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2001年  第18卷  第2期

PCE/POM/EVA共混体系高强高韧化的研究
王国军, 金日光, 权英
2001, 18(2): 1-3.
摘要:
对PCE/POM、PCE/EVA、PCE/POM/EVA三种共混体系的物理机械性能进行了研究和对比。通过分析表明,EVA对PCE/POM共混体系有增容作用,POM对PCE/EVA共混体系有增强作用,从而开发出一种强韧的聚氯醚合金。
EPDM/PA复合材料原位生成微纤的考察
冯予星, 马辉, 马军, 朱玉俊, 伍社毛, 张立群
2001, 18(2): 4-7.
摘要:
研究了三元乙丙橡胶/尼龙(EPDM/PA)体系原位生成微纤。以三元共聚尼龙替代部分炭黑,采用特殊工艺原位生成微纤,取得了良好的补强效果,与补强之前相比,121 ℃高温撕裂强度,常温撕裂强度及拉伸强度有大幅度提高,SEM照片显示,采用特殊工艺处理,可使分散相颗粒成纤,微纤在与硫化压力方向垂直的平面内无规取向。力学性能测试表明,取向的微纤复合材料(沿微纤纵向的扯断伸长率大于沿横向的扯断伸长率,这一规律)不同于取向的短纤维复合材料的规律,并对这一反常规律作出解释。
三维编织复合材料中纤维束横截面形状的研究
李嘉禄, 刘谦
2001, 18(2): 9-12.
摘要:
采用计算机图象分析技术,重点对三维编织复合材料微观结构中纤维束的横截面形状进行了全面的研究。结果表明:在复合材料的内部、边部和角部,纤维束的横截面形状是不同的。并初步探讨了纤维束横截面面积的变化与花节长度的关系。
外加电压对沥青碳纤维/ABS树脂复合材料导电性的影响
梁晓怿, 凌立成, 吕春祥, 刘朗
2001, 18(2): 14-17.
摘要:
通用级沥青碳纤维与ABS树脂通过单螺杆挤出机共混后模压成型, 所制复合材料的电阻率随材料中纤维添加量的增多而迅速降低。当复合材料中纤维添加量较少时,材料的电流电压关系不满足欧姆定律所描述的线性关系,材料电阻随外电压的增大而减小。随着纤维含量的增加,材料电流电压关系的线性度逐渐增大。当纤维含量达到40 wt%时,材料电阻不随外电压的增大而变化,材料满足欧姆定律。经外加高电压处理后,材料电阻率发生永久性降低,其电流电压关系的线性度提高。隧道跃迁理论能够较好地解释上述现象。
多孔粘土复合材料的孔结构和孔径分布
戴劲草, 萧子敬, 黄继泰
2001, 18(2): 18-21.
摘要:
采用低温氮吸附法研究了多孔粘土复合材料的孔径分布和孔结构,讨论了不同交联物对材料孔结构和孔径分布的影响,结果表明,材料合成条件特别是交联物的水解过程对多孔粘土的孔结构和孔径分布有十分重要的影响。
聚DL-丙交酯/羟基磷灰石(PDLLA/HA)复合材料:(Ⅳ)HA表面处理及PDLLA界面作用研究
全大萍, 廖凯荣, 卢泽俭, 王海华
2001, 18(2): 22-26.
摘要:
采用3-甲基丙烯酸丙酯-三甲氧基硅烷(A-174)、聚丙烯酸(PAA)分别对羟基磷灰石(HA)表面进行改性处理,通过溶液共混、取向模压成型技术制备出直径为3.2 mm的聚DL-丙交酯(PDLLA)/HA复合棒材。上述方法由于增进了复合材料在界面的相互作用,从而引起复合材料玻璃化转变温度升高,力学性能也得到了明显的改善。
用于环氧树脂固化监测的自参考型光纤固化传感器
杨春
2001, 18(2): 27-31.
摘要:
研究了一种新型的自参考型光纤固化传感器,用于环氧树脂固化过程的实时监测。用光纤芯折射率为1.558的多模光纤制成端面反射型折射率传感器,利用环氧树脂的折射率与固化度之间的对应关系,通过实时测量环氧树脂的折射率进行固化监测。在固化过程中,当环氧树脂的折射率变化到与光纤芯的折射率相等时,传感界面的反射信号为零,传感器可对零点偏置和灵敏系数进行校准,在此后的固化过程中,传感器能够定量地测量环氧树脂的固化度。在用多个传感器对树脂内不同部位的固化过程同时进行监测的场合,各传感器经实时自参考校准后,可根据各自的灵敏系数对输出信号统一定标,从而可以相互比较,实时地反映不同部位的固化反应过程之间的差异。
GMT-PP复合材料的界面粘结状况与动态疲劳关系研究
余剑英, 周祖福, 晏石林
2001, 18(2): 32-36.
摘要:
采用动态疲劳试验研究了不同界面粘结状况的GMT-PP复合材料的疲劳行为。结果表明:GMT-PP界面粘结状况对其拉伸疲劳性能有明显的影响,界面粘结的改善有利于抗疲劳性的提高。进而通过扫描电镜的观察发现具有良好界面粘结的GMT-PP在静态拉伸时破坏形式为基体破坏,而动态拉伸疲劳破坏则以界面脱粘为主。由于界面粘结强度越高,界面脱粘过程越慢,因而,材料的抗疲劳性越好。
注塑成型长玻璃纤维/聚丙烯复合材料的冲击韧性
咸贵军, 益小苏, 胡永明, 潘颐
2001, 18(2): 36-40.
摘要:
利用自行研制的连续纤维/热塑性树脂浸渍装置,制备了注塑成型用长玻璃纤维增强聚丙烯粒料。利用Charpy冲击试验,研究了界面相容剂(接枝马来酸酐聚丙烯)的用量、粒料长度等对注塑试样冲击韧性的影响。试验发现,随着接枝聚丙烯含量的增加,试样的冲击韧性显著提高。但当接枝聚丙烯含量达到一定程度时,冲击韧性反而下降。注塑试样的冲击韧性随长纤维粒料的长度增加和冲击试样模具的浇口尺寸变大而升高。对于平板材料,冲击试样所处的位置不同,其韧性也有较大的变化。试验还发现,退火处理可以有效地提高注塑试样的冲击韧性。
长玻璃纤维/聚丙烯复合材料粒料注塑制品的拉伸强度
咸贵军, 益小苏, 卢晓林, 胡永明
2001, 18(2): 41-45.
摘要:
利用自行研制的玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)预浸装置,制备了长玻纤增强聚丙烯(LGFRP)粒料,并通过普通注塑机注塑成型。研究了界面改性、粒料长度、浸渍程度及退火处理等对注塑试样拉伸强度的影响。试验发现,用接枝马来酸酐PP作为界面相容剂,试样的拉伸强度明显提高。当接枝马来酸酐量占PP量的0.3 %左右时,试样强度达到最大值。长纤维粒料内纤维浸渍度越高,注塑试样的强度越好。15 mm和5 mm长纤维粒料注塑成型试样的拉伸强度均高于10 mm粒料注塑成型的试样。退火处理可较大程度地提高注塑试样的拉伸强度。
UD75防弹板工艺参数与弹道性能的初步研究
孙志杰, 张佐光, 沈建明, 仲伟虹
2001, 18(2): 46-49.
摘要:
分析了不同温度对组成Dyneema纤维增强复合材料的超高分子量聚乙烯纤维丝束拉伸强度的影响。并对UD75防弹复合材料在不同成型压力下的弹道吸能进行了研究。在对成型压力影响的研究中,对UD75复合材料的层间结合力、厚度和体密度进行了分析。结果表明,温度超过123 ℃后拉伸强度有大幅的下降,而成型压力为12.5 MPa时达到最大值。其研究结果对防弹复合材料的合理制备和优化设计提供了很好的参考依据。
碳纤维/芳纶浆粕摩阻复合材料初步研究
郭洪涛, 张佐光, 仲伟虹, 李敏
2001, 18(2): 50-53.
摘要:
以丁睛橡胶改性酚醛树脂为基体,以碳纤维和芳纶浆粕为增强材料,研究了组分含量不同时的摩擦磨损性能。通过试验揭示了组分含量对摩擦磨损性能影响的规律,同时优化了具有良好耐热性、冲击韧性和摩擦性能新型无石棉摩阻复合材料的组分含量。
电子束作用下树脂体系的固化行为
李敏, 张佐光, 仲伟虹, 张大兴
2001, 18(2): 54-56.
摘要:
根据电子束固化复合材料树脂体系的原理,从引入辐敏性的基团入手,合成了含硅丙烯酸酯的活性稀释剂、芳香族酰亚胺活性单体、含丙烯酸的PMR型聚酰胺酸和单官能、双官能的马来酰亚胺单体。在此基础上,对合成所得到的产物和几种环氧树脂进行了辐射交联实验,并考察与分析了不同树脂的辐射固化反应行为。与此同时对合成所得产物进行了表征,对固化物性能进行初步测试。所得研究结果,对电子束固化树脂体系的进一步研究具有重要的参考价值。
细编穿刺C/C复合材料不同层次界面剪切强度的测试分析
孔宪仁, 黄玉东, 范洪涛, 孙文训
2001, 18(2): 57-60.
摘要:
利用原位测试系统得到细编穿剌C/C复合材料纤维/基体及纤维束/基体两种不同层次界面的顶出实验数据,然后利用界面弹簧模型对纤维及纤维束的顶出实验过程进行有限元法计算机模拟,编制了分析程序,得到了不同层次界面的剪切强度值。
颗粒体积分数对Al2O3/钢基复合材料高温抗磨性的影响
鲍崇高, 王恩泽, 高义民, 邢建东
2001, 18(2): 61-64.
摘要:
在前期研究工作的基础上,着重讨论了不同颗粒体积分数对Al2O3/钢基复合材料900 ℃下高温磨料磨损抗力的影响。结果表明:适当的颗粒体积分数(39 %左右)的复合材料因颗粒对基体保护好,起主要抗磨作用,因而高温抗磨性较好;较高或较低颗粒体积分数的复合材料因颗粒脱落或基体磨损严重使得其高温抗磨性较低。
SHS/PHIP制备TiC-Fe金属陶瓷的微观组织研究
张卫方, 韩杰才, 杜善义, 陶春虎, 习年生
2001, 18(2): 65-69.
摘要:
对SHS/PHIP技术制备出的TiC-Fe金属陶瓷的微观组织结构进行了分析和研究。结果表明,TiC与Fe之间有一扩散层,随着Fe含量的增加,扩散层厚度和颗粒尺寸减小,且反应趋于不完全,TF40金属陶瓷中发现以石墨为主的板条状组织。在Fe粘结相中发现少量析出相Fe2Ti;TiC晶粒中存在大量位错。
SHS/PHIP制备TiC-Al2O3/Fe复合材料的性能
张卫方, 韩杰才, 杜善义, 习年生, 陶春虎
2001, 18(2): 70-74.
摘要:
对SHS/PHIP技术制备出的TiC-Al2O3/Fe复合材料的性能进行了测试和分析。结果表明,TiC-Al2O3/Fe复合材料具有良好的综合力学性能。材料具有很高的比刚度。金属Fe相的加入,较大地提高了材料的抗弯强度和断裂韧性。TiC-Al2O3复相陶瓷为典型的脆性断裂;随着Fe含量的增加,材料具有明显韧性断裂的特征。
离心加速场中金属凝固过程温度场分布数值分析
张新平, 于思荣, 何镇明
2001, 18(2): 75-80.
摘要:
采用有限差分法及MathCad软件首次模拟了二维柱坐标系下自硬砂型离心铸造凝固过程,并就转速、浇温、铸型预热温度、铸型类别等工艺参数对铸件温度场分布的影响规律进行了研究。模拟结果表明,由于采用自硬砂型和灰铁盖,铸件的上下表面首先凝固,然后逐渐向金属液中间推进;随转速、铸型蓄热系数的增加,铸型预热温度与浇注温度的降低,金属凝固加快;在其它条件相同的情况下,型温对温度场的影响最大,转速其次,浇温最小。
酞菁镍与Fe3O4纳米粒子的复合机理及复合粒子的结构模型
黄俊, 姜德生, 官建国, 袁润章
2001, 18(2): 81-84.
摘要:
分析了酞菁镍(NiPc)与Fe3O4纳米粒子的复合过程,提出了其复合机理。研究并建立了NiPc-Fe3O4纳米复合粒子的结构模型。
缝合复合材料II型层间断裂特性研究
朱华东, 矫桂琼, 杨宝宁
2001, 18(2): 85-88.
摘要:
分别采用测量ENF试样加载点位移与测量其端部剪切位移CSD(Crack Shear Displacement)的试验方法,研究了缝合复合材料层合板的II型层间断裂韧性以及缝合密度,缝合线的直径等缝合参数对于缝合复合材料层合板II型层间断裂韧性和分层模式的影响。结果表明,缝合降低了层合板初始分层韧性GIIi,但对于分层的扩展有良好的抑制作用。缝合参数对此有较大影响。
用热弯实验方法决定导电薄膜的热膨胀系数
沈为, 彭立华, 李伟, 邓泽贤
2001, 18(2): 90-93.
摘要:
研究了热-力载荷下薄膜/基板复合梁的弯曲问题,导出了薄膜的热膨胀系数与试样表面的温度和变形之间的关系式;提出一种测量导电薄膜的热膨胀系数的方法,并用热弯实验测SnO2膜的热膨胀系数。
复合材料老化寿命预测技术中大气环境当量的确定
许凤和, 李晓骏, 陈新文
2001, 18(2): 93-96.
摘要:
提出了用年积温度和年积温度当量、年积湿度和年积湿度当量、年紫外光总辐射量和年紫外光当量等表述一个地区一年中的气候条件。用于不同地区大气老化或使用老化的比较和计算。建立加速老化与大气老化(使用老化)环境条件之间的当量关系。并列举了实例。
含任意分层缝纫正交层合板压缩屈曲分析
桂良进, 郦正能, 章怡宁, 杨旭
2001, 18(2): 97-101.
摘要:
建立了分析含任意形状分层的缝纫增强复合材料层合板压缩屈曲问题的连续分析模型。该模型允许缝纫层合板含有一个或多个形状不同的分层。分析结果表明,缝纫针脚在分层区域的分布、缝纫密度和缝线的等效刚度系数对分层子板的压缩屈曲应变均有较大影响。
含椭圆形分层层板的状态分解-片条合成能量解法
孟庆春, 胡伟平, 张行
2001, 18(2): 102-108.
摘要:
根据叠加原理将含有椭圆形非穿透分层的层板在横向载荷作用下的受力状态进行分解,从而将分层问题归结为在分层表面上的附加剪切载荷作用下层板附加位移与附加应力的分析,并据此建立了一个仅包含分层区的力学模型。进而在层板分层区中切取平行于坐标平面的切片,将切片视为含分层的层合梁,其位移模态以相应层合梁的附加位移模态来表示。这样,可构造层板分层区内满足位移边界条件的位移场。最后,应用最小势能原理确定位移幅值的闭合解。计算结果表明,挠度幅值远远大于中面位移幅值,且与由双三角级数能量解法所得挠度幅值吻合很好。
机织复合材料力学性能的细观分析与实验研究
燕瑛, 楼畅, 成传贤, 章怡宁, 杨旭
2001, 18(2): 109-113.
摘要:
建立了预测机织复合材料弹性性能和强度的方法并进行了相应的实验研究,系统地研究了织物几何和结构参数对机织复合材料性能的影响,提出了优化机织复合材料弹性性能细观结构参数的选择,完成了具有友好界面的机织复合材料弹性性能分析软件,实验研究了冲击后的拉伸与压缩性能及疲劳剩余强度和寿命,建立了基于有限元分析和失效准则预测冲击能门槛值的方法,给出了预估疲劳寿命的公式,且实验验证了分析方法的正确性。为复合材料技术能更快地转移到飞机结构设计与制造中去提供了一套较完整的基础性数据和理论分析方法及工具。
SMAs复合材料层板大变形分析计算
叶宁, 王军, 郦正能, 寇长河
2001, 18(2): 114-117.
摘要:
在复合材料层板结构中铺设形状记忆合金丝,利用形状记忆合金弹性模量随相变状态的不同变化,受限回复时可以产生很大的回复力的特点,除改善和增强复合材料层板本身性能外,还能使复合材料层板产生弯曲,扭转等形状变化。如何正确有效地计算其力学特性,是复合材料层板形状控制以及设计和应用形状记忆合金复合材料智能结构的基础。本文在复合材料层板的有限元分析中考虑形状记忆合金丝的热力学特性以及大变形回复的影响,并通过实验进行分析和对比,得到一些有意义的结论。
粘弹性复合材料的有效三维阻尼矩阵预报与能耗计算
万志敏, 马六成, 谭惠丰, 杜星文, 危银涛, 杨挺青
2001, 18(2): 118-123.
摘要:
提出了一种计算纤维增强复合材料粘弹性阻尼和能耗的新方法。在层片的层次上,基于各向异性粘弹性理论导出以阻尼矩阵表示的材料能耗计算公式。在层板的层次上由能量等效原理得到有效阻尼矩阵。由此,可由层板的有效应力和有效应变计算出其能量耗散进而得到比阻尼。其中的关键点是有效阻尼矩阵的推导,最终得到的有效阻尼矩阵是各单层阻尼系数、体积分数、刚度系数以及层合板有效刚度系数的函数。用有效阻尼矩阵计算能耗可以适用于任意复合材料的应力应变状态,这对于粘弹性复合材料结构能耗的数值分析尤其重要。最后将该理论应用于几种情况下的复合材料的能耗和比阻尼分析,算例表明与其它的理论预测和试验相比吻合良好,证实了该方法的合理性。
特定弹性性能材料的细观结构设计优化
刘书田, 郑新广, 程耿东
2001, 18(2): 124-127.
摘要:
针对具有特定弹性性质的两相复合材料, 研究了特定性能材料优化设计问题的数学模型,提出了基于形状优化的材料设计方法。该方法利用形状优化技术, 设计两相复合材料的细观结构形式, 以使复合材料具有特定的弹性性质。材料的宏观性质由均匀化方法确定。最后给出了零泊松比材料的设计过程和结果。