1994年 第11卷 第2期
1994, 11(2): 7-13.
摘要:
针对三维内热源的温度场问题,推导了温度场的有限元“刚度”及热载荷,并考虑到轮胎的结构复杂性,使用六节点五面体及八节点六面体单元,分析了子午线轮胎的温度场,并用红外热像系统进行了实验验证.结果表明,计算方法是可行的.
针对三维内热源的温度场问题,推导了温度场的有限元“刚度”及热载荷,并考虑到轮胎的结构复杂性,使用六节点五面体及八节点六面体单元,分析了子午线轮胎的温度场,并用红外热像系统进行了实验验证.结果表明,计算方法是可行的.
1994, 11(2): 14-22.
摘要:
本文研究了自生复合Al11La3/Al共晶材料从室温到673K时的轴向拉伸性能和轴向拉伸断裂机制.结果表明:在G=700K/cm、R=11.1μm/s的定向凝固条件下,该材料轴向拉伸性能在室温时为260MPa、在673K时为265MPa.对拉伸过程的动态观察和断口形貌的分析表明:自生复合Al11La3/Al共晶材料在室温到673K温度范围内,其轴向拉伸断裂机制相同:纤维相Al11La3的断裂是整个共晶体断裂的控制机制:其轴向拉伸的断裂模型为:弹性变形、裂纹萌生、界面脱粘、搭桥过程、宏观断裂.
本文研究了自生复合Al11La3/Al共晶材料从室温到673K时的轴向拉伸性能和轴向拉伸断裂机制.结果表明:在G=700K/cm、R=11.1μm/s的定向凝固条件下,该材料轴向拉伸性能在室温时为260MPa、在673K时为265MPa.对拉伸过程的动态观察和断口形貌的分析表明:自生复合Al11La3/Al共晶材料在室温到673K温度范围内,其轴向拉伸断裂机制相同:纤维相Al11La3的断裂是整个共晶体断裂的控制机制:其轴向拉伸的断裂模型为:弹性变形、裂纹萌生、界面脱粘、搭桥过程、宏观断裂.
1994, 11(2): 23-27.
摘要:
在某些实际应用中,需要复合材料不仅具有多种功能,例如抗烧蚀、抗冲击、隔热等,而且还能作为结构材料使用,这种复合材料可以称为多功能结构复合材料.在多功能结构复合材料设计中需要按不同的功能应用和力学特性进行分层设计.利用三维编织技术可以实现多功能结构复合材料的分层异形整体编织,为多功能结构复合材料的发展提供了可能性.本文介绍了三维编织复合材料的性能和制作多功能结构复合材料所采用的三维编织技术.
在某些实际应用中,需要复合材料不仅具有多种功能,例如抗烧蚀、抗冲击、隔热等,而且还能作为结构材料使用,这种复合材料可以称为多功能结构复合材料.在多功能结构复合材料设计中需要按不同的功能应用和力学特性进行分层设计.利用三维编织技术可以实现多功能结构复合材料的分层异形整体编织,为多功能结构复合材料的发展提供了可能性.本文介绍了三维编织复合材料的性能和制作多功能结构复合材料所采用的三维编织技术.
1994, 11(2): 29-38.
摘要:
本文应用简单高阶理论[1]分析了双模数复合材料正交铺设矩形厚层板的弯曲挠度,与一阶高阶理论解相比,本文的解更加精确.
本文应用简单高阶理论[1]分析了双模数复合材料正交铺设矩形厚层板的弯曲挠度,与一阶高阶理论解相比,本文的解更加精确.
1994, 11(2): 39-42.
摘要:
本文研究了碳纤维增强高温热塑性塑料(PEEK)基复合材料的断裂行为.发现其强度极限没缺口断裂应力均高于同种纤维增强的热固性(环氧)树脂基材料,并且随0°叠层含量的增加,二者之间的差距加大.另外,前者比后者缺口敏感性低,断裂韧性高.
本文研究了碳纤维增强高温热塑性塑料(PEEK)基复合材料的断裂行为.发现其强度极限没缺口断裂应力均高于同种纤维增强的热固性(环氧)树脂基材料,并且随0°叠层含量的增加,二者之间的差距加大.另外,前者比后者缺口敏感性低,断裂韧性高.
1994, 11(2): 43-47.
摘要:
本文用边界元法分析了复合材料特殊正交各向异性层合板的振动.为了克服在用边界元法求解正交各向异性层合板振动时寻求相应的基本解的困难,本文采用了傅立叶级数形式的近似基本解.算例说明了近似基本解方法的可行性和有效性.
本文用边界元法分析了复合材料特殊正交各向异性层合板的振动.为了克服在用边界元法求解正交各向异性层合板振动时寻求相应的基本解的困难,本文采用了傅立叶级数形式的近似基本解.算例说明了近似基本解方法的可行性和有效性.
1994, 11(2): 49-55.
摘要:
本文研究了两种热致液晶高聚物(TLCP)及与聚碳酸酯(PC)和聚醚砜(PES)原位复合材料的拉伸与弯曲性能.TLCP在基体中形成微纤增强相,使材料的性能成倍提高.增强效果依赖于工艺条件如料温、剪切速率、粘度等,它们强烈地影响原位复合材料的刚度和强度,傅里叶杠外光谱结果表明,TLCP与基体非完全相容,界面结合不佳,导致弯曲强度提高不明显.
本文研究了两种热致液晶高聚物(TLCP)及与聚碳酸酯(PC)和聚醚砜(PES)原位复合材料的拉伸与弯曲性能.TLCP在基体中形成微纤增强相,使材料的性能成倍提高.增强效果依赖于工艺条件如料温、剪切速率、粘度等,它们强烈地影响原位复合材料的刚度和强度,傅里叶杠外光谱结果表明,TLCP与基体非完全相容,界面结合不佳,导致弯曲强度提高不明显.
1994, 11(2): 57-62.
摘要:
本文在一系列不同高温(1100～1650℃)超高压(4.5～6.25GFa)条件下制备了Si中介结合的聚晶金刚石,并用XRD分析,SEM观察及磨耗比测定对其组织与耐磨性进行了研究,结果表明:在PCD组织的P-T图上,有三类组织特征,其中对应最佳磨耗比的组织由金刚石和SiC组成.在较低压力、温度下有游离Si存在;高温低压条件下,金刚石发生石墨化转变,均使PCD的耐磨性降低.对获得金刚石和SiC相组织的压力、温度条件进行了分析讨论.
本文在一系列不同高温(1100～1650℃)超高压(4.5～6.25GFa)条件下制备了Si中介结合的聚晶金刚石,并用XRD分析,SEM观察及磨耗比测定对其组织与耐磨性进行了研究,结果表明:在PCD组织的P-T图上,有三类组织特征,其中对应最佳磨耗比的组织由金刚石和SiC组成.在较低压力、温度下有游离Si存在;高温低压条件下,金刚石发生石墨化转变,均使PCD的耐磨性降低.对获得金刚石和SiC相组织的压力、温度条件进行了分析讨论.
1994, 11(2): 63-68.
摘要:
在某些复合体系的金属基复合材料中,由于纤维与基体发生反应,从而在界面上形成一层较脆的界面相.在轴向拉伸外载作用下,界面层发生多重开裂损伤.开裂裂纹对复合材料强度的作用除了与裂纹的表征尺寸有关外,还应与裂纹间的间距(或裂纹密度)有关.本文应用复合材料的圆柱体模型和改进的剪切滞后理论,分析了界面层多重开裂的过程,以及界面层与纤维、界面层与基体间界面剪切强度、界面层弹性模量等参数与裂纹密度间的关系.
在某些复合体系的金属基复合材料中,由于纤维与基体发生反应,从而在界面上形成一层较脆的界面相.在轴向拉伸外载作用下,界面层发生多重开裂损伤.开裂裂纹对复合材料强度的作用除了与裂纹的表征尺寸有关外,还应与裂纹间的间距(或裂纹密度)有关.本文应用复合材料的圆柱体模型和改进的剪切滞后理论,分析了界面层多重开裂的过程,以及界面层与纤维、界面层与基体间界面剪切强度、界面层弹性模量等参数与裂纹密度间的关系.
1994, 11(2): 69-74.
摘要:
本文用浸润测定仪对玻璃纤维和Kevlar-49芳纶纤维进行了表面能测定,讨论了纤维束柱末端沾湿量的影响,提出了浸润仪测试数据的正确处理方法,求得了Kevlar-49纤维的表面能并对其色散分量和非色散分量进行了解析.
本文用浸润测定仪对玻璃纤维和Kevlar-49芳纶纤维进行了表面能测定,讨论了纤维束柱末端沾湿量的影响,提出了浸润仪测试数据的正确处理方法,求得了Kevlar-49纤维的表面能并对其色散分量和非色散分量进行了解析.
1994, 11(2): 69-79.
摘要:
本文讨论了玻纤增强聚合物/漂珠/水泥复合体系的反应、微相结构和力学性能.通过SEM、XRD、TG、DTA和力学性能的测试发现:由于玻纤的增强作用和聚合物好的韧性与粘接性,可以显着地提高体系的抗弯强度.同时还发现聚合物能影响水泥的水化反应,降低体系游离氢氧化钙含量,起了减缓玻纤被腐蚀的作用,从而改善了复合材料的耐久性.
本文讨论了玻纤增强聚合物/漂珠/水泥复合体系的反应、微相结构和力学性能.通过SEM、XRD、TG、DTA和力学性能的测试发现:由于玻纤的增强作用和聚合物好的韧性与粘接性,可以显着地提高体系的抗弯强度.同时还发现聚合物能影响水泥的水化反应,降低体系游离氢氧化钙含量,起了减缓玻纤被腐蚀的作用,从而改善了复合材料的耐久性.
1994, 11(2): 81-89.
摘要:
本文根据聚醚醚酮(PEEK)在碳纤维表面形式的横晶层的结构特征分析,建立了CF/FEEK复合材料界面层微观力学性能的理论方程,计算了界面层的杨氏模量.通过超声浸渍法测量复合材料的力学性能验证了计算结果,证明所进行的分析合理.计算结果表明,PEEK界面横晶层在垂直于纤维方向的杨氏模量Er随PEEK结晶度的增大,或随横晶中PEEK晶片长度的增大而增大,并随晶片厚度的增大而减小.该界面层的上述模量值始终高于界面层附近球晶的模量值Es,两者之间的比值ET/Es;依赖于横晶及球晶中的晶片长度b、厚度c和宽度a.由于界面层的模量高于非界面层的模量,当复合材料中纤维表面形成横晶时,复合材料将有较高的刚性.
本文根据聚醚醚酮(PEEK)在碳纤维表面形式的横晶层的结构特征分析,建立了CF/FEEK复合材料界面层微观力学性能的理论方程,计算了界面层的杨氏模量.通过超声浸渍法测量复合材料的力学性能验证了计算结果,证明所进行的分析合理.计算结果表明,PEEK界面横晶层在垂直于纤维方向的杨氏模量Er随PEEK结晶度的增大,或随横晶中PEEK晶片长度的增大而增大,并随晶片厚度的增大而减小.该界面层的上述模量值始终高于界面层附近球晶的模量值Es,两者之间的比值ET/Es;依赖于横晶及球晶中的晶片长度b、厚度c和宽度a.由于界面层的模量高于非界面层的模量,当复合材料中纤维表面形成横晶时,复合材料将有较高的刚性.
1994, 11(2): 91-96.
摘要:
从理论和试验的角度,分析了原料粒度及组成对TiB2-xAl复合体系的SHS过程的影响.随着金属相含量的不同,实际燃烧温度与理论计算值的变化趋势是一致的.燃烧波速度则随着金属相含量的不同出现一个极大值.由于Ti和B颗粒直接参入化学反应,而Al相在SHS过程中只是产生状态的变化,因而Ti、B颗粒尺寸的变化比Al颗粒尺寸的变化对SHS过程的影响要更大一些.
从理论和试验的角度,分析了原料粒度及组成对TiB2-xAl复合体系的SHS过程的影响.随着金属相含量的不同,实际燃烧温度与理论计算值的变化趋势是一致的.燃烧波速度则随着金属相含量的不同出现一个极大值.由于Ti和B颗粒直接参入化学反应,而Al相在SHS过程中只是产生状态的变化,因而Ti、B颗粒尺寸的变化比Al颗粒尺寸的变化对SHS过程的影响要更大一些.
1994, 11(2): 97-105.
摘要:
本文通过扫描电镜、红外光谱、偏光显微、DSC分析和材料力学性能试验等方法考察了PP/玻纤的界面粘结性与其材料性能及基体结晶的关系.结果表明:在材料复合过程中加入的界面反应性试剂及其与PP接枝而形成的接枝物可与玻纤表面及其硅烷发生化学作用,促使玻纤表面树脂包覆层的形成,从而显着提高复合材料的界面粘结强度及其力学性能;复合材料试样成型过程中,因树脂冷却收缩而产生的界面应力可应变诱导玻纤周围基体树脂的结晶,促使其结晶形态和结晶度产生显着变化;而复合材料的界面粘结强度则是产生应变诱导作用和控制异相结晶的关键.
本文通过扫描电镜、红外光谱、偏光显微、DSC分析和材料力学性能试验等方法考察了PP/玻纤的界面粘结性与其材料性能及基体结晶的关系.结果表明:在材料复合过程中加入的界面反应性试剂及其与PP接枝而形成的接枝物可与玻纤表面及其硅烷发生化学作用,促使玻纤表面树脂包覆层的形成,从而显着提高复合材料的界面粘结强度及其力学性能;复合材料试样成型过程中,因树脂冷却收缩而产生的界面应力可应变诱导玻纤周围基体树脂的结晶,促使其结晶形态和结晶度产生显着变化;而复合材料的界面粘结强度则是产生应变诱导作用和控制异相结晶的关键.
1994, 11(2): 107-111.
摘要:
碳/碳复合材料(以下简称C/C)在空气中400℃以上显着氧化,目前所采用的防氧化涂层不能很好地解决涂层与基体间热膨胀所带来的裂纹问题,我们认为,同时着重于C/C本身改性及其涂层的抗氧化性提高,是大大改善其抗氧化性能的有效途径.本论文就是基于这一出发,点,在C/C基体中加ZrO2、SiO2、SiC等玻璃陶瓷粉,并且将数学工具引入实验,得到了基体添加剂对C/C抗氧化性的影响规律,实验结果表明,SiO2、B4C等玻璃陶瓷粉显着改善C/C的抗氧化性能,大大降低氧化烧蚀率.
碳/碳复合材料(以下简称C/C)在空气中400℃以上显着氧化,目前所采用的防氧化涂层不能很好地解决涂层与基体间热膨胀所带来的裂纹问题,我们认为,同时着重于C/C本身改性及其涂层的抗氧化性提高,是大大改善其抗氧化性能的有效途径.本论文就是基于这一出发,点,在C/C基体中加ZrO2、SiO2、SiC等玻璃陶瓷粉,并且将数学工具引入实验,得到了基体添加剂对C/C抗氧化性的影响规律,实验结果表明,SiO2、B4C等玻璃陶瓷粉显着改善C/C的抗氧化性能,大大降低氧化烧蚀率.
