关键词： 陶瓷基复合材料   电学特性   分层破坏   无损监测  

摘要： 二维连续纤维增强陶瓷基复合材料是航空航天领域重要的应用材料,然而层间断裂严重约束了该类材料的使用。为监测和评估材料层间Ⅰ型断裂韧性,开展了层间Ⅰ型断裂的直流电势降试验,获取了层间Ⅰ型裂纹起始及扩展时的加载数据及相应测点的电势降数据,并通过建立力-电模型定量分析了相关特征变化发生的原因。试验结果表明:在裂纹起始阶段,即加载曲线线性转非线性的拐点位置,预制裂纹尖端位置电势降发生了平滑-抬升的变化;裂纹的进一步扩展引起纤维的脱附及断裂,在电势降变化曲线上表现为抬升曲率的增加;当裂纹扩展受到阻力时,如Z-pin拔出及次生裂纹产生,将明显减缓电势降曲线的抬升。最后,结合试验数据证明了所提出力-电模型的合理性。研究结果对于应用材料电学特性监测和评估层间Ⅰ型断裂韧性具有一定的指导和参考价值。

关键词： 新型复合材料   南方园林景观   景观小品   应用研究  

摘要： 随着园林景观设计的不断发展,新型复合材料因其独特的性能优势,在园林景观小品构建中崭露头角。尤其在南方园林景观环境下,新型复合材料的应用更契合南方气候、植物等,展现出良好的景观效果与实用价值。本文研究了新型复合材料在南方园林景观小品中的应用,分析其特性,探讨其在各类景观小品中的具体应用形式、优势,并结合实际案例阐述应用效果,同时对应用过程中面临的问题及发展趋势进行探讨,旨在促进南方园林景观设计中新型复合材料的合理应用。

关键词： 化学工程与工艺   “双碳”目标   可持续发展   应用型人才培养   工程教育认证  

摘要： 为实现“双碳”目标,我国传统化工行业正在向绿色低碳、可持续发展的方向快速转型。高校作为人才培养主阵地,也在陆续开展适应新技术、新业态、新产业的人才培养模式改革。北京石油化工学院的化学工程与工艺专业聚焦新能源、新材料、化工节能环保等领域,针对专业基础课程与专业核心课程开展教学改革,构建了符合工程教育认证标准、融入“双碳”内容的人才培养目标、课程体系、教学内容及实践教学平台,建设了具有“双碳”特色的教师队伍,为其他高校培养能够推动“双碳”技术进步和化工行业转型的人才提供了思路。

关键词： 地聚物复合材料   普通混凝土   界面粗糙度   界面黏结性能   正向黏结  

摘要： 工程地聚物基复合材料(Engineered Geopolymer Composite, EGC)具有超高韧性、良好裂缝控制能力和优异的耐久性,在桥梁连接板、预制构件湿接缝、混凝土结构加固等领域有广阔应用前景。然而,EGC与普通混凝土界面黏结的性能及破坏机理尚未明晰。为探讨EGC与普通混凝土的界面黏结性能,对9组EGC-普通混凝土黏结试件进行界面正向黏结性能实验研究,探讨了EGC强度和界面粗糙度对EGC-普通混凝土界面正向黏结性能的影响规律及机理。结果表明:界面粗糙度的改变导致EGC-普通混凝土黏结试件的界面黏结破坏路径从锯齿界面形转变为交变裂纹形。EGC-普通混凝土界面正向黏结强度分别随着EGC强度和界面粗糙度的提高而提高,且在二者共同作用下,界面正向黏结强度大幅增加。研究成果为EGC的工程应用提供了理论支撑和试验数据。

关键词： 复合材料   铺层厚度   铺层顺序   响应面法   机翼   轻型飞机  

摘要： 目的通过对复合材料铺层厚度和铺层顺序的优化设计,获得轻量化的轻型飞机复合材料机翼。方法以一种轻型飞机复合材料机翼为研究对象,利用CATIA软件构建复合材料机翼结构模型,通过ANSYS有限元软件进行约束条件加载,将力学性能作为输出变量,对机翼重要零部件进行灵敏度分析。然后以机翼结构质量最小作为优化目标,将最大位移变形、应力极限和应变极限作为响应变量,基于响应面法对复合材料机翼进行铺层优化设计。结果铺层厚度相较于铺层顺序对复合材料机翼性能的影响更为显著,其中蒙皮厚度对机翼力学性能影响最大。与优化前相比,优化后机翼质量减少16%。结论优化方法与有限元分析相结合,计算结果的精度和可靠度较高,为复合材料在航空结构的优化设计提供了参考。

关键词： 土壤   细菌   养分   天然钠基膨润土   秸秆   沙蒿胶   沙土  

摘要： 膨润土、秸秆及沙蒿胶等常以单独施用的方式用于沙化土壤改良。制备和探索以膨润土、秸秆及沙蒿胶为基料的复合功能材料改土培肥效能,可为沙地土壤综合改良提供新途径。选择毛乌素沙地马铃薯农田,通过开展为期90 d的控制试验,解析了3种材料配比(C1:膨润土∶秸秆∶沙蒿胶=0.5∶1∶0.4、C2:膨润土∶秸秆∶沙蒿胶=1∶1∶0.4、C3:膨润土∶秸秆∶沙蒿胶=2∶1∶0.4)对沙地土壤蓄水、保肥及细菌菌群生态功能与稳定性的影响。结果表明:1)配施复合材料均显著提升了沙地马铃薯块茎质量和土壤保水能力,其中与CK相比C1处理组增产和保水效果最优,土壤饱和导水率降低了88.24%,土壤含水率提高了1.64倍;2)配施3种复合材料均显著提升土壤速效磷(available phosphorous,AP)与速效钾(available potassium,AK)含量,分别提高了14.3%~74.22%与29.50%~104.64%;3)配施3种复合材料均能增强沙化农田土壤细菌群落的总体稳定性,提高沙化土壤细菌中变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门等富营养型菌群丰度,并显著促进富集Bacillus与Microvirga等解磷解钾和促生功能菌群。基于土壤综合改良的视角,C1配比更适用于沙化农田土壤改良。研究结果可为退化贫瘠的沙地马铃薯农田土壤综合改良提供理论依据和技术支撑。

关键词： PVC-FRP管混凝土   节点   钢管混凝土   破坏形态   应变分析   受剪机理   复合材料  

摘要： 为分析芯钢管连接的PVC-CFRP管混凝土柱-RC梁边节点的应变发展规律,通过10个芯钢管边节点试件和1个普通边节点试件的低周反复试验,探析芯钢管含钢率、CFRP条带间距、节点环箍配箍率、轴压比和梁纵筋配筋率的影响。试验结果表明:试件在节点处发生剪切破坏。早期节点剪力主要由混凝土斜压杆承担,当试件达到峰值承载力时,节点斜向压力仍由混凝土承担,而斜向拉力由柱纵筋和节点环形箍筋共同承担,芯钢管直接参与抗剪。考虑芯钢管含钢率、节点环箍配箍率和轴压比的影响,引入边节点抗剪综合影响系数,建立边节点抗剪承载力的计算模型,公式计算结果与试验值吻合较好。

关键词： 浓盐水   钠滤膜   二氧化硅   去除率   堵塞   蒸发  

摘要： 水富云天化废水减排装置,因高浓盐水中二氧化硅含量较高,纳滤膜前的二氧化硅含量达到100~150 mg/L,膜的使用寿命较短,只有8~12个月。此外,进入蒸发系统的二氧化硅,又会在管道内结垢,堵塞设备和管道,影响装置连续稳定运行。为了解决这个问题,在去除二氧化硅工艺方面进行了多项实验研究,取得了较好的效果。

关键词： 配位交联   丁腈橡胶   硫酸铝   复合材料  

摘要： 为研究丁腈橡胶(NBR)的配位交联,以十八水合硫酸铝(Al_(2)(SO_(4))_(3)·18H_(2)O)为交联剂,采用机械共混和模压成型方法制备了一种NBR/硫酸铝复合材料,采用X射线光电子能谱对配位交联结构进行表征,并分析了不同Al_(2)(SO_(4))_(3)·18H_(2)O含量的NBR/硫酸铝复合材料的动态热机械性能、溶胀性能、力学性能和微观形貌。结果表明:NBR/硫酸铝复合材料交联后的XPS能谱(N 1s)增加了一个高结合能峰,且储能模量因发生交联反应而增大,NBR和Al_(2)(SO_(4))_(3)·18H_(2)O的相界面由于界面作用良好变得模糊,这是由于腈基和Al3+发生配位反应产生交联键所致;随着Al_(2)(SO_(4))_(3)·18H_(2)O用量增加,NBR/硫酸铝复合材料的交联密度增大,耐溶胀性能、拉伸强度和硬度提高,但断裂伸长率因Al_(2)(SO_(4))_(3)·18H_(2)O团聚使柔韧性变差而下降;当Al_(2)(SO_(4))_(3)·18H_(2)O用量为20份时,NBR/硫酸铝复合材料的交联密度为12.24×10^(5)υ/mol·cm^(-3),拉伸强度为2.49 MPa,邵氏硬度为58 HA,断裂伸长率为556%,综合性能优于硫黄硫化NBR。

关键词： 编织工艺   复合材料   工艺推理   纤维增强体   偏心理论  

摘要： 为实现复合材料异型构件编织预成型体的精确自主生产,提出了一种基于偏心理论的异型构件编织工艺推理方法,提出编织的偏心参数并分析偏心下纱线的沉积规律,基于收敛长度随时间的响应函数建立纱线在芯模表面落点的位置方程;应用模型重构算法,重构异型构件的变截面、大曲率等表面轮廓特征;基于轮廓特征对纱线分布进行优化设计,实现编织速度、牵引速度、牵引轨迹等工艺参数推理。结果表明:该工艺推理方法使芯模内外侧覆盖率差值降低了68.9%,显著提升了编织异型预成型体的一致性。