关键词： 石墨烯纳米片   改性树脂   有限元方法   力学性能  

摘要： 石墨烯纳米片(Graphene nanoplatelets, GNPs)作为一种重要的碳基纳米改性粒子,其优异的力-热-电特性能可有效提升环氧树脂的综合性能。然而,GNPs随机分布特征明显、空间构型复杂,增加了GNPs改性环氧复合材料力学性能的分析难度。本工作针对GNPs改性环氧树脂建模难度大、计算效率低等问题,提出了一种新的2D随机分布GNPs改性环氧胞元几何模型,基于2D周期性位移边界条件,考虑GNPs横观各向同性弹性本构关系,构建了材料等效弹性性能的有限元预测模型,并详尽分析了GNPs质量分数、尺寸等对材料等效弹性性能的影响规律。分析表明,2D随机分布GNPs改性环氧有限元模型能有效表征材料等效弹性性能,且具有预测精度高、数值收敛快等特征。

关键词： 电站   锅炉   T91钢   力学性能  

摘要： 近年来,国家重视新能源发展,提高了太阳能光伏发电、风能发电、水力发电比例,但是因为我国全社会用电量需求较大,致使火力发电在现有电力供应中依然占用重要地位。电站锅炉是影响发电效率以及电站运行安全的关键,需要结合电站锅炉的运行特点以及锅炉材料特点,综合锅炉材料的力学性能指导锅炉的日常管理。本文通过对火电厂锅炉运行原理的简单介绍,分析电站锅炉运行的安全性能要求,结合对已有T91钢的相关性能分析,对电站锅炉用T91力学性能展开研究,以更好地指导电站锅炉的日常维护与保养,提高电站锅炉的运行安全。

关键词： 梯度复合材料   Al-Ag   致密化   准等熵压缩  

摘要： 准等熵压缩实验可以通过轻气炮驱动不同阻抗分布的弹丸材料实现。弹丸的阻抗分布决定了加载的应力-应变率范围。采用粉末铺层结合热压烧结工艺制备了阻抗连续变化的Al-Ag梯度复合材料,并对单层Al-Ag复合材料以及Al-Ag梯度复合材料的结构与性能进行了研究。结果表明,Al-Ag梯度复合材料的最佳烧结工艺为570℃-100 MPa-2 h,各组分的Al-Ag复合材料致密度均大于95%。除此之外,各组分的Al-Ag复合材料的力学性能、SEM、热膨胀系数结果均表明Al-Ag梯度复合材料的可行性。Al-Ag梯度复合材料的SEM和EDS结果表明梯度复合材料内部元素分布与设计方案一致,层间平行度较好。动态加载实验结果显示Al-Ag梯度复合材料具有良好的准等熵加载效果,有明显的准等熵加载效果,与模拟结果吻合较好。制备的Al-Ag梯度复合材料具有稳定的准等熵压缩效果,为探究不同应力-应变率下的材料的高压物性参数及损伤机制提供了支撑。

关键词： 复合材料电控盒   参数化模具设计   动态成型工艺   预防性维保  

摘要： 本研究针对空调电控盒制造中ABS/PVC复合材料的工程应用展开系统性分析,重点探讨模具结构优化、注射成型工艺调控及模具全生命周期管理等核心环节。通过材料热力学特性与流变行为研究,建立面向复合材料的模具设计准则,提出阶梯式温度控制方案与动态保压策略。结合生产实践验证,形成涵盖模具参数化设计、工艺窗口优化及预防性维护的全流程解决方案。研究成果有效提升产品合格率至98.5%,模具服役周期延长40%,为精密电子部件制造提供技术参考。

关键词： 氮化物纤维   陶瓷基复合材料   高温透波  

摘要： 新一代飞行器天线罩(窗)要求具有优异的热、力、电综合性能。氮化物纤维增强氮化物陶瓷基复合材料具有耐高温、高强度及优异介电性能,是理想的高温透波承载一体化材料。在论述现有连续纤维增强陶瓷基高温透波复合材料体系的性能特点、适用环境及制备工艺的基础上,同时提出了当前阶段基于PIP工艺制备氮化硅纤维陶瓷基复合材料的难点及关键问题。

关键词： 2.5D-SiCf/SiC   微结构   拉伸试验   损伤过程   损伤演化模型  

摘要： 2.5D-SiC_f/SiC复合材料的经向与纬向力学性能存在明显差异,研究其微结构与拉伸行为关系对揭示2.5D-SiC_f/SiC复合材料各向异性损伤机理,提升应用性能具有重要意义。本文采用化学气相沉积法制备了2.5D-SiC_f/SiC复合材料,并对其微结构和拉伸性能进行表征。结果发现,材料内部存在典型的X形孔隙网络区域,在该区域经纱与轴向存在12°夹角。拉伸过程中,经纱除了承受拉应力外也同时承受剪切力的影响,导致经向纤维拉伸损伤容限下降,故断裂时经向拉伸断裂损伤程度(53%)低于纬向(63%)。以上结构特征导致经向纤维束体积分数是纬向纤维束的2.52倍,而经向拉伸强度(255.8MPa±5.5MPa)却只是纬向(156.1MPa±29.9MPa)的1.64倍。

关键词： 处理牙本质基质   α-半水硫酸钙   MC3T3-E1   增殖   分化  

摘要： 目的探讨不同质量比处理牙本质基质(treated dentin matrix,TDM)/α-半水硫酸钙(α-calcium sulfate hemihydrate,α-CSH)复合材料浸提液对MC3T3-E1细胞增殖和成骨向分化的影响。方法制备α-CSH、10%TDM/α-CSH、30%TDM/α-CSH、50%TDM/α-CSH复合材料浸提液,采用不同质量比TDM/α-CSH复合材料浸提液培养MC3T3-E1细胞。采用CCK-8检测培养0 d、1 d、3 d、5 d、7 d时各组细胞的增殖活力,同时采用RT-qPCR和Western blot实验检测各组细胞中成骨分化相关基因,碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)、Runt相关转录因子2(Runt-related transcription factor 2,RUNX2)的表达。结果与空白对照组和α-CSH组相比,10%TDM/α-CSH组、30%TDM/α-CSH组、50%TDM/α-CSH组中细胞的增殖活力明显升高(P<0.05)。培养5 d和7 d时,30%TDM/α-CSH组和50%TDM/α-CSH组中MC3T3-E1细胞的增殖活力明显高于10%TDM/α-CSH组(P<0.05);与30%TDM/α-CSH组相比,50%TDM/α-CSH组中MC3T3-E1细胞的增殖活力也明显升高(P<0.05)。与空白对照组和α-CSH组相比,10%TDM/α-CSH组、30%TDM/α-CSH组、50%TDM/α-CSH组MC3T3-E1细胞中ALP、OPN和RUNX2的表达水平显著升高(P<0.05);30%TDM/α-CSH组和50%TDM/α-CSH组中ALP、OPN和RUNX2的表达水平明显高于10%TDM/α-CSH组(P<0.05);与30%TDM/α-CSH组相比,50%TDM/α-CSH组中ALP、OPN和RUNX2的表达水平也明显升高(P<0.05)。结论TDM/α-CSH复合材料浸提液,尤其是50%TDM/α-CSH复合材料浸提液能够显著促进MC3T3-C1细胞的增殖及成骨向分化。

关键词： 无损检测   红外热成像   碳纤维增强聚合物   引导滤波   慢特征分析  

摘要： 复合材料在生产制造过程中容易产生缺陷,通过无损检测技术来评估其安全性是必要的。红外热成像技术有着成本低廉和易于设置的优点,然而,红外热成像单次测试采集的多张热图像常含有环境噪声和不均匀加热背景,肉眼直接检视热图像中的缺陷非常困难。鉴于此,提出一种用于复合材料缺陷无损评估的引导滤波慢特征热成像方法。首先采用引导滤波算法对采集的热图像数据进行平滑降噪,然后对滤波后的热图像时间序列进行慢特征分析,以提取其时间上变化最慢的特征(时间序列数据中不变或缓慢变化的特征),从而增强热图像缺陷的可识别性。在碳纤维增强聚合物热图像数据集上的测试结果验证了所提方法的可行性和有效性。