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1998年  第15卷  第2期

SiC 颗粒增强金属基复合材料弹性模量与界面结合状况关系研究
樊建中, 姚忠凯, 杜善义, 王磊, 杨改英, 郭宏, 李义春, 张少明, 石力开
1998, 15(2): 1-5.
摘要:
通过比较SiCP/1100A l 和SiCP/7075A l 两种复合材料的界面状况和弹性变形特点发现:两种复合材料界面结合状况的不同导致材料弹性模量相差较大, 界面把载荷从基体传递到增强体是复合材料弹性变形阶段的重要强化机制, 而且强化机制的作用发挥取决于基体与增强体之间的界面结合力。
高体积分数粒子型铝基复合材料热膨胀性能的研究
喇培清, 许广济, 丁雨田
1998, 15(2): 6-11.
摘要:
测定了真空气压渗流法制备的三种高体积分数SiCP/Al 复合材料在0~ 400℃间的热循环曲线及其在此温度区间的线膨胀系数值。测试结果表明复合材料的线膨胀系数值约为其基体的一半, 其值与Kerner 模型的计算值相接近; 复合材料的热循环曲线的特征明显不同于其基体, 三种基体复合材料的热循环曲线的特征也存在差异。对此应用塑性变形理论进行了解释。发现通过改变合金基体可改变热循环曲线的封闭性。
铸渗法制备颗粒增强钢基复合材料的研究
王恩泽, 郑燕青, 邢建东, 鲍崇高, 徐学武, 王海燕
1998, 15(2): 12-17.
摘要:
通过对负压铸渗理论的分析, 得出了影响负压铸渗深度的因素及其影响规律(见式(9) ) ;用碳化钨、镍包氧化铝及不同粒度氧化铝为陶瓷颗粒、耐热钢为基体进行了负压铸渗实验, 得到了颗粒分布均匀的复合材料, 揭示和证实了颗粒与金属液间的湿润特性及颗粒粒度对铸渗的影响规律。
B2O3与Mg-Li 合金反应合成复合材料的热力学及动力学研究
于化顺, 闵光辉, 任旭芳, 陈熙琛
1998, 15(2): 18-22.
摘要:
通过DTA 及液淬试验, 对B2O3与Mg-Li 合金反应合成MgO 颗粒增强Mg-Li 基复合材料的热力学及动力学进行了研究。结果表明,B2O3与Mg-Li 合金的反应温度与Mg-Li 合金常规熔炼温度接近, 且反应速度很快, 适于反应合成复合材料的制备。显微组织观察与XRD 分析发现, 反应生成的MgO 颗粒尺寸细小, 形状圆整且分布均匀。
增强物的加入对纯镁阻尼性能的影响
张小农, 张荻, 吴人洁, 朱震刚, 王灿, 刘长松
1998, 15(2): 23-26.
摘要:
制备了以纯镁为基体,以混杂碳化硅颗粒和硅酸铝短纤维为增强物的镁基复合材料,研究了其机械性能和阻尼性能。结果表明,增强物的加入提高了纯镁的强度,但同时也减小了复合材料阻尼的应变振幅效应,从而降低了其阻尼性能。研究证明此镁基复合材料的阻尼行为可按G-L位错阻尼理论解释,与纯镁一致。
SiCP/ZA22 复合材料界面反应层形成机制
胡海明, 张维平, 胡汉起
1998, 15(2): 27-30.
摘要:
通过电镜观察和扫描能谱分析, 发现在SiCP/ ZA 22复合材料中,SiC 颗粒和ZA 22合金富铝相α-A l 两相界面上存在着层状反应物MgAl2O4, 并对其产生条件进行了分析。结果表明: 在该复合材料制备温度范围内满足产生MgAl2O4的热力学条件, 反应层厚度符合S = A t 规律, 最终反应物量主要与合金中的M g 含量以及SiC 颗粒表面的SiO2层厚度有关。
Al2O3/6-6-3青铜复合材料的制备及性能
王玉林, 杜希文, 万怡灶, 陶海明, 曹阳
1998, 15(2): 31-35.
摘要:
采用粉末冶金法制备出Al2O3/青铜复合材料, 研究了烧结温度、Al2O3颗粒尺寸、含量及表面状态对复合材料性能的影响。结果表明, 采用二次压制与烧结工艺制备的复合材料的组织致密,Al2O3颗粒分布均匀, 综合性能优于6-6-3青铜材料。Al2O3颗粒的化学包覆处理可以使复合材料的性能进一步提高。
金属陶瓷热冲击疲劳裂纹形成机制
刘宁, 徐根应, 许育东, 李健, 胡镇华, 崔昆
1998, 15(2): 36-41.
摘要:
研究了金属陶瓷热冲击疲劳特性, 重点探讨了裂纹的形成机制。试验结果表明, 随着循环温度的增高, 裂纹形核孕育期缩短, 裂纹扩展速率增大; 随着金属陶瓷中金属相含量的增加, 裂纹扩展速率降低。热冲击疲劳裂纹的形成与微孔洞的形核、长大和连通有关。研究还发现, 金属陶瓷热冲击疲劳断口中存在疲劳条纹。
多层次微观复合陶瓷的力学性能和优化分析研究
徐利华, 黄勇, 李建保, 丁子上
1998, 15(2): 42-47.
摘要:
研究了不同层次微观复合陶瓷的力学性能随纳米和微米颗粒含量变化的影响。结果表明材料强度与韧性的改善与两种弥散相含量及其相对比例有关。优化分析可表征临界裂纹长度的变化规律, 当纳米SiCn 含量为3~ 12vo l% , 材料内部的裂纹长度较小且随微米SiCP 含量增加而略有增大。达到最大韧性时弥散相的优化体积分数(9. 7vo l% , 9. 7vo l% ) 要高于达到最大强度时的弥散相含量(7. 9vo l% , 7. 9vo l% ) , 表明韧性与强度最大值的组成点不一致, 其原因在于瓷体内部缺陷对其敏感程度不同。
Ce-Y-ZTA 复相陶瓷的微波烧结
谢志鹏, 李建保, 张锐, 黄勇
1998, 15(2): 48-52.
摘要:
系统研究了Ce-Y-ZTA 复相陶瓷批量试样在2. 45GHz, 功率0. 5~ 5kW 连续可调的矩形多模腔内的微波烧结过程及材料性能。实验表明: 通过合理的保温结构和工艺控制, 可实现高稳定性和重复性的微波快速烧结。相对密度达到99%TD。与常规烧结相比, 微波烧结过程只需约2小时, 致密化温度降低50~ 100℃。烧结后材料具有晶粒尺寸细小、均匀的显微结构, 弯曲强度由600M Pa 提高至670M Pa, 同时获得较高断裂韧性值。
C/C 复合材料增强体结构对性能影响的研究
李贺军, 罗瑞盈, 杨峥, 刘应楼
1998, 15(2): 53-56.
摘要:
研究了四种C/C 复合材料增强体(1K 碳布、3K 碳布、1K 碳布+ 碳纸、1K 碳布+ 特殊碳毡) 结构对弯曲性能的影响。结果表明: 用这四种增强体制备的C/C 复合材料表现出明显的假塑性, 弯曲断口的宏观形貌呈“之”字形, 其总体力学性能良好, 但也具有较大差异。本文作者结合材料的微观形貌对这些特点的成因进行了分析。
PP/ PA6原位成纤复合材料I. 形态与力学性能
黎学东, 陈鸣才, 黄玉惠, 林果, 赵树录, 廖兵, 庞浩, 丛广民
1998, 15(2): 57-61.
摘要:
不相容的通用热塑性塑料聚丙烯(PP) 和尼龙6 (PA 6) 共熔挤出, 当PA 6为分散相时, 得到了PA 6纤维分散于PP 基体中的原位复合材料。在PP 和PA 6的熔点之间成型, 可以保持住纤维的形态。材料的拉伸强度下降, 但冲击强度得到大幅度提高。
PP/ PA6原位成纤复合材料II. 加工条件对性能、形态的影响
黎学东, 陈鸣才, 黄玉惠, 丛广民
1998, 15(2): 62-67.
摘要:
在PP/ PA 6共混物的挤出加工中分别调整加工温度、挤出机螺杆转速、牵引速率, 得到不同加工条件下的PP/ PA 6原位成纤复合材料。研究了加工条件与分散相形态、力学性能的关系。发现当螺杆转速越高、牵引速率越快、加工温度越低, 分散的PA 6纤维尺寸越小, 复合材料的力学性能越好。
改性双马来酰亚胺共聚树脂体系及其复合材料性能的研究
陈平, 毛桂洁, 张岩, 孔庆宝
1998, 15(2): 68-73.
摘要:
以二苯甲烷双马来酰亚胺与二烯丙基双酚A 为共聚单体, 在适当的催化剂等作用下, 制备了一种改性双马来酰亚胺共聚树脂。对这种改性双马来酰亚胺共聚树脂的溶解性能、固化反应机理和固化反应动力学进行了研究。对这种树脂固化物及其玻璃纤维增强的复合材料力学、电气和耐热性能也进行了研究。
纤维复合材料的弹道吸能研究
张佐光, 霍刚, 张大兴, 梁志勇, 仲伟虹
1998, 15(2): 74-81.
摘要:
本文通过大量的实弹试验考察与分析了芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维复合材料弹道吸能随面密度、弹速、成型压力、树脂基体含量等改变而变化的规律, 揭示出不同纤维复合材料在不同条件下的防弹能力。研究结果对防弹复合材料及其轻质复合装甲的优化设计具有较重要的参考意义。
具有良好加工性的双马来酰亚胺树脂体系的配方优化设计
张复盛, 庄严, 施燕萍
1998, 15(2): 82-86.
摘要:
为获得具有良好加工性的双马来酰亚胺树脂体系, 本文中运用二次回归正交设计方法安排实验, 建立树脂组分配比与树脂性能之间的回归方程。运用逐步搜索法求解回归方程, 实现了树脂性能的预测, 并对树脂组分配比进行优选, 从而得到了一种具有良好成型工艺性和优良的热、力学性能的双马树脂体系。
聚对苯二甲酸丁二酯/热塑性聚酰胺弹性体合金的抗冲击强度和破坏机理
詹茂盛, 成泽郁夫
1998, 15(2): 87-92.
摘要:
聚对苯二甲酸丁二酯(PBT ) 与在PBT 中添加了热塑性聚酰胺系弹性体(TPA E) 的PBT合金相比, 前者的抗冲击强度低, 后者的抗冲击强度高, 通过偏光显微镜和扫描电镜的观察, 在U型缺口前部区域内的塑性束缚下, PBT 呈脆性破坏; PBT 的合金因塑性区域内的空穴化和空穴的变形及空穴之间区域的颈缩和纤维化, 有效的吸收了冲击能量, 使塑性束缚得到缓解, 促进了平面应变状态向平面应力状态转变, 最终呈半韧性或韧性破坏。
小孔法测量正交各向异性材料残余应力
朱甫金, 陶宝祺
1998, 15(2): 93-97.
摘要:
讨论了小孔法测量正交各向异性材料残余应力。以正交各向异性无限大板孔边应力场解析解为基础, 导出了释放应变矩阵计算表达式, 并用一个算例验证了该计算式的正确性。
钢和高聚物复合材料夹层结构滚动轴承的减振降噪设计
刘宏增, 张恒, 张志民, 宋建军
1998, 15(2): 98-101.
摘要:
结合滚动轴承的振动特性, 根据高聚物复合材料的应变-应力迟滞响应, 对钢和高聚物复合材料夹层结构进行了减振降噪分析, 文中还给出了振动测试的结果, 从而进一步证实了这种结构具有较强的减振降噪能力, 为在工程中的设计应用提供了理论依据。国内外文献中未见以钢和高聚物夹层结构作滚动轴承外圈的报道。
大挠度剪切理论下复合材料夹层圆柱扁壳的广义傅里叶级数解法
张志民, 刘宏增, 张恒
1998, 15(2): 102-107.
摘要:
大挠度剪切理论下复合材料夹层圆柱扁壳的稳定性控制方程是一组非线性高阶常系数偏微分方程, 其中包含四个独立的函数, 它们分别为横向挠度w 、参考曲面的法线转角Φx、Φy 和应力函数F。本文中将这四个独立的函数表示为广义傅里叶级数, 选用了两个变量分离的梁本征函数之积构成广义傅里叶级数的通项, 通过梁本征函数中的待定常数使所选级数预先满足简支、固支或弹性支持边界条件。然后把以广义傅里叶级数表示的独立函数代入控制方程中便将这个非线性高阶常系数偏微分方程转化为非线性代数方程组, 这样便可以寻求不同的通用程序进行求解。从而为复合材料叠层、夹层板壳在复杂边界条件下的弯曲、振动和稳定问题的求解探索出了一种通用的、有效的方法
子午胎的固有频率预报
朱兴元, 王衍林, 阎相桥, 王友善, 杜星文
1998, 15(2): 108-112.
摘要:
一定充气压力下, 子午胎的固有频率是由其材料和结构本身确定的。鉴于橡胶材料的粘弹性性质, 本文中以胎体为弹性基础、把子午胎模拟成一个胎面层具有粘弹性的圆环弹性基础模型, 并在此模型的基础上建立频率方程。本模型预报出的频率值能与实验值吻合。
利用振动数据识别极坐标各向异性圆板动刚度
华宏星, H.SOL, W.P.DE WILDE
1998, 15(2): 113-118.
摘要:
系统地描述了利用模态分析和有限元分析相结合来识别极坐标各向异性圆板动刚度的方法。该方法取决于: (1) 正确的有限元模型; (2) 可靠的实验模态分析数据和正确的相关准则; (3)快速又稳健的估算方法。
预测纤维复合材料有效模量的分级模型
蒋持平
1998, 15(2): 119-124.
摘要:
为纤维复合材料的有效模量计算建立了一个宏观与细观相结合的分级模型: 即假定共焦点椭圆柱组合体的纤维/基体细观结构单元嵌在宏观上均匀化了的复合材料中。利用解析函数的保角变换与罗朗级数展开, 获得了轴向剪切模量的封闭公式。理论值与实验值吻合很好, 克服了经典模型理论与实验结果偏差太大的缺点。
复合材料缝编肋片的分析
成传贤
1998, 15(2): 125-129.
摘要:
为了提高复合材料机翼的整体强度和刚度, 降低制造成本, 机翼的主要结构件采用缝编技术。肋片由肋腹板、缘条组成, 它是由整块缝编层合板剪裁加工制成。肋水平缘条和垂直缘条分别缝纫于蒙皮及桁腹板上, 桁缘条也缝纫于蒙皮上。采RTM 工艺成型。当在肋腹板方向施加拉力后, 肋水平缘条和蒙皮之间存在着剪应力, 引起层合板的分层, 肋垂直缘条和桁腹板之间存在着拉应力, 引起它们之间的撕裂。采用了二维和三维有限元混合模型进行分析, 获得了肋水平缘条与蒙皮、以及肋垂直缘条与桁腹板交界面上的应力分布, 并由试验研究验证了分析计算的正确性。
非测地线缠绕稳定条件和缠绕工艺性的判别
苏红涛, 刘华明, 路华
1998, 15(2): 130-135.
摘要:
本文首次给出一般曲面上非测地线缠绕稳定条件的推导, 推导结果还得到了该条件更精确的形式。为判别缠绕工艺性, 给出了一种确定曲面外法矢的算法, 以此为基础通过分析总结出了非测地线缠绕工艺性的判据。
样条配点法分析具有金属内衬的纤维缠绕内压容器
罗建辉, 李丽娟, 傅为
1998, 15(2): 136-139.
摘要:
对于带金属内衬的纤维缠绕内压容器, 采用叠层薄壳理论进行了分析。利用B 样条配点法求解。数值计算结果与实测符合较好。