关键词： 复合材料   耐压壳体   变曲率   极限承载能力   静水压力试验  

摘要： 针对复合材料圆柱壳体实现广义等强度设计目标的局限性，提出了变曲率壳体构型以提高其屈曲载荷。基于纤维缠绕工艺设计并制备了复合材料变曲率耐压壳体试验模型，通过静水压力试验与圆柱壳体的极限承载能力进行对比。基于数值计算的方法，分析了复合材料变曲率壳体的渐进损伤过程，探讨了复合材料变曲率壳体的极限承载特性。研究结果表明：复合材料变曲率壳体的极限承载过程存在三阶段性特征，结构的损伤与失效出现在后屈曲阶段；复合材料变曲率壳体的后屈曲承载区间略长于圆柱壳体，说明其极限承载能力优于圆柱壳体；复合材料变曲率壳体的失效模式与圆柱壳体相似，临界屈曲阶段出现后，壳体的应力与位移分布规律出现变化，结构最先在失稳半波的波峰与波谷处出现基体失效，继而出现纤维失效，最后壳体达到极限载荷而发生破坏。

关键词： 柔性压阻压力传感器   复合材料   宽线性范围   性能优化   综述  

摘要： 柔性压阻式压力传感器因其优异的性能、良好的柔韧性以及在健康监测和电子皮肤等多个领域的广泛应用前景而受到广泛关注。然而，现有的柔性压阻式压力传感器在宽压力范围内往往面临灵敏度降低和线性度不足的问题。本文综述了柔性压阻式压力传感器在扩大线性范围方面的最新研究进展，重点探讨了通过分层多孔结构、分层微结构及材料协同作用等方法提升传感器性能的有效策略。基于这些方法的研究成果表明，优化传感器的结构设计和材料选择是提升其整体性能的关键。还对柔性压阻式压力传感器的未来发展趋势进行了展望，提出了多功能化、智能制造技术的应用以及生物兼容性材料的开发等未来研究方向，以期为该领域的进一步发展提供理论支持。

关键词： 粗陶粒   高延性水泥基复合材料   应变-硬化   随机陶粒模型   数值分析  

摘要： 选取了不同粒径的粉煤灰陶粒作为粗骨料，制备含粗骨料的高延性水泥基复合材料（coarse aggregate-engineered cementitious composites，CA-ECC），分析了陶粒粒径对CA-ECC压缩和拉伸性能的影响。结合细观和微观试验，分析了CA-ECC高拉伸变形能力形成机制。基于随机骨料模型建立了CA-ECC细观数值模拟，在验证模型可靠性的基础上，开展了参数分析，阐述了陶粒的不同特征对CA-ECC拉伸性能的影响机理。结果表明：CA-ECC仍能维持良好的拉伸变性能力，当粒径在5-8 mm时，CA8-ECC的拉伸变形可以达到11%。观察断面后发现，裂缝在陶粒内部扩展过程中容易产生偏转和分叉，形成比常规ECC更密的裂缝。通过有限元分析发现：分布在ECC基体中的小粒径陶粒可以诱导损伤的扩展，使ECC基体损伤发展充分。此外，结合荷载条件下材料内部应力分布情况确定了良好的界面性能、合适的陶粒弹性模量和粒径是保证CA-ECC高变形能力的前提条件。

关键词： 极性编织   复合材料转子   预制体结构   变形行为   有限元模型  

摘要： 极性编织复合材料转子因其轻量化、高径向强度而受到广泛关注，但因其通过引入径向纱形成了特殊的极性编织预制体结构，并产生了极为复杂的力学性能影响。本文针对极性编织预制体结构中径向纱的引入规律，划分出三类代表性体积单元（RVE），以此构建一种基于变化单元的分析模型。同时，利用桥联模型对变化单元弹性本构进行计算。为进一步探讨极性编织复合材料转子在旋转载荷作用下的力学行为，建立了有限元模型，并对比分析了变化单元模型与均质化模型在三种不同编织参数下的应力和变形特征。结果显示，编织参数不同造成了转子应力集中位置改变；变化单元模型有效描述了转子的结构特征，加纱结构造成了不同单元间的刚度差，因此产生了应力集中现象；随着编织参数改变，局部位置的RVE-c两侧的径向应力平均差值分别为22.4MPa、37.8MPa、63.9MPa，环向应力差值分别为6.5MPa、10.6MPa、16.5MPa；环向纱和径向纱密度增加，分别降低了转子内孔和外缘的应力水平；加纱位置引起了转子应力分布的差异，同时随纱线排列密度变化，其应力分布曲线差异更为显著。

关键词： 纳米复合材料   废水污染   深度除污技术  

摘要： 随着工业化的不断推进，工业废水及农业废水已经对人类生活及生态环境造成了较大的影响，急需对污染水体进行深度处理.纳米复合材料作为吸附剂，在污水深度处理中具有吸附容量大、操作简单及再生性能优异等优势，同时其高比表面积与高活性的优势，能够规避纳米材料因粒度过小而造成的团聚失活等弊端，因此被广泛用于污水的深度处理.结合现阶段污水处理现状，阐述纳米复合材料的种类及基于纳米复合材料的污水深度处理新技术.

关键词： 碳纤维复合材料   铣削力   纤维角度   铣削参数  

摘要： 为减少碳纤维复合材料（CFRP）铣削加工时产生的分层等损伤，提高其服役周期和生产效率，选用MV80三轴数控加工中心沿多种纤维角度（θ）对CFRP单向层合板进行铣削加工试验。基于单因素试验法研究纤维角度和铣削加工参数对铣削力及铣削表面质量的影响规律，试验结果表明，在θ＜90°时主铣削力与纤维角度呈正相关，而当θ＞90°时主铣削力与纤维角度呈负相关；随着主轴转速递增主铣削力递减，且主铣削力随着铣削深度、每齿进给量的增加而增大；在不同纤维方向，CFRP表面粗糙度随主轴转速增加而减小，但随铣削深度和每齿进给量增加而增大，纤维角度为90°时，表面质量最佳。采用正交试验法分析各加工参数对铣削力影响权重，结果表明对主铣削力影响最大的是纤维角度，其次是铣削深度。并通过试验数据线性回归构建铣削力加工数学模型，旨在为碳纤维环氧树脂基复合材料加工参数优化和数字化加工提供一定的参考依据。

关键词： 芳纶Ⅲ短切纤维   芳纶III原纸   纸基复合材料   热氧老化   力学性能  

摘要： 本文以芳纶III短切纤维和间位沉析纤维为原料，通过湿法成型得到芳纶Ⅲ原纸，并浸渍聚酰亚胺树脂后得到芳纶III纸基复合材料，随后对其进行250℃、300℃和350℃的老化实验，表征老化前后芳纶III纸基复合材料的理化结构、力学性能和动态力学性能。结果表明，在250℃和300℃下老化前后芳纶III纸基复合材料化学结构无明显变化，在350℃下老化前后纸张间位芳纶沉析纤维的酰胺键发生断裂。对于纸张的物理结构，随着老化时间及老化温度的增加，芳纶III纸基复合材料的质量损失和尺寸损失逐渐变大，并且纸张表面出现孔洞和裂纹等缺陷。250℃老化408 h后芳纶III纸基复合材料拉伸强度和撕裂度的保持率分别为111%和115%；300℃老化312h后，芳纶III纸基复合材料的拉伸强度与撕裂度的保持率分别下降到53%和23%。350℃老化168h后，芳纶III纸基复合材料的拉伸强度保持率仅有4%，撕裂度在老化48h后保持率下降到了14%，168h后下降到了0。DMA显示300℃老化时芳纶III纸基复合材料的损耗因子转变温度随着老化时间的增加而逐渐变大，说明在300℃老化时芳纶III纸基复合材料的分子链段柔软度提高明显，粘性增加。

关键词： 金刚石/铜复合材料   钨包覆层   物相转变   界面结构   热膨胀性能  

摘要： 采用磁控溅射法在金刚石表面镀制了300 nm的钨包覆层，研究了热处理参数对金刚石表面钨包覆层物相转变的影响。采用压力熔渗法将热处理后的钨包覆金刚石与铜制备成复合材料，并系统研究了钨包覆层物相演变对金刚石/铜复合材料热膨胀系数的影响。结果表明，在900℃时W包覆层与金刚石颗粒开始反应形成W2C；随着热处理温度的升高，金刚石颗粒中的C原子逐渐与W、W2C反应形成WC相；在1200℃时，金刚石表面C原子在高温下趋向于石墨化。钨包覆层的物相演变显著影响着金刚石/铜复合材料的界面结合，进而影响其热膨胀系数。随着W相逐渐转变为相应的碳化物相(W2C、WC)时，复合材料的界面间隙逐渐消失，金刚石体积分数增大，复合材料的热膨胀系数呈先减后增变化，与Turner、Kerner模型计算结果的变化趋势一致，当复合材料的界面结构为Diamond/WC/W2C/Cu时，其热膨胀系数低至6.35 × 10-6K-1（50℃）。良好的界面结合及界面层的低热膨胀系数和高弹性模量对提高载荷传递效率和降低复合材料的热膨胀系数起到了关键作用，为金刚石/铜复合材料热膨胀性能的优化及界面碳化物层的选择提供了理论依据。

关键词： Surface treatment  

摘要： Poly(p-phenylene benzobisoxazole) (PBO) fibers, due to their high strength, high modulus and excellent mechanical properties, have become one of the most promising reinforcing materials for resin matrix composites;however, their dense and smooth surfaces and high inertness of the chemical structure lead to poor interfacial strength between the fibers and the matrix, which seriously restricts the performance of the composites. Therefore, it is important to regulate the interfacial properties between PBO fibers and resin matrix. This paper expounds how the physical and chemical changes on the fiber surface contribute to the adhesion strengthening mechanism at the interface. The research progress of interfacial modification techniques for PBO fiber composites in recent years is systematically introduced. Moreover, typical composite interfacial models and their mechanisms are introduced to provide theoretical basis and new ideas for the evaluation and modification methods of the interfacial properties of composites. © 2024 Aeronautical Manufacturing Technology Magazine Office. All rights reserved.

关键词： Composite materials  

摘要： Superalloys with high strength and large consumption are one of the vital materials for advanced aeroengines. However, its high density limits weight reduction and efficiency improvement of the aero-engines. Therefore, how to reduce weight of the superalloy component and improve efficiency of the engine is the research key point for new lightweight & high temperature-resistant structural materials. SiC fiber reinforced superalloy matrix composites show attractive potential in weight savings and have promising applications in aerospace industry. The severe interface reaction between the fiber and superalloy is an unresolved issue in the manufacturing process of superalloy matrix composites. In order to improve the interfacial compatibility between the superalloy and fiber, the common method is to introduce a diffusion barrier layer between the two. However, barrier coatings are prone to fracture during the densification process, and the protective effect of which is weakened then. Thus multi-component construction as an effective compromising method is introduced;it reduces the amount of interfaces and prevents fibers from eroding. From the perspective of research progress of SiC fiber reinforced superalloy composites, issues regarding the interface of the composites are discussed, improving method are summarized, and interface design are analyzed and expounded. © 2024 Aeronautical Manufacturing Technology Magazine Office. All rights reserved.