关键词： 耐高温结构   陶瓷基复合材料   各向异性   ANSYS ACP模块   有限元仿真  

摘要： 由于在航空航天和核工业中存在超高温工况,结构对材料耐高温、耐腐蚀、高强度性能提出了较高要求,此外较低的材料密度也是提升结构轻量化水平的重要性能。碳化硅陶瓷基复合材料因具有低密度、耐高温、高强度等特点,已经在相关领域表现出较大的潜力,并且已有较成熟的工程应用。本文以SiCf/SiC复合材料(碳化硅作为陶瓷基体,SiC纤维作为增强体)为对象,简要论述了国内外相关研究人员对碳化硅陶瓷基复合材料制备加工工艺的研究,根据其各向异性、非均质性以及双模量等特征,结合具体实例进行分析,建立了一种基于ANSYS ACP技术的复合材料设计分析方法,初步形成针对耐高温结构复合材料建模和仿真优化分析的解决方案。

关键词： 汽车部件   航空航天器   个人防护   防弹衣   轻量化   复合材料   压力和温度  

摘要： 你是否曾经好奇:我们身边的那些“超级材料”究竟是如何诞生的?为什么现代汽车能在轻量化前提下保持较高的强度?飞机轻盈的机翼如何承受巨大的空气压力和温度变化而不折断?从轻量化汽车部件到军用武器装备,从深海探测器到航空航天器,甚至用于个人防护的防弹衣。

关键词： 陶瓷   氮化物纤维   界面层   复合材料  

摘要： 高性能陶瓷材料因其优异的热稳定性、耐磨损、耐腐蚀、抗烧蚀等性能在航天航空及军用设备等领域发挥着重要的作用,但由于陶瓷本身具有的脆性以及存在抗热震性能差等问题使其难以承受更加严苛的服役环境。利用陶瓷纤维制备纤维增强陶瓷基复合材料是克服以上问题最直接的方法之一。在耐高温透波材料领域,与石英纤维增强陶瓷基复合材料相比,氮化物纤维增强陶瓷基复合材料具有更高的耐温性能,成为下一代高性能天线罩的首选材料。主要针对几种不同氮化物纤维、界面层及氮化物纤维增强陶瓷基复合材料制备方法及性能的研究进展进行了综述。

关键词： 过渡金属碳化物   导电聚合物   复合材料   超级电容器   电化学性能  

摘要： 过渡金属碳化物(Ti_(3)C_(2)T_(x)-MXene)具有的二维层状结构优势和电化学性能优势使其在超级电容器电极材料领域展现出应用潜力。通过原位聚合法,利用Ti_(3)C_(2)T_(x)-MXene和导电聚合物的协同效应,将Ti_(3)C_(2)T_(x)-MXene与聚苯胺(PANI)复合制备具有高性能的超级电容器电极材料,将其组装成超级电容器探究实际应用潜能。结果表明:复合材料在1mol/L H_(2)SO_(4)电解液中有着极佳的电化学性能,在电流密度为1A/g时比电容达398.625F/g,对称超级电容器在500W/kg的功率密度下,具有7.76Wh/kg的能量密度,有很好的实际储能应用前景。

关键词： 柔性吊带   风电叶片   夹芯结构   吊装试验   有限元模拟   复合材料  

摘要： 为获得风电叶片蒙皮在柔性吊装工况中的力学响应,避免夹芯蒙皮因吊装应力集中而受损,开展足尺风电叶片单点柔性吊装测试,研究吊装过程中的位移变化和应变分布规律,获得吊装失效模式。基于试验结果对比分析节点约束加载和柔性吊带加载两种有限元模型的准确性,进一步开展参数分析,研究影响柔性吊装的关键因素。结果表明:单点柔性吊装失效区域为吊点附近,与实际吊装工况失效模式一致;节点约束加载和柔性吊带加载均能较为准确地预测整体位移分布,但节点约束加载时蒙皮应变分布与试验差异较大,柔性吊带加载的结果更为准确;参数分析结果表明,接触应力随接触面积的增加而显著减小,增加吊带宽度、弹性模量和界面粗糙度能够有效降低接触界面应力集中程度,而吊点高度对吊装应变和接触应力的影响不显著。

关键词： 聚酰胺6   玻璃纤维   钛白粉   表面改性   冲击强度  

摘要： 分别使用大分子多元酸(BA)和月桂酸(LA)对钛白粉进行表面改性,并通过挤出成型得到白色PA6/GF复合材料。通过对复合材料的结晶行为、界面性质以及力学性能的测试,发现在添加量均为3%(质量分数,下同)时,与纯钛白粉相比,LA改性钛白粉对PA6/GF复合材料力学性能的改善不明显,但BA改性钛白粉复合材料体系的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度分别为109、155 MPa和12.3 kJ/m^(2),相比添加纯钛白粉的PA6/GF复合材料分别提高了11.1%、10.7%和68.5%,各项性能均达到同等加入量ZnS体系的85%以上。

关键词： 有限元   夹层结构   复合材料   低速冲击   ABAQUS软件  

摘要： 基于有限元理论,对机织间隔织物夹层结构复合材料进行分析,利用CATIA软件建立了复合材料模型。将该模型导入有限元软件ABAQUS中,并对复合材料的低速冲击过程进行了模拟计算。将模拟结果与低速冲击试验进行对比,结果表明,有限元方法模拟计算值与试验值总体变化趋势一致,且误差较小,验证了该有限元模拟方法的正确性和可行性,并探讨了复合材料受到冲击载荷时的内部应力变化趋势,为机织间隔织物复合材料的性能研究、结构设计和工程应用等提供了一定的理论基础。

关键词： 纳米炭黑   石墨烯   硅橡胶   电阻-应变响应   大应变监测  

摘要： 导电弹性体复合材料在减隔震领域具有广泛的应用前景。然而,导电弹性体复合材料在电阻/应变响应特性中通常表现出肩峰现象,限制了其在实际工程中的应用。文中以炭黑(CB)和石墨烯(GR)共混改性硅橡胶(VMQ),分别通过阴、阳离子表面活性剂改性GR和CB,利用离子间静电引力产生协同效应,以自组装方式促进CB与GR分子交替分布,实现导电网络结构的均匀化和稳定化,消除肩峰现象,从而提高导电弹性体复合材料的稳定性。通过和单掺CB/GR及非自组装CB-GR/VMQ复合材料性能对比,发现自组装复合材料的渗透阈值最低(0.49%),电阻/应变响应灵敏度最高(GF_(max)>8043.17),应变感知范围最大(ε_(max)>200%),信号稳定性最佳,且无肩峰现象,特别是在7000次循环加载实验后期展现出优异的电阻响应信号稳定性。根据扫描电镜的表征和渗流理论分析,自组装复合材料导电纳米粒子的均匀分布以及导电网络稳定的结构是其电阻/应变响应性能优异的主要原因,为大变形结构实现实时应变监测提供了理论支撑。

关键词： 橡胶复合材料   耐磨性   力学性能   老化性能   碳纳米管  

摘要： 本研究针对轿车轮胎材料的耐磨性、力学性能及耐久性,制备了不同配比的橡胶复合材料,并评估了其综合性能。通过添加碳纳米管、硅微粉等增强材料,优化了复合材料的结构,改善了其力学性能和老化耐久性。实验结果表明,复合材料的耐磨性、硬度、拉伸强度和断裂伸长率均得到显著提升。尤其是配比E(增强组2)表现出最佳的综合性能,显示出较强的耐磨性、硬度、拉伸强度及抗老化性能。本研究为轿车轮胎材料的改性提供了理论依据,并为实际生产中的材料选择与优化提供了重要参考。

关键词： 复合材料   α-Fe_(2)O_(3)/TiO_(2)   光催化   苯酚  

摘要： 用高温煅烧法制备α-Fe_(2)O_(3)/TiO_(2)新型复合材料并使用X射线衍射仪等手段对其表征,研究了在高压汞灯照射下其对苯酚的光催化降解性能。结果表明:这种复合材料中的纳米α-Fe_(2)O_(3)/TiO_(2)附着在纳米TiO_(2)上形成异质结构,使其可见光吸收区间明显变宽,带隙变窄(2.02~1.81 eV)。这种复合材料的比表面积和孔径体积(为66.4725 m^(2)/g和0.3213 m^(3)/g),远高于单一催化剂,光催化性能优于α-Fe_(2)O_(3)。在α-Fe_(2)O_(3)和TiO_(2)复合质量比例为1∶10、复合材料投加量为0.6 g/L、苯酚浓度为20 mg/L、pH=8、光照时间为120 min的条件下,苯酚的降解效率可达94.79%,远高于单一材料的性能。