构均匀致密。即使在干湿循环与风蚀的双重作用下,材料仍保持完整结构,展现出优异的耐久性。这为开发高性能抗风蚀材料提供了重要的试验依据和理论指导。

关键词： 聚氨酯   复合材料   透明性   反饱和吸收   非线性光学  

摘要： 为了制备出具有高透光率的透明型非线性光学材料,将自制芘基查尔酮(TEBTP)引入到聚氨酯(PUR)合成体系中,通过改变TEBTP的含量,制备了一系列新型透明PUR/TEBTP非线性光学复合材料。对不同TEBTP含量下复合材料的结构、动态力学性能、拉伸性能和透光率进行了测试与表征,同时采用双4f相位成像(含Z-扫描)测试仪对不同TEBTP含量下复合材料的非线性光学性能进行测试。结果表明,复合材料在470 nm以上的可见光至近红外光区域表现出优异的光学透明性。TEBTP的引入对PUR的拉伸强度和储能模量影响不大。随着TEBTP含量的增加,复合材料的损耗模量增大,透光率却有所降低,但其透光率都在75%以上。在波长为532 nm、脉冲宽度为15 ps的激光激发下,复合材料表现出较强的反饱和吸收特性,并随着TEBTP含量的增加,材料的三阶非线性吸收系数逐渐增大,当TEBTP的质量分数达到0.05%时,复合材料的光学非线性吸收系数为4×10^(-11)m/W,比TEBTP质量分数为0.01%时增加了约20倍。由于PUR/TEBTP复合材料具有良好的光学透明性和较强的反饱和吸收特性,其在非线性光学领域具有一定的应用潜力。

关键词： 化学剂   化学微球调剖   油田开发   二氧化硅纳米粒子   稠油  

摘要： 化学微球调剖作用可以通过降低界面张力和改善流度控制的协同效应对地下流体进行控制用以提升油田开发效率。研究分析了两种不同粒径(5、20 nm)的亲水性二氧化硅纳米粒子对表面活性剂溶液的相行为和聚合物溶液流变性测试的影响,进行了高黏度和低界面张力化学剂配方的化学微球调剖实验。相行为实验结果表明,由于表面活性剂溶液中存在较小分散的二氧化硅纳米粒子,界面张力急剧下降,从30 N/cm大幅降低至0.002 N/cm;流变性测试结果表明,浓度最高的二氧化硅纳米粒子溶液具有最低的黏度,较大粒径的二氧化硅纳米粒子在较宽的剪切速率范围内可提高低相对分子质量聚合物溶液的黏度,有利于特定油田稠油开发。结果表明,表面活性剂和聚合物溶液中分散的二氧化硅纳米粒子可以显著提升油田开发效率。

关键词： 复合材料   铆接   垫圈   衬套   接头强度   失效行为  

摘要： 垫圈、衬套或其组合对复合材料结构的铆接质量有重要影响,但目前缺乏对其安装工艺系统研究。通过对铆接接头的准静态拉伸试验对比研究了净铆接、垫圈铆接、衬套铆接和垫圈+衬套组合铆接4种工艺下碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)铆接接头的连接强度和失效行为,系统评估了不同铆接工艺对接头失效模式的影响。结果表明,垫圈铆接可通过增大承载面积和垫圈的挤压变形提高接头吸收能量和抵抗损伤的能力,使接头获得最高的强度,同时限制次弯曲延缓接头的破坏,使接头失效模式表现为挤压失效;衬套铆接所使用的铆钉尺寸小,导致接头抵抗损伤和能量吸收能力下降,接头强度最小,失效模式为挤压-拉脱混合失效;垫圈+衬套铆接方法虽不能提高接头抵抗损伤的能力,但可使接头能量吸收能力和接头强度大幅提高。

关键词： 动车组   复合材料   超单元   铺层优化设计  

摘要： 利用超单元和结构优化相结合的技术,对动车组复合材料车体承载部件进行强度优化。首先,根据复合材料承载特点和力学特征,建立某动车组复合材料车体强度分析有限元模型。其次,在EN 12663-2014标准静态载荷工况下,车体碳纤维侧墙的最大蔡-吴失效因子仅为0.120,表明结构强度存在较大冗余。最后,通过超单元建模技术,以侧墙柔度、质量和铺层顺序为目标函数,以质量分数、蔡-吴失效因子和应变值为约束条件,对侧墙铺层方案进行优化设计,得到最佳的铺层顺序为[45°/-45°/45°/-45°/0°/45°/-45°/90°/90°/0°/90°/0°/45°/-45°]_(s)。优化结果显示,侧墙质量减少24.2%,最大蔡-吴失效因子提升至0.278,在满足车体静强度要求的同时,有效减少强度冗余。

关键词： 复合材料   热压罐工艺   帽形长桁   转角   厚度  

摘要： 采用热压罐工艺成型带转角的复合材料零件时,由于结构原因,复合材料零件的转角区存在压力差,导致零件固化后阴角偏厚,阳角偏薄。以帽形长桁为研究对象,对复合材料热压罐工艺转角区厚度偏差的原因及关键影响因素进行了分析,并针对性地进行了试验验证。根据理论分析及试验验证结果可知,转角区厚度偏差程度与转角区R角大小及厚度的比值(R/t)直接相关,R/t值越小转角区厚度偏差越大。在R/t值确定的情况下,减小试验件固化封装时转角区辅料的厚度和架桥风险,如在转角区采用裁开的玻璃布替代整块透气毡作为试验件固化时的导气材料,可明显改善转角区的厚度偏差和成型质量。

关键词： 复合材料蜂窝夹芯地板   镶嵌件   有限元分析   推出力试验  

摘要： 介绍了某型飞机客货舱复合材料蜂窝夹芯地板的结构组成和材料,分析了客货舱地板面板上镶嵌件在面板安装和飞机静止、飞行过程中的受力情况。针对地板面板安装到地板横梁上时镶嵌件的受力情况进行研究,开展了有限元分析和推出力试验。结果表明,面板上镶嵌件在推出力达到一定值的情况下,面板中与灌封胶相邻的蜂窝芯先发生破坏,蜂窝芯发生破坏的推出力大小受灌封胶灌封量的影响。

关键词： 废纸材料   高密度聚乙烯   绿色建筑   可持续发展  

摘要： 针对传统建筑外立面装饰材料存在的基础力学性能差等问题,以废纸、高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚烯烃等分别作为增强材料改性材料、基体材料、偶联剂等制备了一种建筑外立面装饰纸塑复合材料,以试验的形式对该纸塑复合材料的综合性能进行了分析。结果表明,该纸塑复合材料的最佳拉伸强度达到了28.5MPa,断裂伸长率达到了12.0%,弯曲强度达到了42.3MPa,均显著优于一般PPC板材。此外,材料的耐水性和阻燃性也优于常见的PPC板材。