关键词： 金属基高分子复合材料   表面硬度   测试装置   检测方法   数据处理  

摘要： 金属基高分子复合材料因其优异的力学性能和耐磨性在工业领域得到广泛应用。针对现有表面硬度测试方法存在的精度不足、测试效率低等问题,设计了一种新型表面硬度测试装置。该装置采用微控制器控制,集成压力传感器、位移传感器及数据采集系统,实现了测试过程的自动化和数字化。通过对测试力、压痕深度的精确采集和数据处理,建立了一套完整的硬度检测方法。实验结果表明,测试装置重复性误差小于1%,测量精度达到±0.1HV,显著提高了测试效率和准确性。研究成果为金属基高分子复合材料的质量控制提供了可靠的技术支撑。

关键词： 碳纤维增强树脂(CFRP)   固化过程   残余应力   损伤行为   四点弯  

摘要： 为了克服以往碳纤维增强树脂(CFRP)基复合材料固化成型分析与损伤力学分析两者割裂的问题,本文搭建了关联固化过程与承载力学行为的一体化分析计算框架,并以AS4/8552复合材料的四点弯加载行为为例,系统开展了计算方法的验证。固化成型分析时,综合考虑固化过程中纤维和树脂基体的机械应变、热膨胀应变及化学收缩应变,并针对材料性能的时变演化引入CHILE模型,表征材料参数随温度的变化规律,建立了基于材料时变特性的热–化–力耦合分析模型。在进行力学行为分析时,将固化残余应力场作为预定义场,并采用Hashin失效准则和Cohesive zone模型分别表征材料的层内和层间损伤。结果表明,该情况下固化残余应力不仅影响材料损伤形式和分布,也会降低损伤失效极限载荷,所预测的四点弯载荷–位移曲线、损伤区域与试验结果具有较好的吻合性,验证了所提计算方法的有效性。

关键词： YOLOv7-FSE   复合材料缺陷   红外检测   低分辨率   mAP精度  

摘要： 针对飞机复合材料缺陷红外图像分辨率较低、检测精度不高等导致缺陷特征难以准确表征的问题,本文提出了一种YOLOv7-FSE(YOLOv7 FReLU-SiLU-EIOU)的改进检测算法。该算法首先将YOLOv7中SiLU激活函数替换为漏斗激活函数FReLU,提高对缺陷特征的空间敏感性。然后使用SPD-Conv(Space to depth Convolution)卷积改进特征提取方式,提升算法对低分辨率红外图像缺陷复杂特征的表征能力。最后将EIOU损失函数替代CIOU损失函数,通过优化边界框识别权重使其聚焦于生成更高质量锚框提升整体检测性能。对比结果表明,本算法相较于其他检测方法如Faster-RCNN、YOLOv3的mAP精度值分别提高10.8%、10.1%。与YOLOv7算法相比,YOLOv7-FSE算法的P精确度由88.3%提高到94.9%,mAP由90.1%提高到97.7%。该算法可应用在飞机表面复合材料缺陷的红外检测中,在结合搭载嵌入式设备开展快速检测方面具有潜在应用前景。

关键词： 复合材料螺旋桨   水动力性能   结构响应   相似准则   流固耦合  

摘要： 为了预测复合材料螺旋桨的水动力特性,采用量纲分析法对影响螺旋桨水动力性能的参数进行了分析,并基于相似准则发展了复合材料螺旋桨水动力相似模型.通过复合材料螺旋桨双向流固耦合计算方法对原型桨和模型桨的水动力性能、结构响应及振动模态特性进行分析.研究结果表明,基于雷诺相似准则,模型桨的来流速度需在原型桨的基础上放大数倍,在常规试验环境下难以实现,因此雷诺相似模型不适用于复合材料螺旋桨的水动力性能预测.基于弗劳德相似准则,模型桨应与原型桨保持相同的密度,且弹性模量和剪切模量相比原型桨减小了数倍.由于实际生产材料难以同时满足这两项要求,进一步发展了两种非标准弗劳德相似模型.基于适当放松材料弹性性能的弗劳德相似准则,模型桨的刚度较大,导致其水动力性能与原型桨存在一定差距;基于适当放松材料密度要求的弗劳德相似准则,模型桨的水动力性能与原型桨吻合较好,但模态频率仍存在偏差.基于马赫相似准则预测的模型桨水动力性能、结构响应特性及振动模态与原型桨吻合较好,表明该相似模型在复合材料螺旋桨性能预测方面具有良好的适用性.文章针对复合材料螺旋桨建立了水动力相似关系,可为其设计与优化提供理论依据.

关键词： NiTi纤维   层状复合材料   准静态压缩   应变率敏感性   断裂形貌   能量吸收   抗压强度   断裂机理  

摘要： 针对NiTi纤维对于Ti/Al层状复合材料力学性能的影响问题,本文采用真空热压烧结方法制备Ti/(Al3Ti+Al3Ni)层状复合材料,并制备2组对比试样,采用准静态压缩实验方法进行研究,分析应力应变曲线和断裂形貌判断机理。结果表明:随着NiTi纤维的完全反应,Ti/(Al3Ti+Al3Ni)层状复合材料相较于Ti/Al3Ti层状复合材料和NiTi纤维增强Ti/Al3Ti层状复合材料拥有更为优异的韧性和能量吸收。

关键词： 杨木纤维   聚乳酸   复合材料   力学性能   耐水性能  

摘要： 以杨木纤维和聚乳酸为原料,通过硅烷偶联剂KH-550对杨木纤维提前进行表面改性,随后通过熔融共混工艺将改性后的杨木纤维与聚乳酸进行混合,制备出了木纤维-聚乳酸复合材料。研究了KH-550处理时间对杨木纤维的物相结构、微观形貌、光谱性能和水接触角的影响,并分析了KH-550处理时间对木纤维-聚乳酸复合材料微观形貌、力学性能和耐水性能的影响。结果表明,随着KH-550处理时间的增加,木纤维的结晶度得到了提高,表面出现了大量凸起,水接触角逐渐增大,润湿性降低。当KH-550处理时间为9 h时,硅烷偶联剂与木纤维表面的反应逐渐达到了饱和状态,木纤维表面的粗糙度趋于稳定。随着KH-550处理时间的增加,木纤维-聚乳酸复合材料的冲击强度、静曲强度和弹性模量均先增大后降低,吸水率和吸水厚度膨胀率均先快速增大后逐渐趋于平缓。当KH-550处理时间为9 h时,复合材料的冲击强度、静曲强度和弹性模量达到最大值,分别为8.5,31.5 MPa和40.3 GPa;该试样的吸水率和吸水厚度膨胀率在75 h时达到饱和状态,分别为最低值12.7%和6.9%,耐水性能最强。

关键词： 船用螺旋桨   铜基合金   不锈钢   复合材料  

摘要： 作为船舶推进系统的核心部件,螺旋桨材料的应用会直接影响其使用性能和服役寿命,厘清船用螺旋桨材料过去和当前的发展及应用,有利于为后续船舶螺旋桨材料的研究和发展提供新的思路和方向。本文通过对国内外船用螺旋桨材料的发展及应用情况进行回顾、总结和归纳,分别从螺旋桨用铜基合金材料、不锈钢材料、复合材料以及其他金属材料4个方面,对船用螺旋桨材料的发展历程和现状进行概述,总结不同材料螺旋桨的优缺点,并展望未来船用螺旋桨材料的发展趋势与应用方向。

关键词： 石墨烯   聚氯乙烯   溶液共混法   力学性能   热稳定性  

摘要： 采用溶液共混法制备了不同含量石墨烯的石墨烯-聚氯乙烯复合材料,通过对该复合材料的力学性能、微观形貌、导电性能和热失重等进行分析发现:随着石墨烯含量的增加,石墨烯-聚氯乙烯复合材料的拉伸强度和硬度均逐渐升高,当石墨烯含量为4wt%时,拉伸强度和硬度分别达到最大值25.8 MPa和49.2°,导电性能分析发现石墨烯-聚氯乙烯复合材料的电导率随着石墨烯含量的增加而呈指数上升,在石墨烯含量为6wt%时电导率达到了最大值,SEM分析发现纯聚氯乙烯的断面和基体中存在着缺口较多,当引入石墨烯后断口处慢慢细化并出现了片层结构,聚氯乙烯分子有效附着在表面,热分析发现随着石墨烯含量的增加,石墨烯-聚氯乙烯复合材料的热稳定性得到了明显的改善,并且在500℃下炭残留随着石墨烯含量的增加而升高,在石墨烯含量6wt%时的炭残留达48.3%。

关键词： 真空紫外辐照   环氧复合材料   交联   电荷输运   直流沿面闪络  

摘要： 盆式绝缘子气-固界面的沿面闪络是GIS绝缘失效的重要形式之一,严重威胁特高压输电系统的安全运行。为提升盆式绝缘子的沿面直流闪络性能,采用真空紫外改性技术对盆式绝缘子环氧复合材料进行处理,采用表面电位测试和量子化学分析等多种手段获得真空紫外改性后环氧复合材料的分子间距、密度、热稳定性、能带结构、陷阱能级、表面电荷分布和直流沿面闪络电压,揭示紫外辐照改性直流沿面闪络的内在机理。结果表明,经真空紫外处理12 h后,环氧复合材料在SF_(6)中直流闪络电压提升17%。20 kV异极性充电6 h后,闪络电压提升24%,且试样放置6个月后,直流闪络电压衰减幅度小于2%,具备良好的长期稳定性。通过分析试样陷阱能级及电荷输运特性,发现真空紫外处理促使环氧分子链在高能光子辐照下发生交联反应,使得环氧分子的LUMO能级降低,引入大量深陷阱,导致陷阱深度和密度显著增高。陷阱能级提升导致大量同极性电荷聚集在电极附近,进一步阻碍载流子注入,导致直流闪络电压的提升。以上建立的真空紫外辐照-电荷输运-沿面闪络的关系表明,该真空紫外辐照策略有望成为提升直流闪络性能的重要工程手段。

关键词： 有色合金   复合材料   学术会议   学术年会  

摘要： 1.会议主办单位中国机械工程学会铸造分会特种铸造及有色合金杂志社(武汉)有限公司中国矿业大学2.会议承办单位特种铸造及有色合金杂志社(武汉)有限公司3.大会顾问傅恒志院士柳百成院士丁文江院士李元元院士4.学术委员会大会主席:陈光苏彦庆潘冶副主席:(按姓氏笔划为序)王同敏王慧远孙宝德严密李卫李言祥吴国华余欢宋克兴陈瑞润周建新侯华袁晓光翟启杰樊自田魏世忠。