1995年 第12卷 第2期
1995, 12(2): 1-4.
摘要:
对用喷射共沉积法制备颗粒增强复合材料中固体颗粒向金属基体的转移过程进行了计算.在考虑到颗粒所受到的拖曳力、表面力和密度差引起的浮力的条件下,推导出了增强颗粒植入沉积层的判据.以颗粒冲击沉积层液膜最小速度为表达形式的判据指出,颗粒的动能、直径和同金属的润湿条件对颗粒的植入有决定性的影响.
对用喷射共沉积法制备颗粒增强复合材料中固体颗粒向金属基体的转移过程进行了计算.在考虑到颗粒所受到的拖曳力、表面力和密度差引起的浮力的条件下,推导出了增强颗粒植入沉积层的判据.以颗粒冲击沉积层液膜最小速度为表达形式的判据指出,颗粒的动能、直径和同金属的润湿条件对颗粒的植入有决定性的影响.
1995, 12(2): 5-9.
摘要:
本文建立了国内第一台复合材料界面强度原位测试仪(ISISTI).对SiC(Nicalon)/Al复合材料中选定的单纤维进行了顶出测试,并对界面结合强度进行了分析.结果表明:SiC(Nlcalon)/Al复合材料的界面结合强度与复合工艺条件之间具有明显的对应关系.本文为进一步评价界面反应程度、指导复合材料工艺研究提供了有效的手段.
本文建立了国内第一台复合材料界面强度原位测试仪(ISISTI).对SiC(Nicalon)/Al复合材料中选定的单纤维进行了顶出测试,并对界面结合强度进行了分析.结果表明:SiC(Nlcalon)/Al复合材料的界面结合强度与复合工艺条件之间具有明显的对应关系.本文为进一步评价界面反应程度、指导复合材料工艺研究提供了有效的手段.
1995, 12(2): 10-14.
摘要:
本文首次进行了Al/C(SiC)复合材料定向凝固,研究了复合材料定向凝固过程以及组织形态与凝固速率的关系,获得了纤维束间胞晶和不同间距的树枝晶,发现非润湿系统复合材料定向凝固后性能降低,文中对其机制进行了探讨.
本文首次进行了Al/C(SiC)复合材料定向凝固,研究了复合材料定向凝固过程以及组织形态与凝固速率的关系,获得了纤维束间胞晶和不同间距的树枝晶,发现非润湿系统复合材料定向凝固后性能降低,文中对其机制进行了探讨.
1995, 12(2): 15-20.
摘要:
本文根据Laplace方程及流体力学的基本原理建立了挤压浸渗法制备金属基复合材料的浸渗压模型,应用该模型对ZA22/Al2O3复合材料的浸渗过程进行了理论分析.以此为指导制出了性能优良的ZA22/Al2O3复合材料.
本文根据Laplace方程及流体力学的基本原理建立了挤压浸渗法制备金属基复合材料的浸渗压模型,应用该模型对ZA22/Al2O3复合材料的浸渗过程进行了理论分析.以此为指导制出了性能优良的ZA22/Al2O3复合材料.
1995, 12(2): 21-25.
摘要:
本文研究了A3S2/Fe复合材料的烧结特性、透气性和纤维增强效果,分析了烧结过程中材料宏观结构和微观组织的形成机理.实验结果表明:纤维增强A3S2/Fe复合材料在900~1000℃具有良好的烧结性能,烧成后表层存在一定厚度的硬化层;纤维增强效果显着.材料抗压强度达17~23MPa,相对透气系数为4.30~9.69cm3/(cm2·s·atm).已能满足实际应用的需要.
本文研究了A3S2/Fe复合材料的烧结特性、透气性和纤维增强效果,分析了烧结过程中材料宏观结构和微观组织的形成机理.实验结果表明:纤维增强A3S2/Fe复合材料在900~1000℃具有良好的烧结性能,烧成后表层存在一定厚度的硬化层;纤维增强效果显着.材料抗压强度达17~23MPa,相对透气系数为4.30~9.69cm3/(cm2·s·atm).已能满足实际应用的需要.
1995, 12(2): 26-31.
摘要:
在备有拉伸台的透射电镜上原位观察了SiCw/Al复合材料的变形、裂纹萌生及其扩展过程.结果发现,变形初期,位错主要从晶界及SiCw-Al界面处开动,在晶界与晶须周围产生大量位错.裂纹萌生源主要为:(1)材料制备过程中受损伤或破断的晶须;(2)晶须富集区.晶须与晶界对裂纹的扩展有阻碍作用.当裂纹取向与晶须大致垂直时,裂尖在晶须附近钝化然后绕过晶须扩展,当裂纹取向与晶须接近平行时,裂尖在晶须端部附近钝化后沿其一侧扩展.
在备有拉伸台的透射电镜上原位观察了SiCw/Al复合材料的变形、裂纹萌生及其扩展过程.结果发现,变形初期,位错主要从晶界及SiCw-Al界面处开动,在晶界与晶须周围产生大量位错.裂纹萌生源主要为:(1)材料制备过程中受损伤或破断的晶须;(2)晶须富集区.晶须与晶界对裂纹的扩展有阻碍作用.当裂纹取向与晶须大致垂直时,裂尖在晶须附近钝化然后绕过晶须扩展,当裂纹取向与晶须接近平行时,裂尖在晶须端部附近钝化后沿其一侧扩展.
1995, 12(2): 32-36.
摘要:
作者利用MPV-1500摩擦试验机对JS材料在20#机械油、10#汽油机油、10W30CD柴油机油、甘油及三乙醇胺润滑下的摩擦、磨损及极限Pv性能进行了系统研究.结果发现,以上介质润滑均可大大改善JS材料的摩擦、磨损及极限PV性能,使其摩擦系数比干摩擦时降低2~3个数量级,磨损量降低1~2个数量级,极限PV值则提高1个数量级以上.同时,JS材料在以上五种介质润滑时的极限PV值均大于120MPa·m/s,约为纯PTFE(聚四氟乙烯)轴承极限PV值(干摩擦)的100倍,是巴氏合金轴承在20#机械油润滑时极限PV值的数倍,因而JS材料在以上介质润滑下可以作为高PV值的滑动轴承在实际中应用.
作者利用MPV-1500摩擦试验机对JS材料在20#机械油、10#汽油机油、10W30CD柴油机油、甘油及三乙醇胺润滑下的摩擦、磨损及极限Pv性能进行了系统研究.结果发现,以上介质润滑均可大大改善JS材料的摩擦、磨损及极限PV性能,使其摩擦系数比干摩擦时降低2~3个数量级,磨损量降低1~2个数量级,极限PV值则提高1个数量级以上.同时,JS材料在以上五种介质润滑时的极限PV值均大于120MPa·m/s,约为纯PTFE(聚四氟乙烯)轴承极限PV值(干摩擦)的100倍,是巴氏合金轴承在20#机械油润滑时极限PV值的数倍,因而JS材料在以上介质润滑下可以作为高PV值的滑动轴承在实际中应用.
1995, 12(2): 37-41.
摘要:
用扫描电子显微镜(SME)和X-射线能谱分析法(EDX)对铜纤维增强的半金属摩阻材料与灰铸铁对偶滑摩后的摩擦表面进行了分析,研究了摩阻材料中铜纤维的摩擦磨损行为.结果表明,在摩擦磨损过程中,摩阻材料摩擦表面上铜的分布更加弥散化,并且铜纤维具有集铁作用,因而摩阻材料摩擦表面上形成了富铁贫铜表面工作层;铜能从摩阻材料摩擦表面转移到对偶摩擦表面,故对偶摩擦面上分布一定量铜,这是摩擦副具有稳定摩擦系数和良好耐磨性的关键因素;铜纤维取向对摩阻材料摩擦磨损行为有显着影响.
用扫描电子显微镜(SME)和X-射线能谱分析法(EDX)对铜纤维增强的半金属摩阻材料与灰铸铁对偶滑摩后的摩擦表面进行了分析,研究了摩阻材料中铜纤维的摩擦磨损行为.结果表明,在摩擦磨损过程中,摩阻材料摩擦表面上铜的分布更加弥散化,并且铜纤维具有集铁作用,因而摩阻材料摩擦表面上形成了富铁贫铜表面工作层;铜能从摩阻材料摩擦表面转移到对偶摩擦表面,故对偶摩擦面上分布一定量铜,这是摩擦副具有稳定摩擦系数和良好耐磨性的关键因素;铜纤维取向对摩阻材料摩擦磨损行为有显着影响.
1995, 12(2): 42-46.
摘要:
本文在研究了维尼纶纤维形变强化特性的基础上,考察了在VIRALL复合板固化过程中给纤维施加预拉伸应力对其拉伸性能的影响.结果表明,纤维预拉伸应力能有效地提高VIRALL复合板的弹性极限、屈服强度以及断裂强度.
本文在研究了维尼纶纤维形变强化特性的基础上,考察了在VIRALL复合板固化过程中给纤维施加预拉伸应力对其拉伸性能的影响.结果表明,纤维预拉伸应力能有效地提高VIRALL复合板的弹性极限、屈服强度以及断裂强度.
1995, 12(2): 47-51.
摘要:
实验结果表明,碳纤维的阳极氧化表面处理是有效改善碳纤维/MDF水泥界面粘结性的方法,不经处理的碳纤维增强MDF水泥复合材料的性能比基体低,阳极氧化表面处理改善了碳纤维/MDF水泥界面的粘结性,使复合材料的性能提高.实验中根据复合材料性能随碳纤维阳极处理条件变化,得到了用于增强MDF水泥的沥青基碳纤维的最佳阳极处理电位.加入2.0wt%最佳电位下处理后的沥青碳纤维,可使CF/MDF水泥复合材料力性σf与αk分别达到116.4MPa和1.63kJ/m2,它比基体对应性能分别提高30%和20%.
实验结果表明,碳纤维的阳极氧化表面处理是有效改善碳纤维/MDF水泥界面粘结性的方法,不经处理的碳纤维增强MDF水泥复合材料的性能比基体低,阳极氧化表面处理改善了碳纤维/MDF水泥界面的粘结性,使复合材料的性能提高.实验中根据复合材料性能随碳纤维阳极处理条件变化,得到了用于增强MDF水泥的沥青基碳纤维的最佳阳极处理电位.加入2.0wt%最佳电位下处理后的沥青碳纤维,可使CF/MDF水泥复合材料力性σf与αk分别达到116.4MPa和1.63kJ/m2,它比基体对应性能分别提高30%和20%.
1995, 12(2): 52-58.
摘要:
本文用一套等效介质理论的数值方法计算了球状微粒掺杂之各向同性复合材料及单向纤维增强之横观各向同性复合材料之线热膨胀系数,得到合理的结果,并与Schapery式、Kerner式之计算及实验值作出比较,显示了等效介质理论于复合材料热弹性能计算之适用性.
本文用一套等效介质理论的数值方法计算了球状微粒掺杂之各向同性复合材料及单向纤维增强之横观各向同性复合材料之线热膨胀系数,得到合理的结果,并与Schapery式、Kerner式之计算及实验值作出比较,显示了等效介质理论于复合材料热弹性能计算之适用性.
1995, 12(2): 59-66.
摘要:
文中分析了复合材料单层板的弹性主方向及非弹性主方向的弹性特性,进而分析了一般层合板的弹性特性及多层壳的弹性特性,以及导得具有普遍性的多层壳的稳定方程.
文中分析了复合材料单层板的弹性主方向及非弹性主方向的弹性特性,进而分析了一般层合板的弹性特性及多层壳的弹性特性,以及导得具有普遍性的多层壳的稳定方程.
1995, 12(2): 67-76.
摘要:
本文利用能量变分原理和广义傅里叶级数法对具有弹性支持的复合材料任意铺层加筋板在面内各种组合载荷作用下的非线性稳定性特性进行了研究.通过采用牛顿一梯度法数值求解,证明前屈曲压-弯耦合效应对弹性支持的复合材料加筋板的屈曲和后屈曲特性均产生了明显的影响,以致于在压、剪载荷作用的开始即产生了横向翘曲变形.只有当加筋板的四边为夹支时,这种前屈曲耦合效应才不明显.除此之外,还得到了一些与非加筋的层合板完全不同的屈曲和后屈曲特性.所得结果与文献上的相关计算或实验结果对比后均吻合很好,证明本文的理论分析和数值计算是正确有效的.
本文利用能量变分原理和广义傅里叶级数法对具有弹性支持的复合材料任意铺层加筋板在面内各种组合载荷作用下的非线性稳定性特性进行了研究.通过采用牛顿一梯度法数值求解,证明前屈曲压-弯耦合效应对弹性支持的复合材料加筋板的屈曲和后屈曲特性均产生了明显的影响,以致于在压、剪载荷作用的开始即产生了横向翘曲变形.只有当加筋板的四边为夹支时,这种前屈曲耦合效应才不明显.除此之外,还得到了一些与非加筋的层合板完全不同的屈曲和后屈曲特性.所得结果与文献上的相关计算或实验结果对比后均吻合很好,证明本文的理论分析和数值计算是正确有效的.
1995, 12(2): 77-82.
摘要:
热残余应变和微裂纹是影响晶须增韧陶瓷基复合材料力学性能的两个重要因素,本文将综合考虑这两种因素的影响,定量研究晶须和微裂纹在基体内随机分布时多种因素对复合材料模量和强度的影响,包括晶须和微裂纹含量、晶须长径比和微裂纹尺寸以及组分性能的影响.理论结果表明,上述各种因素对材料力学性能均有不同程度的影响,所得结论将为材料的优化设计提供一定的指导作用.
热残余应变和微裂纹是影响晶须增韧陶瓷基复合材料力学性能的两个重要因素,本文将综合考虑这两种因素的影响,定量研究晶须和微裂纹在基体内随机分布时多种因素对复合材料模量和强度的影响,包括晶须和微裂纹含量、晶须长径比和微裂纹尺寸以及组分性能的影响.理论结果表明,上述各种因素对材料力学性能均有不同程度的影响,所得结论将为材料的优化设计提供一定的指导作用.
1995, 12(2): 83-88.
摘要:
本文对一种三维增强纤维复合材料的结构与性能进行了研究.通过对手工纺织的三向纤维增强复合材料的分析,建立了其细观力学模型,并在此基础上导出了反映其宏观力学性能的本构关系,同时采用具有相同纺织结构的试件进行试验,对本文的理论结果进行了验证.此外,通过对三维复合材料与层合板的力学性能进行对比试验,说明三维增强复合材料的综合性能,尤其是层间剪切性能得到了很大的改善和提高.
本文对一种三维增强纤维复合材料的结构与性能进行了研究.通过对手工纺织的三向纤维增强复合材料的分析,建立了其细观力学模型,并在此基础上导出了反映其宏观力学性能的本构关系,同时采用具有相同纺织结构的试件进行试验,对本文的理论结果进行了验证.此外,通过对三维复合材料与层合板的力学性能进行对比试验,说明三维增强复合材料的综合性能,尤其是层间剪切性能得到了很大的改善和提高.
1995, 12(2): 89-94.
摘要:
本文研究了施加不同预应力及含不同胶粘剂的ARALL层板130℃时的蠕变特性,利用唯像分析的方法,采用陈化理论对实验得到的层板蠕变曲线进行了拟合,并且采用宏观与微观机理相结合的方法对其进行了分析.结果表明,ARALL层板的蠕变主要是由铝合金决定的,施加预应力使ARALL层板残余应力下降,从而降低了层板的蠕变程度.另一方面,采用高模量胶粘剂体系有利于降低层板的蠕应变量.
本文研究了施加不同预应力及含不同胶粘剂的ARALL层板130℃时的蠕变特性,利用唯像分析的方法,采用陈化理论对实验得到的层板蠕变曲线进行了拟合,并且采用宏观与微观机理相结合的方法对其进行了分析.结果表明,ARALL层板的蠕变主要是由铝合金决定的,施加预应力使ARALL层板残余应力下降,从而降低了层板的蠕变程度.另一方面,采用高模量胶粘剂体系有利于降低层板的蠕应变量.
1995, 12(2): 95-101.
摘要:
本文对层板和夹芯板受硬物低速撞击的撞击力进行了计算和测量.本研究的目的是比较层板和夹芯板的耐撞击行为并确定表面增韧层对其低能量撞击行为的影响.
本文对层板和夹芯板受硬物低速撞击的撞击力进行了计算和测量.本研究的目的是比较层板和夹芯板的耐撞击行为并确定表面增韧层对其低能量撞击行为的影响.
1995, 12(2): 102-107.
摘要:
本文对受一平行于纤维轴向外加载荷的单纤维复合材料给出了弹性应力的剪套解,得到基体内轴向应力沿径向的分布,以及纤维轴向应力和界面剪切应力沿纤维长度上的分布,并讨论了纤维/基体弹性模量比对最大纤维轴向应力和最大界面剪切应力的影响,而且,还将该工作与前人的工作进行了比较,最后,该文还给出了多纤维复合材料的弹性应力解.
本文对受一平行于纤维轴向外加载荷的单纤维复合材料给出了弹性应力的剪套解,得到基体内轴向应力沿径向的分布,以及纤维轴向应力和界面剪切应力沿纤维长度上的分布,并讨论了纤维/基体弹性模量比对最大纤维轴向应力和最大界面剪切应力的影响,而且,还将该工作与前人的工作进行了比较,最后,该文还给出了多纤维复合材料的弹性应力解.
1995, 12(2): 108-117.
摘要:
研究了含有扁长椭球形增强物复合材料的弹性过程并得到了材料整体的弹性常数.当材料基体和增强材料均为各向同性材料,增强材料的体积相对于基体非常地小并与基体紧密相联时,含有扁长椭球形增强物的材料具有各向异性,提高这种材料的杨氏模量是以牺牲剪切模量为代价的.
研究了含有扁长椭球形增强物复合材料的弹性过程并得到了材料整体的弹性常数.当材料基体和增强材料均为各向同性材料,增强材料的体积相对于基体非常地小并与基体紧密相联时,含有扁长椭球形增强物的材料具有各向异性,提高这种材料的杨氏模量是以牺牲剪切模量为代价的.
1995, 12(2): 118-123.
摘要:
本文介绍了Dinh-Armstrong流变本构方程,并由此导出了中等浓度纤维悬浮体的粘度、第一法向应力差、第二法向应力差以及拉伸粘度的解析表达式,在简单剪切流时,导出的解析式与Dinh-Armstrong方程的数值解是一致的.在拉伸流时,尽管起始时和稳定态的粘度一致,但在过渡阶段存在一些定量的差异.
本文介绍了Dinh-Armstrong流变本构方程,并由此导出了中等浓度纤维悬浮体的粘度、第一法向应力差、第二法向应力差以及拉伸粘度的解析表达式,在简单剪切流时,导出的解析式与Dinh-Armstrong方程的数值解是一致的.在拉伸流时,尽管起始时和稳定态的粘度一致,但在过渡阶段存在一些定量的差异.
1995, 12(2): 124-126.
摘要:
本文介绍了用复合材料三基圆技术成型竹/玻璃钢桥的成型工艺.桥梁是一种大型工程承力构件,目前广泛使用的钢筋混凝土桥、石桥和钢桁梁桥,由于自身重量大,所用材料的40~60%用于支承自身重量,而竹/玻璃钢桥成本低,重量轻,仅有约10%的材料用于承受自身重量.实验表明,利用复合材料三基圆技术成型的结构有十分优良的性能.
本文介绍了用复合材料三基圆技术成型竹/玻璃钢桥的成型工艺.桥梁是一种大型工程承力构件,目前广泛使用的钢筋混凝土桥、石桥和钢桁梁桥,由于自身重量大,所用材料的40~60%用于支承自身重量,而竹/玻璃钢桥成本低,重量轻,仅有约10%的材料用于承受自身重量.实验表明,利用复合材料三基圆技术成型的结构有十分优良的性能.