关键词： 纤维网格   超高韧性水泥基材   抗拉强度   有限元数值模拟   承载力模型  

摘要： 纤维网格增强超高韧性水泥基复合材料(TR-UHDCC)是一种高强度、高延性、抗裂能力与耐久性能好的复合材料。与传统砌体结构加固用材相比,TR-UHDCC的性能更优。基于已有的试验研究结果,通过引入可考虑纤维网格损伤行为的Hashin损伤准则,建立了TR-UHDCC的三维有限元模型。该模型能够准确模拟TR-UHDCC的应力-应变曲线及其相应的特征点(开裂应力和开裂应变、峰值应力和峰值应变、极限应力和极限应变)。在此基础上,研究了纤维网格配网率和UHDCC抗拉强度对TRUHDCC特征点的影响规律。最后,建立了基于截面力平衡关系的TR-UHDCC的抗拉承载力理论计算模型,该模型计算值与试验和参数化分析结果吻合较好,平均误差仅为3.63%。

关键词： 强迫定位装夹   装配内应力   装配损伤   形性耦合分析   协同调控  

摘要： 航空用复合材料大尺寸薄壁构件自身成形精度较低、面内翘曲变形大,装配误差累积易在配合连接部位出现不期望的几何间隙与外形超差,在工程中通常采取施加局部装夹力的强迫方式予以被动消减,但此种方法会引发不均衡的装配内应力分布甚至内部损伤等质量问题,直接影响装配结构的飞行服役性能。首先阐述强迫定位装夹原理,解析强迫定位装夹对复合材料弱刚性薄壁件装配几何精度与内应力/损伤等物理性能的影响规律;然后,从分析装配前的强迫装夹工艺参数优化、装配中的工装柔性定位力-位调整两方面出发,解析强迫装配力限值设定、几何间隙消减、应力/损伤演化预测、装夹工艺参数优化反求、应力/损伤精准测量等关键技术及其具体实现步骤方法,以实现强迫定位装夹过程中装配变形、内应力和损伤状态等形性指标的耦合分析、主动控制与协同保障;最后,从实际工程应用的角度出发,提出面向复合材料构件高质高效与低成本装配目标的下一步工作重点。

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： 丁苯吡胶乳   天然胶乳   涤棉纤维布   水乳胶浆   力学性能  

摘要： 采用丁苯吡胶乳(VPL)和天然胶乳(NRL)制备水乳胶浆,之后对涤棉纤维布进行浸渍加工制成纤维/橡胶复合材料,对复合材料进行了剥离强度、SEM等测试;对胶浆进行黏度、DIN磨耗、物理力学性能等相关表征。结果表明,水乳胶浆制成的涤棉纤维/橡胶复合材料在稳定性、耐磨性、常温与高温力学性能方面得到了明显的提高,可应用在传送带等制造行业。

关键词： HY-201复合材料   热老化试验   热老化性能  

摘要： 研究了燃气轮机用HY-201聚酰亚胺复合材料在不同温度条件下的热老化性能,为工程应用提供数据支撑。通过显微镜、电子万能试验机、傅里叶变换红外光谱仪等表征方法,揭示了HY-201聚酰亚胺复合材料的形貌、力学性能、化学结构等性能的变化。采用热重分析仪进行热稳定性测试。结果表明:HY-201聚酰亚胺复合材料具有较优异的耐老化性能和耐热稳定性;HY-201聚酰亚胺复合材料在100℃和120℃的热老化条件下可以长期使用。

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： 复合材料丝材   冷金属过渡   电弧增材   温度场  

摘要： 【目的】以TiB_(2)/6056复合材料丝材为焊材,采用冷金属过渡辅助脉冲模式(CMT+P)为加热方式,探索TiB_(2)增强铝基复合材料丝材的电弧增材工艺。【方法】采用Simufact welding软件模拟单层多道增材温度场,进行单层多道增材试验及微观组织分析。【结果】工艺研究结果表明,脉冲电流140 A,送丝速度8 m/min,焊接速度5 mm/s,为最佳的复合材料丝材增材参数;搭接间距为0.736倍单道焊道宽度时,单层多道增材层成形良好,表面平整。【结论】模拟和试验结果均证实,单层多道增材过程中,正在焊接焊道受前面焊道和后面焊接焊道的热作用均较大,导致焊后晶粒尺寸粗大。气孔大多位于焊道间熔合区处,TiB_(2)颗粒呈聚集态分布在α-Al的枝晶之间。

关键词： 玻璃纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物   正交试验   反向传播神经网络   遗传算法   多目标优化  

摘要： 为探索熔融沉积制造(FDM)工艺参数对玻璃纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS/GF)复合材料力学性能的影响,为其应用和性能优化提供理论依据,本文通过Plackett-Burman筛选实验、单因素实验以及正交试验,探讨了各工艺参数对材料力学性能的影响,并识别出对拉伸强度和弯曲强度有显著影响的关键参数。在此基础上,基于拉丁超立方采样方法获取实验数据,通过反向传播(BP)神经网络建立工艺参数与力学性能之间的非线性预测模型。最后,通过非支配排序遗传算法II(NSGA-II)多目标遗传算法,对拉伸强度和弯曲强度进行同步优化,得到了Pareto前沿解集,展示了不同参数组合下的优化权衡。结果表明,喷嘴温度、打印层高、打印线宽和打印速度是影响材料拉伸强度和弯曲强度的最显著因素。通过多目标优化,得到了能够同时最大化拉伸强度和弯曲强度的最佳参数组合,拉伸强度和弯曲强度分别提高7.6%和7.2%以上。实验验证结果显示,优化模型的预测值与实验测得值的偏差在可接受范围内,进一步验证了所提出代理模型和多目标优化方法的有效性。