2001年 第18卷 第3期
2001, 18(3): 1-4.
摘要:
纳米技术是当代制备材料的新技术,本文作者概要地叙述了纳米粒子的结构特征,并介绍了五种纳米复合材料制备技术——直接分散法、 原位聚合法、前驱体法、 原位插入聚合法、sol-gel技术的机理和特点,及所制备材料的性能,并对纳米复合高聚物进行前途展望。
纳米技术是当代制备材料的新技术,本文作者概要地叙述了纳米粒子的结构特征,并介绍了五种纳米复合材料制备技术——直接分散法、 原位聚合法、前驱体法、 原位插入聚合法、sol-gel技术的机理和特点,及所制备材料的性能,并对纳米复合高聚物进行前途展望。
2001, 18(3): 5-9.
摘要:
聚合物/层状硅酸盐(PLS)纳米复合材料是一新兴复合材料,具有优异的性能,是当前材料科学的研究热点之一。本文作者首先简要概述了层状硅酸盐的结构及其表面修饰,其中LS的离子交换容量和插层剂的种类是制备PLS纳米复合材料的关键因素之一;然后介绍了PLS纳米复合材料的制备方法、微观结构及其特点,其主要制备方法是插层复合法,包括插层聚合法和聚合物插层法两种;最后展望了PLS纳米复合材料的发展、特性及应用。
聚合物/层状硅酸盐(PLS)纳米复合材料是一新兴复合材料,具有优异的性能,是当前材料科学的研究热点之一。本文作者首先简要概述了层状硅酸盐的结构及其表面修饰,其中LS的离子交换容量和插层剂的种类是制备PLS纳米复合材料的关键因素之一;然后介绍了PLS纳米复合材料的制备方法、微观结构及其特点,其主要制备方法是插层复合法,包括插层聚合法和聚合物插层法两种;最后展望了PLS纳米复合材料的发展、特性及应用。
2001, 18(3): 10-13.
摘要:
用DSC,介电和动态力学等分析方法研究了组成对乙酰丙酮过渡金属络合物催化促进的环氧树脂与氰酸酯共固化反应体系反应动力学参数,固化产物力学、电气和耐热性能以及玻璃化转变温度的影响。结果表明,随着共固化反应体系中氰酸酯含量的增加,其表观反应活化能和频率熵因子均随之升高;在相同的固化条件下,共固化产物中三嗪环结构含量增加,聚醚结构减少,玻璃化转变温度升高,耐热性能、介电性能提高。
用DSC,介电和动态力学等分析方法研究了组成对乙酰丙酮过渡金属络合物催化促进的环氧树脂与氰酸酯共固化反应体系反应动力学参数,固化产物力学、电气和耐热性能以及玻璃化转变温度的影响。结果表明,随着共固化反应体系中氰酸酯含量的增加,其表观反应活化能和频率熵因子均随之升高;在相同的固化条件下,共固化产物中三嗪环结构含量增加,聚醚结构减少,玻璃化转变温度升高,耐热性能、介电性能提高。
2001, 18(3): 14-17.
摘要:
磁流变液由于其具有较强的剪切应力而受到广泛重视。磁流变液最突出的问题之一是重力作用下的沉降。本文作者报道蛋白铁磁流变液的制备及蛋白铁表面结构的XRD,TEM,IR检测和磁流变性能、温度效应、沉降稳定性。结果表明,蛋白铁实为晶体态α-Fe和非晶质蛋白质的复合物。蛋白铁磁流变液具有良好的磁流变效应,且沉降稳定性大大优于一般羰基铁磁流变液。
磁流变液由于其具有较强的剪切应力而受到广泛重视。磁流变液最突出的问题之一是重力作用下的沉降。本文作者报道蛋白铁磁流变液的制备及蛋白铁表面结构的XRD,TEM,IR检测和磁流变性能、温度效应、沉降稳定性。结果表明,蛋白铁实为晶体态α-Fe和非晶质蛋白质的复合物。蛋白铁磁流变液具有良好的磁流变效应,且沉降稳定性大大优于一般羰基铁磁流变液。
2001, 18(3): 18-21.
摘要:
研究了碳纤维对聚乙烯/炭黑复合材料阻温特性的影响,并对导电机理做初步的探讨。由于碳纤维远程导电效应的存在,随着碳纤维含量的增加,复合材料PTC强度增加,PTC转变区域变窄,PTC转变温度移向高温,还有助于提高复合材料的电性能稳定性。
研究了碳纤维对聚乙烯/炭黑复合材料阻温特性的影响,并对导电机理做初步的探讨。由于碳纤维远程导电效应的存在,随着碳纤维含量的增加,复合材料PTC强度增加,PTC转变区域变窄,PTC转变温度移向高温,还有助于提高复合材料的电性能稳定性。
2001, 18(3): 22-25.
摘要:
介绍了聚环氧乙烷(PEO)/ Li<em>xV2-δO4-δ纳米复合材料的制备工艺过程。通过X射线衍射、示差扫描量热分析、红外光谱等仪器进行分析,结果表明,PEO大分子插入到Li<em>xV2-δO4-δ片层间,使层间距增大了0.42 nm,并且PEO在片层间的运动能力受到了一定的限制。
介绍了聚环氧乙烷(PEO)/ Li<em>xV2-δO4-δ纳米复合材料的制备工艺过程。通过X射线衍射、示差扫描量热分析、红外光谱等仪器进行分析,结果表明,PEO大分子插入到Li<em>xV2-δO4-δ片层间,使层间距增大了0.42 nm,并且PEO在片层间的运动能力受到了一定的限制。
2001, 18(3): 26-29.
摘要:
选择三种不同的表面处理方法:喷砂法、碱性过氧化氢氧化法、磷酸盐氟化物法对钛薄板进行表面处理,再分别将它们进行加偶联剂后处理。然后采用SEM与XPS方法对各种方法处理后的钛合金表面形貌与组成成分进行分析,通过性能测试研究钛合金表面处理法对钛／碳层间混杂复合材料(Ti/CFRP)性能的影响。
选择三种不同的表面处理方法:喷砂法、碱性过氧化氢氧化法、磷酸盐氟化物法对钛薄板进行表面处理,再分别将它们进行加偶联剂后处理。然后采用SEM与XPS方法对各种方法处理后的钛合金表面形貌与组成成分进行分析,通过性能测试研究钛合金表面处理法对钛／碳层间混杂复合材料(Ti/CFRP)性能的影响。
2001, 18(3): 30-33.
摘要:
研究用于航空结构复合材料的RTM工艺专用双马来酰亚胺树脂(BMI)体系化学流变特性,并建立其双阿累尼乌斯流变模型。模型对树脂粘度的模拟结果与实验结果具有良好的一致性。所建立的粘度模型可有效模拟该树脂在不同工艺条件下的粘度行为,准确预报树脂体系的低粘度工艺窗口,为优化RTM工艺参数和保证产品质量提供必要的科学依据。
研究用于航空结构复合材料的RTM工艺专用双马来酰亚胺树脂(BMI)体系化学流变特性,并建立其双阿累尼乌斯流变模型。模型对树脂粘度的模拟结果与实验结果具有良好的一致性。所建立的粘度模型可有效模拟该树脂在不同工艺条件下的粘度行为,准确预报树脂体系的低粘度工艺窗口,为优化RTM工艺参数和保证产品质量提供必要的科学依据。
2001, 18(3): 34-37.
摘要:
聚合物基PTC复合材料中,导电填料的体积分数是一个绝缘体-导体的转换开关。理论分析表明,PTC转变区的电阻率突变与渗流曲线在临界体积分数附近的电阻率突变在导电机制上是同一的,聚合物基体体积膨胀的稀释作用对PTC效应有重要影响,在一定的温度范围内(小于PTC/NTC的转变温度),存在着定量的炭黑浓度稀释。
聚合物基PTC复合材料中,导电填料的体积分数是一个绝缘体-导体的转换开关。理论分析表明,PTC转变区的电阻率突变与渗流曲线在临界体积分数附近的电阻率突变在导电机制上是同一的,聚合物基体体积膨胀的稀释作用对PTC效应有重要影响,在一定的温度范围内(小于PTC/NTC的转变温度),存在着定量的炭黑浓度稀释。
2001, 18(3): 38-42.
摘要:
使用扫描电镜、原子力显微镜与X射线光电子能谱仪,对T300,T700,T800,AS4四种碳纤维的表面进行物理与化学表征和分析。用扫描电镜观察得出T300,T800表面物理形态相近,T700表面较光滑但有絮状浆料,AS4表面极光滑且直径较大。原子力显微镜揭示了碳纤维更微观的形貌,T300与T800的形貌差别清晰可见。XPS定量分析技术表明,T300,T700,T800表面的活性基本相同,AS4则较差。纤维表面状态的这些差异体现在其复合材料的界面力学性能上。
使用扫描电镜、原子力显微镜与X射线光电子能谱仪,对T300,T700,T800,AS4四种碳纤维的表面进行物理与化学表征和分析。用扫描电镜观察得出T300,T800表面物理形态相近,T700表面较光滑但有絮状浆料,AS4表面极光滑且直径较大。原子力显微镜揭示了碳纤维更微观的形貌,T300与T800的形貌差别清晰可见。XPS定量分析技术表明,T300,T700,T800表面的活性基本相同,AS4则较差。纤维表面状态的这些差异体现在其复合材料的界面力学性能上。
2001, 18(3): 43-45.
摘要:
建立了含界面层的金属-绝缘体复合材料的有效电导模型。导出考虑"界面层"的金属-绝缘体复合材料的有效电导率的普适计算公式。并且考虑到金属粒子之间的相互影响,从二元无规混合物的两种拓扑结构出发,用自洽的方法修正了该公式。本文作者用该模型分析了银-酚醛塑料复合材料的有效电导率,与实验结果符合较好。
建立了含界面层的金属-绝缘体复合材料的有效电导模型。导出考虑"界面层"的金属-绝缘体复合材料的有效电导率的普适计算公式。并且考虑到金属粒子之间的相互影响,从二元无规混合物的两种拓扑结构出发,用自洽的方法修正了该公式。本文作者用该模型分析了银-酚醛塑料复合材料的有效电导率,与实验结果符合较好。
2001, 18(3): 46-51.
摘要:
建立了金属液中第二相粒子在离心加速条件下的运动规律理论模型,并根据该理论模型分析了影响粒子运动规律的因素。结果表明,随时间延长,粒子由内向外移动的距离、速度都增大,呈指数变化。粒子直径越大、密度越大、转速越高,在同样时间内,粒子移动的距离越远。在传输过程中,不但有因尺寸不同引起的粒子追逐现象,而且有因密度不同引起的追逐现象,该现象是引起粒子碰撞、聚集及尺寸大(或密度大)粒子偏聚到试样外侧的主要原因。为减少粒子运动过程中的追逐、碰撞及由此引起的粒子聚集和不稳定流动现象,采用尺寸一致的同种粒子是非常必要的。径向上初始位置不同的两个粒子,其间距随时间延长逐渐增大。如果在径向一条直线上有多个同间距的粒子,离心移动一段时间后,虽然任意两相邻粒子的间距比开始态增大,但各相邻粒子间距在新的时刻仍是相等的。粒子最终在试样中的梯度分布,是粒子从靠近型壁处向内沉积及金属熔体冷却降温、粘度增大和凝固共同作用形成的。
建立了金属液中第二相粒子在离心加速条件下的运动规律理论模型,并根据该理论模型分析了影响粒子运动规律的因素。结果表明,随时间延长,粒子由内向外移动的距离、速度都增大,呈指数变化。粒子直径越大、密度越大、转速越高,在同样时间内,粒子移动的距离越远。在传输过程中,不但有因尺寸不同引起的粒子追逐现象,而且有因密度不同引起的追逐现象,该现象是引起粒子碰撞、聚集及尺寸大(或密度大)粒子偏聚到试样外侧的主要原因。为减少粒子运动过程中的追逐、碰撞及由此引起的粒子聚集和不稳定流动现象,采用尺寸一致的同种粒子是非常必要的。径向上初始位置不同的两个粒子,其间距随时间延长逐渐增大。如果在径向一条直线上有多个同间距的粒子,离心移动一段时间后,虽然任意两相邻粒子的间距比开始态增大,但各相邻粒子间距在新的时刻仍是相等的。粒子最终在试样中的梯度分布,是粒子从靠近型壁处向内沉积及金属熔体冷却降温、粘度增大和凝固共同作用形成的。
2001, 18(3): 52-55.
摘要:
研究了6061/Al2O3复合材料中球形Al2O3颗粒的强化作用。该强化颗粒的加入大大提高了材料在固溶处理后未时效状态的强度。对组织的观察和位错密度的测量表明,该强化作用与位错强化模型的计算结果一致。强化颗粒的加入还显著提高了材料在各种时效状态的加工硬化率。将Ashby提出的含异质颗粒复合材料的几何必须位错模型与位错强化模型结合,可以很好地解释加工硬化率的提高。
研究了6061/Al2O3复合材料中球形Al2O3颗粒的强化作用。该强化颗粒的加入大大提高了材料在固溶处理后未时效状态的强度。对组织的观察和位错密度的测量表明,该强化作用与位错强化模型的计算结果一致。强化颗粒的加入还显著提高了材料在各种时效状态的加工硬化率。将Ashby提出的含异质颗粒复合材料的几何必须位错模型与位错强化模型结合,可以很好地解释加工硬化率的提高。
2001, 18(3): 56-59.
摘要:
采用真空条件,用CuO作氧化剂,在一定的温度下使Cu-Al合金内氧化,获得Al2O3/Cu表面复合材料。金相分析发现,在较低温度下内氧化,表面复合层中Al2O3颗粒晶界处多于晶内;在较高温度下内氧化,复合层中Al2O3颗粒呈弥散状分布;表面复合层厚度随Al含量的增加而减薄,显微硬度随Al含量的增加而升高。
采用真空条件,用CuO作氧化剂,在一定的温度下使Cu-Al合金内氧化,获得Al2O3/Cu表面复合材料。金相分析发现,在较低温度下内氧化,表面复合层中Al2O3颗粒晶界处多于晶内;在较高温度下内氧化,复合层中Al2O3颗粒呈弥散状分布;表面复合层厚度随Al含量的增加而减薄,显微硬度随Al含量的增加而升高。
2001, 18(3): 60-66.
摘要:
利用钛与碳化硼及石墨之间的自蔓燃高温合成反应,经非自耗电弧熔炼工艺制备了TiB晶须和TiC粒子混杂增强的钛基复合材料。借助扫描电镜和透射电镜观察了复合材料的微观结构,结果表明:原位合成增强体均匀地分布在基体合金中,TiB增强体以晶须状生长,而TiC增强体以树枝状、等轴状生长。原位合成增强体与基体合金的界面非常干净,不存在界面反应产物,但TiC粒子周围的基体合金中存在高密度的位错。原位合成增强体的加入提高了复合材料的力学性能,合金化元素铝的加入不仅固溶强化了钛基体合金,同时使增强体长得更为细小,也有利于改善复合材料的性能。
利用钛与碳化硼及石墨之间的自蔓燃高温合成反应,经非自耗电弧熔炼工艺制备了TiB晶须和TiC粒子混杂增强的钛基复合材料。借助扫描电镜和透射电镜观察了复合材料的微观结构,结果表明:原位合成增强体均匀地分布在基体合金中,TiB增强体以晶须状生长,而TiC增强体以树枝状、等轴状生长。原位合成增强体与基体合金的界面非常干净,不存在界面反应产物,但TiC粒子周围的基体合金中存在高密度的位错。原位合成增强体的加入提高了复合材料的力学性能,合金化元素铝的加入不仅固溶强化了钛基体合金,同时使增强体长得更为细小,也有利于改善复合材料的性能。
2001, 18(3): 67-71.
摘要:
在对用断裂镜面法(fracture mirror method)评估纤维就位强度(in-situ strength)的方法进行了评述之后,对此方法进行了修正,即采用纤维束试验确定镜面常数, 将标距长度定义为两倍纤维拔出长度与两倍失效长度之和,采用分级平均统计分析方法确定纤维就位强度的Weibull参数和平均强度。采用修正的断裂镜面法,对聚合物先驱体转化法制备的M40JB纤维增强的碳化硅基复合材料中M40JB纤维的就位强度进行了分析,得到了M40JB纤维的Weibull参数和平均强度,并与未修正的断裂镜面法得到的结果进行了比较。
在对用断裂镜面法(fracture mirror method)评估纤维就位强度(in-situ strength)的方法进行了评述之后,对此方法进行了修正,即采用纤维束试验确定镜面常数, 将标距长度定义为两倍纤维拔出长度与两倍失效长度之和,采用分级平均统计分析方法确定纤维就位强度的Weibull参数和平均强度。采用修正的断裂镜面法,对聚合物先驱体转化法制备的M40JB纤维增强的碳化硅基复合材料中M40JB纤维的就位强度进行了分析,得到了M40JB纤维的Weibull参数和平均强度,并与未修正的断裂镜面法得到的结果进行了比较。
2001, 18(3): 72-75.
摘要:
对比了采用先驱体浸渍法制备的三种不同纤维增强SiC基复合材料的性能差异,并从材料的微观结构特征入手分析了差异产生的原因。通过研究发现,采用Hi-Nicalon纤维增强的SiC基复合材料具有较好的性能,单向复合材料弯曲强度达到703.6 MPa, 断裂韧性达到23.1 MPa·m1/2;采用国产吉林碳纤维(JC)制备的SiC基复合材料也具有较好的性能,弯曲强度为501.1 MPa,断裂韧性为13.8 MPa·m1/2。
对比了采用先驱体浸渍法制备的三种不同纤维增强SiC基复合材料的性能差异,并从材料的微观结构特征入手分析了差异产生的原因。通过研究发现,采用Hi-Nicalon纤维增强的SiC基复合材料具有较好的性能,单向复合材料弯曲强度达到703.6 MPa, 断裂韧性达到23.1 MPa·m1/2;采用国产吉林碳纤维(JC)制备的SiC基复合材料也具有较好的性能,弯曲强度为501.1 MPa,断裂韧性为13.8 MPa·m1/2。
2001, 18(3): 76-80.
摘要:
阐述了C/C复合材料性能的优越性及烧蚀机理,并建立了剥蚀机理的物理模型;讨论了环境影响和表面粗糙度的生死循环,并且分析了C/C的机械剥蚀和热化学烧蚀,得到了一些启示。这为热防护领域做了些有益的探讨。
阐述了C/C复合材料性能的优越性及烧蚀机理,并建立了剥蚀机理的物理模型;讨论了环境影响和表面粗糙度的生死循环,并且分析了C/C的机械剥蚀和热化学烧蚀,得到了一些启示。这为热防护领域做了些有益的探讨。
2001, 18(3): 81-84.
摘要:
采用两种形状(纺锤形、矩形)的拉伸试样对热压单向M40JB-Cf/SiC和T800-Cf/SiC复合材料进行了高温拉伸强度测试,得到了Cf/SiC复合材料的拉伸强度,并对纺锤形试样断裂应变的表达式进行修正,得出了复合材料的弹性模量。M40JB-Cf/SiC复合材料1300℃的拉伸强度及模量分别为374 MPa和134 GPa, 1450 ℃的拉伸强度及模量为338 MPa和116 GPa,T800-Cf/SiC复合材料1300 ℃拉伸强度和模量为392 MPa 和115 GPa。测试结果与试样的断裂方式密切相关,在有效部位断裂的测试结果大于在非有效区断裂的测试结果。M40JB-Cf/SiC复合材料的拉伸断裂应力-应变曲线表现出塑性变形的非线弹性破坏特征,而T800-Cf/SiC主要表现为线弹性特征。
采用两种形状(纺锤形、矩形)的拉伸试样对热压单向M40JB-Cf/SiC和T800-Cf/SiC复合材料进行了高温拉伸强度测试,得到了Cf/SiC复合材料的拉伸强度,并对纺锤形试样断裂应变的表达式进行修正,得出了复合材料的弹性模量。M40JB-Cf/SiC复合材料1300℃的拉伸强度及模量分别为374 MPa和134 GPa, 1450 ℃的拉伸强度及模量为338 MPa和116 GPa,T800-Cf/SiC复合材料1300 ℃拉伸强度和模量为392 MPa 和115 GPa。测试结果与试样的断裂方式密切相关,在有效部位断裂的测试结果大于在非有效区断裂的测试结果。M40JB-Cf/SiC复合材料的拉伸断裂应力-应变曲线表现出塑性变形的非线弹性破坏特征,而T800-Cf/SiC主要表现为线弹性特征。
2001, 18(3): 85-90.
摘要:
挤出成型工艺生产玻璃纤维增强水泥板(GFRC)时,纤维在螺旋推挤力和速度剪力的作用下,大部分纤维能在挤出方向上形成定向排列,轴拉强度相对较高。而垂直于挤出方向的纤维分布相对较少,力学性能也相对较差。试验结果表明,当纤维含量较低时,绝大部分纤维沿挤出方向分布,此时,平行挤出方向的轴拉强度远大于垂直挤出方向。纤维掺量较高时,垂直挤出方向上的纤维分布量大大增加,相应的轴拉强度几乎与平行挤出方向相等。此外,存在一个纤维掺量饱和点,超过此掺量,平行纤维方向的轴拉强度不再随掺量的增加而提高,但有利于改善GFRC板的韧性和轴拉破坏形式。
挤出成型工艺生产玻璃纤维增强水泥板(GFRC)时,纤维在螺旋推挤力和速度剪力的作用下,大部分纤维能在挤出方向上形成定向排列,轴拉强度相对较高。而垂直于挤出方向的纤维分布相对较少,力学性能也相对较差。试验结果表明,当纤维含量较低时,绝大部分纤维沿挤出方向分布,此时,平行挤出方向的轴拉强度远大于垂直挤出方向。纤维掺量较高时,垂直挤出方向上的纤维分布量大大增加,相应的轴拉强度几乎与平行挤出方向相等。此外,存在一个纤维掺量饱和点,超过此掺量,平行纤维方向的轴拉强度不再随掺量的增加而提高,但有利于改善GFRC板的韧性和轴拉破坏形式。
2001, 18(3): 91-96.
摘要:
以SiC和(W,Ti)C颗粒增强Al2O3多相复合陶瓷刀具材料为基础,运用有限元方法详细研究了材料内部残余热应力的大小与分布形态。计算结果发现,单元模型取法、弥散相颗粒大小、分布及其含量均对多相复合陶瓷刀具材料中的残余热应力有较大影响。基体内不仅存在拉应力区,而且存在不同程度和范围的压应力区,拉、压应力区的结构形式与弥散相颗粒的分布方式密切相关。研究表明,残余热应力的存在与材料的力学性能和微观结构有着密切的关系。
以SiC和(W,Ti)C颗粒增强Al2O3多相复合陶瓷刀具材料为基础,运用有限元方法详细研究了材料内部残余热应力的大小与分布形态。计算结果发现,单元模型取法、弥散相颗粒大小、分布及其含量均对多相复合陶瓷刀具材料中的残余热应力有较大影响。基体内不仅存在拉应力区,而且存在不同程度和范围的压应力区,拉、压应力区的结构形式与弥散相颗粒的分布方式密切相关。研究表明,残余热应力的存在与材料的力学性能和微观结构有着密切的关系。
2001, 18(3): 97-100.
摘要:
采用三点弯曲方法测量在不同外加电场作用下PZT复合材料层合板的破坏强度(MOR),分析得到了正电场能增强PZT复合材料层合板的破坏强度,而负电场降低了PZT复合材料层合板的破坏强度。本文作者还建立了一套AE测试系统来实时探测在加载过程中由于损伤引起的声信号,进而分析并证实了不同载荷下的PZT复合材料层合板的破坏模式,并用超声扫描成像图加以验证。
采用三点弯曲方法测量在不同外加电场作用下PZT复合材料层合板的破坏强度(MOR),分析得到了正电场能增强PZT复合材料层合板的破坏强度,而负电场降低了PZT复合材料层合板的破坏强度。本文作者还建立了一套AE测试系统来实时探测在加载过程中由于损伤引起的声信号,进而分析并证实了不同载荷下的PZT复合材料层合板的破坏模式,并用超声扫描成像图加以验证。
2001, 18(3): 101-105.
摘要:
根据三维弹性平衡方程和层间剪切滑移条件,导出了一个复合材料层板层间剪切滑移模型。本文模型具有一般形式的二维板壳理论的位移场及其平衡方程,但因引入了能反映层板界面粘贴情况及板面条件的剪切变形函数,模型因而简单又精确。层板的弯曲问题和屈曲问题被考虑,层间弱粘贴的影响被讨论。数值结果与精确解比较,表明了本文模型的高精度。
根据三维弹性平衡方程和层间剪切滑移条件,导出了一个复合材料层板层间剪切滑移模型。本文模型具有一般形式的二维板壳理论的位移场及其平衡方程,但因引入了能反映层板界面粘贴情况及板面条件的剪切变形函数,模型因而简单又精确。层板的弯曲问题和屈曲问题被考虑,层间弱粘贴的影响被讨论。数值结果与精确解比较,表明了本文模型的高精度。
2001, 18(3): 106-110.
摘要:
对 钢丝帘线橡胶复合材料在拉伸循环载荷下的疲劳特性进行了试验研究,分析了最大应力、加载频率对材料疲劳寿命的影响以及疲劳过程中的滞后损失和温升,根据疲劳寿命图得到了线性寿命预报方程。研究表明,在载荷控制下该材料的疲劳过程呈现明显的三阶段规律,两步等幅加载实验证明这一规律同样适用于有损试件的疲劳过程。
对 钢丝帘线橡胶复合材料在拉伸循环载荷下的疲劳特性进行了试验研究,分析了最大应力、加载频率对材料疲劳寿命的影响以及疲劳过程中的滞后损失和温升,根据疲劳寿命图得到了线性寿命预报方程。研究表明,在载荷控制下该材料的疲劳过程呈现明显的三阶段规律,两步等幅加载实验证明这一规律同样适用于有损试件的疲劳过程。
2001, 18(3): 111-118.
摘要:
对试验数据进行统计分析后,找到了T300/QY8911,T300/HD03和T300/QY8911-Ⅱ等几种常用复合材料强度性能的最大标准差,并发现:0°铺层或90°铺层的复合材料单层板强度性能分散性(变异系数或方差)要比多向铺层板大,这一性质对大多数复合材料都成立。通过对T300/QY8911,T300/HD03和T300/QY8911-Ⅱ等复合材料强度性能的分布检验,发现:复合材料强度性能遵循对数正态分布。提出复合材料强度性能可靠性设计的高精度小子样系数方法,与传统方法等进行了对比计算,发现:本文方法计算结果稳定,计算精度高,可以获得比其他方法更大的数值结果,使复合材料得到更加充分的利用,并节省试件。
对试验数据进行统计分析后,找到了T300/QY8911,T300/HD03和T300/QY8911-Ⅱ等几种常用复合材料强度性能的最大标准差,并发现:0°铺层或90°铺层的复合材料单层板强度性能分散性(变异系数或方差)要比多向铺层板大,这一性质对大多数复合材料都成立。通过对T300/QY8911,T300/HD03和T300/QY8911-Ⅱ等复合材料强度性能的分布检验,发现:复合材料强度性能遵循对数正态分布。提出复合材料强度性能可靠性设计的高精度小子样系数方法,与传统方法等进行了对比计算,发现:本文方法计算结果稳定,计算精度高,可以获得比其他方法更大的数值结果,使复合材料得到更加充分的利用,并节省试件。
2001, 18(3): 119-123.
摘要:
多墙式结构是用整体的蒙皮腹板结构替代传统的蒙皮加筋结构。它可以降低翼面高度,减轻重量,提高结构效率。当前特别需要一种关于复合材料多墙结构的分析计算方法。本文作者在层合板非线性稳定理论的基础上,针对多墙结构这一具体结构形式,采用刚度等效方法,建立了相应的本构方程和非线性稳定性控制方程组,并对其进行数值求解,得到各种边界条件下和面内载荷下的总体和局部失稳临界载荷。通过分析验证,计算结果可以很好地满足工程精度要求。
多墙式结构是用整体的蒙皮腹板结构替代传统的蒙皮加筋结构。它可以降低翼面高度,减轻重量,提高结构效率。当前特别需要一种关于复合材料多墙结构的分析计算方法。本文作者在层合板非线性稳定理论的基础上,针对多墙结构这一具体结构形式,采用刚度等效方法,建立了相应的本构方程和非线性稳定性控制方程组,并对其进行数值求解,得到各种边界条件下和面内载荷下的总体和局部失稳临界载荷。通过分析验证,计算结果可以很好地满足工程精度要求。
2001, 18(3): 124-132.
摘要:
本文将非线性的接触问题线性化,即假设已知带可调参数的接触区载荷分布模态以及接触区宽度,再反求圆柱压头的半径。首先根据叠加原理将受力状态分解成对称和反对称状态,然后用正交完备的三角级数和勒让德级数构造这两种受力状态的位移场,并应用最小势能原理确定位移场中的待定系数,从而确定层合梁的位移场和应力场。载荷分布模态中的可调参数可根据接触区表面的位移协调条件确定,从而求得圆柱压头的半径。最后,由于在给定接触区的条件下压头曲率与压头合力成正比,故可以得到压头曲率在不同的接触区下随载荷变化的直线族。根据这些直线族,可以由已知的压头曲率和外载荷确定接触区尺寸。计算结果显示,这种解法的收敛性非常好。根据物理方程与根据平衡方程得到的层合梁剪应力分布的一致性非常好。而且,在远离接触区处的应力分布同经典层合梁理论结果的一致性也非常好。
本文将非线性的接触问题线性化,即假设已知带可调参数的接触区载荷分布模态以及接触区宽度,再反求圆柱压头的半径。首先根据叠加原理将受力状态分解成对称和反对称状态,然后用正交完备的三角级数和勒让德级数构造这两种受力状态的位移场,并应用最小势能原理确定位移场中的待定系数,从而确定层合梁的位移场和应力场。载荷分布模态中的可调参数可根据接触区表面的位移协调条件确定,从而求得圆柱压头的半径。最后,由于在给定接触区的条件下压头曲率与压头合力成正比,故可以得到压头曲率在不同的接触区下随载荷变化的直线族。根据这些直线族,可以由已知的压头曲率和外载荷确定接触区尺寸。计算结果显示,这种解法的收敛性非常好。根据物理方程与根据平衡方程得到的层合梁剪应力分布的一致性非常好。而且,在远离接触区处的应力分布同经典层合梁理论结果的一致性也非常好。
2001, 18(3): 133-139.
摘要:
载重子午胎胎体反包端点附近常常发生脱层或开裂破坏,这对轮胎的耐久性影响很大。本文作者应用轮胎结构有限元分析技术,对具有不同胎体反包高度的子午胎的关键区域中的应力分析参数进行了详细的分析,并据此对载重子午胎胎体反包高度进行了优选。
载重子午胎胎体反包端点附近常常发生脱层或开裂破坏,这对轮胎的耐久性影响很大。本文作者应用轮胎结构有限元分析技术,对具有不同胎体反包高度的子午胎的关键区域中的应力分析参数进行了详细的分析,并据此对载重子午胎胎体反包高度进行了优选。
