1996年 第13卷 第3期
1996, 13(3): 1-4.
摘要:
本文研究了五种偶联剂对玻璃纤维浸润性能和玻璃纤维/环氧基复合材料界面介电性能的影响。结果表明,玻璃纤维经偶联剂处理后,其浸润活化能降低,与环氧树脂基体间的相容性及化学反应活性得到改善;因此赋予了玻璃纤维与环氧基体间以良好的界面粘结性能,从而提高了玻璃纤维/环氧基复合材料界面的介电性能。其提高的幅度大小与偶联剂的极性及化学结构有关。
本文研究了五种偶联剂对玻璃纤维浸润性能和玻璃纤维/环氧基复合材料界面介电性能的影响。结果表明,玻璃纤维经偶联剂处理后,其浸润活化能降低,与环氧树脂基体间的相容性及化学反应活性得到改善;因此赋予了玻璃纤维与环氧基体间以良好的界面粘结性能,从而提高了玻璃纤维/环氧基复合材料界面的介电性能。其提高的幅度大小与偶联剂的极性及化学结构有关。
1996, 13(3): 5-11.
摘要:
以多环氧基化合物(Ag-80)和烯丙基化合物(3-氯丙烯)分别处理芳纶(Kevlar49)表面,可显着提高芳纶及其与X4502基体体系界面粘结的耐湿热性。
以多环氧基化合物(Ag-80)和烯丙基化合物(3-氯丙烯)分别处理芳纶(Kevlar49)表面,可显着提高芳纶及其与X4502基体体系界面粘结的耐湿热性。
1996, 13(3): 12-20.
摘要:
本文以HDPE/玻璃微珠和HDPE/CaCO3体系为研究模型,通过扫描电镜、红外光谱、偏光显微、小角激光散射和材料力学性能实验等方法考察了这两种体系的界面粘结性、填料含量、粒径及试样成型冷却速率等与其材料性能及基体结晶形态变化间的关系。实验结果表明;在复合材料试样成型过程中,因基体树脂冷却收缩而产生的界面应力可干扰基体中球晶的生长环境,应变诱导填料颗粒周围基体树脂的结晶,促使其表面伸展链晶体结构的形成,并由此而明显改变了复合材料的耐热性;复合材料的界面粘结性是产生这种应变诱导作用,并控制异相结晶的关键。
本文以HDPE/玻璃微珠和HDPE/CaCO3体系为研究模型,通过扫描电镜、红外光谱、偏光显微、小角激光散射和材料力学性能实验等方法考察了这两种体系的界面粘结性、填料含量、粒径及试样成型冷却速率等与其材料性能及基体结晶形态变化间的关系。实验结果表明;在复合材料试样成型过程中,因基体树脂冷却收缩而产生的界面应力可干扰基体中球晶的生长环境,应变诱导填料颗粒周围基体树脂的结晶,促使其表面伸展链晶体结构的形成,并由此而明显改变了复合材料的耐热性;复合材料的界面粘结性是产生这种应变诱导作用,并控制异相结晶的关键。
1996, 13(3): 21-26.
摘要:
建立单根断裂碳纤维包埋在环氧树脂基体中的细观力学模型,结合界面层与纤维、基体的粘合因素,采用有限元方法分析了界面层厚度、模量及界面层的弹塑性对于纤维承载能力的影响。从理论上初步阐明了柔性界面层、过渡界面层在不同界面粘合情况下对复合材料力学性能的影响规律。
建立单根断裂碳纤维包埋在环氧树脂基体中的细观力学模型,结合界面层与纤维、基体的粘合因素,采用有限元方法分析了界面层厚度、模量及界面层的弹塑性对于纤维承载能力的影响。从理论上初步阐明了柔性界面层、过渡界面层在不同界面粘合情况下对复合材料力学性能的影响规律。
1996, 13(3): 27-32.
摘要:
以Al2O3为基体,SiC晶须和TiB2颗粒两种增韧剂,采用热压烧结工艺制备了Al2O3/TiB2/SiCw三元复合陶瓷材料。研究了热压工艺参数对材料致密度的影响和晶须含量对该复合材料的力学性能和显微结构的影响。结果表明;随晶须含量的增加,该复合材料的热压温度和保温时间需要相应的增加;晶须拔出、裂纹偏转和晶须的桥接为该复合材料的主要增韧机理;随晶须含量的增加,该材料的室温断裂韧性增加;该材料的断裂韧性随温度的升高而呈增大趋势,并且晶须含量越高,材料的高温断裂韧性增幅越大。
以Al2O3为基体,SiC晶须和TiB2颗粒两种增韧剂,采用热压烧结工艺制备了Al2O3/TiB2/SiCw三元复合陶瓷材料。研究了热压工艺参数对材料致密度的影响和晶须含量对该复合材料的力学性能和显微结构的影响。结果表明;随晶须含量的增加,该复合材料的热压温度和保温时间需要相应的增加;晶须拔出、裂纹偏转和晶须的桥接为该复合材料的主要增韧机理;随晶须含量的增加,该材料的室温断裂韧性增加;该材料的断裂韧性随温度的升高而呈增大趋势,并且晶须含量越高,材料的高温断裂韧性增幅越大。
1996, 13(3): 33-37.
摘要:
利用声学显微镜对双层可焊接陶瓷刀具材料进行研究,对双层材料界面及影响材料品质一致性的因素进行了分析,发现了两种材料在界面结合处分布不均匀及成块状分布等现象,并提出了改进材料设计的思路。
利用声学显微镜对双层可焊接陶瓷刀具材料进行研究,对双层材料界面及影响材料品质一致性的因素进行了分析,发现了两种材料在界面结合处分布不均匀及成块状分布等现象,并提出了改进材料设计的思路。
1996, 13(3): 38-42.
摘要:
本文研究了四方和立方ZrO2在与Na-β"-Al2O3的复合陶瓷中作为第二相所起的各种作用。结果说明ZrO2对复合陶瓷具有细化晶粒、改善显微结构、提高强度和断裂韧性的作用,与此同时也在一定程度上降低离子电导率。在提高力学性能方面,四方ZrO2除了具有与立方ZrO2相同的弥散颗粒的作用外,相变所起的作用也是很显着的。ZrO2-Na-β"-Al2O3复合陶瓷是一种有应用价值的固体电解质材料。
本文研究了四方和立方ZrO2在与Na-β"-Al2O3的复合陶瓷中作为第二相所起的各种作用。结果说明ZrO2对复合陶瓷具有细化晶粒、改善显微结构、提高强度和断裂韧性的作用,与此同时也在一定程度上降低离子电导率。在提高力学性能方面,四方ZrO2除了具有与立方ZrO2相同的弥散颗粒的作用外,相变所起的作用也是很显着的。ZrO2-Na-β"-Al2O3复合陶瓷是一种有应用价值的固体电解质材料。
1996, 13(3): 43-47.
摘要:
本文介绍用真空铸造法制造抗拉强度超过1000MPa的高强度C/Mg复合材料。将T300纤维经C-Si-O梯度涂层处理后单向排布于型腔内,在真空下注入ZM-5合金液,凝固后即得C/Mg复合材料零件或试样。试样的抗拉强度在纤维体积分数为0.35时达1050MPa。本文讨论C-Si-O梯度涂层对获得高强度复合材料的作用。
本文介绍用真空铸造法制造抗拉强度超过1000MPa的高强度C/Mg复合材料。将T300纤维经C-Si-O梯度涂层处理后单向排布于型腔内,在真空下注入ZM-5合金液,凝固后即得C/Mg复合材料零件或试样。试样的抗拉强度在纤维体积分数为0.35时达1050MPa。本文讨论C-Si-O梯度涂层对获得高强度复合材料的作用。
1996, 13(3): 48-52.
摘要:
本文对用挤压铸造法制备的SiCw/Al复合材料的热膨胀系数和热传导率进行了测试和分析。结果表明;随温度的提高,SiCw/Al复合材料和铝合金的热膨胀系数均明显增加。经人工时效处理的复合材料热膨胀系数比铸态略有降低,而经-196℃深冷处理的复合材料表现出最低的热膨胀系数。另外,随晶须含量的提高,SiCw/Al复合材料的热膨胀系数明显降低,并且热传导率有所下降。
本文对用挤压铸造法制备的SiCw/Al复合材料的热膨胀系数和热传导率进行了测试和分析。结果表明;随温度的提高,SiCw/Al复合材料和铝合金的热膨胀系数均明显增加。经人工时效处理的复合材料热膨胀系数比铸态略有降低,而经-196℃深冷处理的复合材料表现出最低的热膨胀系数。另外,随晶须含量的提高,SiCw/Al复合材料的热膨胀系数明显降低,并且热传导率有所下降。
1996, 13(3): 53-59.
摘要:
本文调研了纳米复合材料——GICs(石墨层间化合物)结构的主要研究方法、原理及模型,并介绍了在GICs结构研究中用到的现代分析手段。
本文调研了纳米复合材料——GICs(石墨层间化合物)结构的主要研究方法、原理及模型,并介绍了在GICs结构研究中用到的现代分析手段。
1996, 13(3): 60-64.
摘要:
采用硬质合金刀具研究了挤压铸造Al2O3短纤维强化ZA22合金复合材料的切削加工表面质量。发现在相同切削条件下,该复合材料表面质量优于ZA22合金。高的切削速度、低的进给量及低的切削深度有利于提高该复合材料的切削加工表面质量。随Al2O3纤维体积分数增大,复合材料切削加工表面粗糙度降低。
采用硬质合金刀具研究了挤压铸造Al2O3短纤维强化ZA22合金复合材料的切削加工表面质量。发现在相同切削条件下,该复合材料表面质量优于ZA22合金。高的切削速度、低的进给量及低的切削深度有利于提高该复合材料的切削加工表面质量。随Al2O3纤维体积分数增大,复合材料切削加工表面粗糙度降低。
1996, 13(3): 65-70.
摘要:
本文研究了长玻璃纤维强化的树脂基复合材料的Ⅱ型断裂韧性及裂纹扩展速率。作者使用了超声波技术来测定复合材料的弹性模量,测定的结果与混合定律计算的结果吻合的很好。ENF三点弯曲试样被用来测定GⅡc和da/dn与ΔGⅡ的关系。通过理论分析,梁内剪应力对用梁理论计算出的GⅡ的影响误差约为3%.对断口的分析显示了不同的断裂类型会带来不同的微观断口形貌。
本文研究了长玻璃纤维强化的树脂基复合材料的Ⅱ型断裂韧性及裂纹扩展速率。作者使用了超声波技术来测定复合材料的弹性模量,测定的结果与混合定律计算的结果吻合的很好。ENF三点弯曲试样被用来测定GⅡc和da/dn与ΔGⅡ的关系。通过理论分析,梁内剪应力对用梁理论计算出的GⅡ的影响误差约为3%.对断口的分析显示了不同的断裂类型会带来不同的微观断口形貌。
1996, 13(3): 71-75.
摘要:
本文采用1×1,1×2和1×3三种不同的编织结构对轴向增强和非增强三维多向编织复合材料的性能进行了研究。对编织复合材料的拉伸强度、刚度和弯曲强度、刚度进行了实验分析。结果表明;三维编织复合材料具有良好的性能。编织结构对复合材料性能有较大的影响。纤维表面编织角和纤维体积比是影响复合材料性能的重要结构参数。通过轴向加入非编织增强纤维,使编织复合材料的拉伸强度和模量,弯曲强度和模量有了较大改善。
本文采用1×1,1×2和1×3三种不同的编织结构对轴向增强和非增强三维多向编织复合材料的性能进行了研究。对编织复合材料的拉伸强度、刚度和弯曲强度、刚度进行了实验分析。结果表明;三维编织复合材料具有良好的性能。编织结构对复合材料性能有较大的影响。纤维表面编织角和纤维体积比是影响复合材料性能的重要结构参数。通过轴向加入非编织增强纤维,使编织复合材料的拉伸强度和模量,弯曲强度和模量有了较大改善。
1996, 13(3): 76-80.
摘要:
复合材料三维编织结构技术是国外八十年代发展起来的高新纺织技术。三维编织结构复合材料是一种新型结构形式的复合材料,它具有优良的抗冲击损伤性能、力学性能和耐烧蚀性能。本文讨论了三维编织结构的单元体模型,推导出有关参数之间的数学关系。
复合材料三维编织结构技术是国外八十年代发展起来的高新纺织技术。三维编织结构复合材料是一种新型结构形式的复合材料,它具有优良的抗冲击损伤性能、力学性能和耐烧蚀性能。本文讨论了三维编织结构的单元体模型,推导出有关参数之间的数学关系。
1996, 13(3): 81-86.
摘要:
本文对聚合物基纤维增强复合材料界面特性进行细观力学研究。从反映复合材料性能的同心圆柱形代表体元出发,将纤维与基体之间的界面特性用四个柔度参数表征,推广了Hashin等人的双参数模型,并进而同复合材料宏观性能相联系。通过实验首次测定了T300/ST350和玻璃纤维/不饱和聚脂两类复合材料的界面参数值。
本文对聚合物基纤维增强复合材料界面特性进行细观力学研究。从反映复合材料性能的同心圆柱形代表体元出发,将纤维与基体之间的界面特性用四个柔度参数表征,推广了Hashin等人的双参数模型,并进而同复合材料宏观性能相联系。通过实验首次测定了T300/ST350和玻璃纤维/不饱和聚脂两类复合材料的界面参数值。
1996, 13(3): 87-92.
摘要:
由于复合材料层合板的横向剪切模量较低,因此基于克希霍夫理论而计算的层合板特征值及其灵敏度与实际情况相差较大。本文采用层合板的一阶剪切变形理论,将纤维铺设角、材料参数和从层合板的中面到第K层板上表面的距离ZK视为设计变量,研究了对称层合板特征值的灵敏度计算问题。
由于复合材料层合板的横向剪切模量较低,因此基于克希霍夫理论而计算的层合板特征值及其灵敏度与实际情况相差较大。本文采用层合板的一阶剪切变形理论,将纤维铺设角、材料参数和从层合板的中面到第K层板上表面的距离ZK视为设计变量,研究了对称层合板特征值的灵敏度计算问题。
1996, 13(3): 93-99.
摘要:
本文建立了正交异性光弹性应力分析的实验边界元混合解法并编制了相应的程序系统BE-MSC.该方法仅需模型边界结点处等差线一项实验数据即可实施应力的分离。它还十分适用于存在初应力的模型材料光弹性分析问题。最后对正交异性对径受压圆盘进行了光弹性应力实例分析。
本文建立了正交异性光弹性应力分析的实验边界元混合解法并编制了相应的程序系统BE-MSC.该方法仅需模型边界结点处等差线一项实验数据即可实施应力的分离。它还十分适用于存在初应力的模型材料光弹性分析问题。最后对正交异性对径受压圆盘进行了光弹性应力实例分析。
1996, 13(3): 100-104.
摘要:
本文通过引用阻尼单元刚度阵法,并用结构有限元与流体边界元相结合的方法对复合材料结构的流固耦合振动及动力响应问题进行研究,较好地反映了复合材料结构动力响应特征。采用修正的RITZ向量法和Newmark直接积分法求解振动及动力响应问题,避免了质量阵因附连水质量阵不对称而引起的求解困难。作为数值分析例子,文中分别计算了船体悬臂板与加筋板结构的自由振动与动力响应问题,并对一复合材料舱段进行了水下爆炸当量载荷的振动与响应计算。
本文通过引用阻尼单元刚度阵法,并用结构有限元与流体边界元相结合的方法对复合材料结构的流固耦合振动及动力响应问题进行研究,较好地反映了复合材料结构动力响应特征。采用修正的RITZ向量法和Newmark直接积分法求解振动及动力响应问题,避免了质量阵因附连水质量阵不对称而引起的求解困难。作为数值分析例子,文中分别计算了船体悬臂板与加筋板结构的自由振动与动力响应问题,并对一复合材料舱段进行了水下爆炸当量载荷的振动与响应计算。
1996, 13(3): 105-110.
摘要:
本文采用一个分层的剪切变形理论分析层壳的自由振动。假定层壳各层横向剪切应变彼此线性相关,从而未知函数个数与一阶剪切变形理论相同,但控制微分方程的阶数为十二阶,且不含剪切修正因子。文中计算了一个短圆柱壳与两种扁壳的自由振动频率,数值结果与经典层合理论、一阶剪切变形理论及其他剪切变形理论的计算结果进行了比较。
本文采用一个分层的剪切变形理论分析层壳的自由振动。假定层壳各层横向剪切应变彼此线性相关,从而未知函数个数与一阶剪切变形理论相同,但控制微分方程的阶数为十二阶,且不含剪切修正因子。文中计算了一个短圆柱壳与两种扁壳的自由振动频率,数值结果与经典层合理论、一阶剪切变形理论及其他剪切变形理论的计算结果进行了比较。
1996, 13(3): 111-116.
摘要:
具有平面负泊松比的石墨纤维/环氧树脂非平衡层合复合材料具有很高的断裂韧性和缺口断裂强度,这一点已被实验所证实。本文用复变函数——变分方法计算了负泊松比材料裂纹尖端的应力场和应力强度因子,并与常规的平衡复合材料进行了比较。负泊松比材料铺层为[0/15/75/15]s,[0/25/65/25]s;常规复合材料铺层为[0/60/90/-60]s.本文重点研究了主应力方向与纤维方向的夹角以及应力强度因子与断裂韧性的关系。分析结果表明;负泊松比材料的缺口断裂强度高于常规铺层复合材料的缺口断裂强度。
具有平面负泊松比的石墨纤维/环氧树脂非平衡层合复合材料具有很高的断裂韧性和缺口断裂强度,这一点已被实验所证实。本文用复变函数——变分方法计算了负泊松比材料裂纹尖端的应力场和应力强度因子,并与常规的平衡复合材料进行了比较。负泊松比材料铺层为[0/15/75/15]s,[0/25/65/25]s;常规复合材料铺层为[0/60/90/-60]s.本文重点研究了主应力方向与纤维方向的夹角以及应力强度因子与断裂韧性的关系。分析结果表明;负泊松比材料的缺口断裂强度高于常规铺层复合材料的缺口断裂强度。
1996, 13(3): 117-124.
摘要:
本文详细评述了电流变体(ERF)材料的组成、工作机理及其流变力学性能,提出以Bingham塑性体来近似描述电流变体的流变特性,综述了电流变体在智能材料、汽车离合器、液压阀门等器件中的应用,给出了含电流变体的双层智能复合材料梁单层、双层加电状态对其振动特性的影响,设计了含电流变体的主动控制式减振器,并对其在外加电场作用下的减振性能进行了评价。
本文详细评述了电流变体(ERF)材料的组成、工作机理及其流变力学性能,提出以Bingham塑性体来近似描述电流变体的流变特性,综述了电流变体在智能材料、汽车离合器、液压阀门等器件中的应用,给出了含电流变体的双层智能复合材料梁单层、双层加电状态对其振动特性的影响,设计了含电流变体的主动控制式减振器,并对其在外加电场作用下的减振性能进行了评价。
1996, 13(3): 125-128.
摘要:
一种分析双模数复合材料层板的新方法——有限层元素法在本文中提出,与文献[1]提出的有限层法相比,精度有明显提高。与其它文献中的已有解比较,吻合较好。
一种分析双模数复合材料层板的新方法——有限层元素法在本文中提出,与文献[1]提出的有限层法相比,精度有明显提高。与其它文献中的已有解比较,吻合较好。
