1993年 第10卷 第1期
1993, 10(1): 1-7.
摘要:
竹、木材、骨和贝壳等生物材料都是复合材料,在长期自然进化中具有优良的结构和特性,问题是人们如何在复合材料的设计和加工中吸取这些特性。本文概述了复合材料仿生的基本情况,研究了生物材料复合结构的优良特征、功能适应性原理以及树木和骨骼的创伤愈合,并对复合材料的结构仿生和自愈合作了初步的探讨。
竹、木材、骨和贝壳等生物材料都是复合材料,在长期自然进化中具有优良的结构和特性,问题是人们如何在复合材料的设计和加工中吸取这些特性。本文概述了复合材料仿生的基本情况,研究了生物材料复合结构的优良特征、功能适应性原理以及树木和骨骼的创伤愈合,并对复合材料的结构仿生和自愈合作了初步的探讨。
1993, 10(1): 9-18.
摘要:
用差热分析的方法研究了各种促进剂对二氨基二苯矾(DDS)固化环氧618树脂体系的促进作用,选定了两种具有协同效应的给质子体物质作为促进剂,可使体系在中温(130℃)较快地固化。应用回归正交设计法对树脂基体各组分配比进行优化试验,所得回归方程可信度均超过95%。计算机按回归方程所画等值线图直观地反映了各组分配比对树脂基体材料性能的影响规律。利用计算机逐步搜寻法,确定了组分的最优配比,按此配比所得树脂基体具有优良的综合性能。
用差热分析的方法研究了各种促进剂对二氨基二苯矾(DDS)固化环氧618树脂体系的促进作用,选定了两种具有协同效应的给质子体物质作为促进剂,可使体系在中温(130℃)较快地固化。应用回归正交设计法对树脂基体各组分配比进行优化试验,所得回归方程可信度均超过95%。计算机按回归方程所画等值线图直观地反映了各组分配比对树脂基体材料性能的影响规律。利用计算机逐步搜寻法,确定了组分的最优配比,按此配比所得树脂基体具有优良的综合性能。
1993, 10(1): 19-26.
摘要:
本工作利用内耗测量方法研究了PPS/PES共混物及其碳纤维复合材料的相容性以及多重转变和松弛行为,结果表明:(1)PPS与PES存在分子运动水平上的相互作用,共混组份比是决定其相互作用程度的重要因素;(2)PPS/PES共混物及其碳纤维复合材料中的PES相的β转变与松弛的时间存在较宽的连续分布,其分布宽度随共混组份比变化而变化,当PES相对含量为80%时,松弛时间分布宽度出现最大值;(3)PPS/PES共混物及其碳纤维复合材料处于热力学亚稳态,热处理增大了PPS与PES的相分离程度,减弱了它们之间的相互作用;(4)低温区热历史对PPS玻璃化转变有较大影响,内耗峰高及峰温随起始测量温度的升高而下降。
本工作利用内耗测量方法研究了PPS/PES共混物及其碳纤维复合材料的相容性以及多重转变和松弛行为,结果表明:(1)PPS与PES存在分子运动水平上的相互作用,共混组份比是决定其相互作用程度的重要因素;(2)PPS/PES共混物及其碳纤维复合材料中的PES相的β转变与松弛的时间存在较宽的连续分布,其分布宽度随共混组份比变化而变化,当PES相对含量为80%时,松弛时间分布宽度出现最大值;(3)PPS/PES共混物及其碳纤维复合材料处于热力学亚稳态,热处理增大了PPS与PES的相分离程度,减弱了它们之间的相互作用;(4)低温区热历史对PPS玻璃化转变有较大影响,内耗峰高及峰温随起始测量温度的升高而下降。
1993, 10(1): 27-33.
摘要:
本文着重研究以疏水性的橡胶为连续相、以经偶联改性的粘土矿物为分散相的多相体系的复合效应及其偶联反应条件,并利用红外吸收光谱对亲水性粘土矿物的表面偶联方式进行初步的探讨。
本文着重研究以疏水性的橡胶为连续相、以经偶联改性的粘土矿物为分散相的多相体系的复合效应及其偶联反应条件,并利用红外吸收光谱对亲水性粘土矿物的表面偶联方式进行初步的探讨。
1993, 10(1): 35-39.
摘要:
本文采用透射电镜(TEM)对碳纤维/聚酰亚胺复合材料(简称CF/PMR-15)界面形态、界面结构进行了TEM分析,结果表明:CF/PMR-15的界面形态、界面结构与CF的表面性质有关,且对CF/PMR-15的宏观性能有一定的影响。
本文采用透射电镜(TEM)对碳纤维/聚酰亚胺复合材料(简称CF/PMR-15)界面形态、界面结构进行了TEM分析,结果表明:CF/PMR-15的界面形态、界面结构与CF的表面性质有关,且对CF/PMR-15的宏观性能有一定的影响。
1993, 10(1): 41-45.
摘要:
本文系统研究了热处理对具有Ni、SiC、SiC-Ni双涂层的碳纤维机械性能的影响。结果表明,碳纤维拉伸强度随SiC涂层厚度增加而提高,涂SiC碳纤维断裂方式为纤维拔出型。经热处理后涂SiC碳纤维性能不下降。涂SiC-Ni碳纤维随热处理时间延长而缓慢下降,涂Ni碳纤维性能下降最快。分析了碳纤维性能下降的原因及碳纤维在不同条件下的断裂机制。
本文系统研究了热处理对具有Ni、SiC、SiC-Ni双涂层的碳纤维机械性能的影响。结果表明,碳纤维拉伸强度随SiC涂层厚度增加而提高,涂SiC碳纤维断裂方式为纤维拔出型。经热处理后涂SiC碳纤维性能不下降。涂SiC-Ni碳纤维随热处理时间延长而缓慢下降,涂Ni碳纤维性能下降最快。分析了碳纤维性能下降的原因及碳纤维在不同条件下的断裂机制。
1993, 10(1): 47-50.
摘要:
本文通过采用硬度测量,差热分析及透射电镜综合研究了Al2O3p/6061复合材料在时效过程中的析出变化。结果表明,在Al2O3p/6061时效过程中,峰时效的主要强化相是β'相,并且以160℃,8小时时效的效果为最佳。
本文通过采用硬度测量,差热分析及透射电镜综合研究了Al2O3p/6061复合材料在时效过程中的析出变化。结果表明,在Al2O3p/6061时效过程中,峰时效的主要强化相是β'相,并且以160℃,8小时时效的效果为最佳。
1993, 10(1): 51-56.
摘要:
本文研究了两种不同界面结合强度的碳/铝复合材料经不同次数加载热循环处理后的内耗值及内耗机制。弱界面结合的C/L2复合材料的内耗值变化主要由界面脱粘引起,而强界面结合的C/LD2复合材料的内耗值变化主要由位错运动所致。
本文研究了两种不同界面结合强度的碳/铝复合材料经不同次数加载热循环处理后的内耗值及内耗机制。弱界面结合的C/L2复合材料的内耗值变化主要由界面脱粘引起,而强界面结合的C/LD2复合材料的内耗值变化主要由位错运动所致。
1993, 10(1): 57-63.
摘要:
在碳纤维表面用CVD法涂覆碳化硅涂层,接着用K2ZrF6溶液处理,干燥后通过700℃的熔融铝制得碳/铝复合丝。复合丝的强度约为复合准则强度的70%。当碳纤维的体积分数为54%时,复合丝的强度达到1200MPa。用扫描电镜观察复合丝的断口发现界面结合状态良好。用X射线衍射分析了碳化硅-K2ZrF6一铝在高温下的反应情况,表明K2ZrF6的良好的改善润湿的作用是由于它与铝和碳化硅之间发生了强烈的化学反应。
在碳纤维表面用CVD法涂覆碳化硅涂层,接着用K2ZrF6溶液处理,干燥后通过700℃的熔融铝制得碳/铝复合丝。复合丝的强度约为复合准则强度的70%。当碳纤维的体积分数为54%时,复合丝的强度达到1200MPa。用扫描电镜观察复合丝的断口发现界面结合状态良好。用X射线衍射分析了碳化硅-K2ZrF6一铝在高温下的反应情况,表明K2ZrF6的良好的改善润湿的作用是由于它与铝和碳化硅之间发生了强烈的化学反应。
1993, 10(1): 65-69.
摘要:
配橡胶内衬的复合材料板壳可以模拟宇航飞行器的纤维缠绕压力容器。本文提出用应力波技术(Stress wave)对复合材料构件的损伤进行无损检测,并实际检测了配橡胶内衬的复合材料板壳内衬与复合材料缠绕层之间、内衬与内衬之间的损伤.绘出了损伤区的幅频特性曲线,确定出损伤区在橡胶内衬的分布情况。最后,作者对某型火箭发动机的缩小比例圆柱壳体进行了实际检测,并获得了满意结果。
配橡胶内衬的复合材料板壳可以模拟宇航飞行器的纤维缠绕压力容器。本文提出用应力波技术(Stress wave)对复合材料构件的损伤进行无损检测,并实际检测了配橡胶内衬的复合材料板壳内衬与复合材料缠绕层之间、内衬与内衬之间的损伤.绘出了损伤区的幅频特性曲线,确定出损伤区在橡胶内衬的分布情况。最后,作者对某型火箭发动机的缩小比例圆柱壳体进行了实际检测,并获得了满意结果。
1993, 10(1): 71-75.
摘要:
本文利用参数拟二次规划法和非连续线弹性本构模型,构造了复合材料纤维/基体界面失效问题的细观力学模型并进行了有限元计算分析,得到了与实验相吻合的结果。
本文利用参数拟二次规划法和非连续线弹性本构模型,构造了复合材料纤维/基体界面失效问题的细观力学模型并进行了有限元计算分析,得到了与实验相吻合的结果。
1993, 10(1): 77-84.
摘要:
本文从轮胎内部材料微结构出发,建立三维分析模型,考虑轮胎大位移引起的几何非线性,轮胎各部位材料的物理非线性和拉压不同模量,考虑了轮胎与地面接触区域的可动性,通过一参数来提高预测接触区域的准确性,并用白光散斑干涉计量技术测定轮胎表面的大位移场,结果表明计算与实验结果是吻合的。
本文从轮胎内部材料微结构出发,建立三维分析模型,考虑轮胎大位移引起的几何非线性,轮胎各部位材料的物理非线性和拉压不同模量,考虑了轮胎与地面接触区域的可动性,通过一参数来提高预测接触区域的准确性,并用白光散斑干涉计量技术测定轮胎表面的大位移场,结果表明计算与实验结果是吻合的。
1993, 10(1): 85-89.
摘要:
在改进已验证的金属基复合材料拉伸断裂过程微机模拟程序的基础上,模拟研究了界面结合强度对该材料断裂行为的影响。结果指出,在不同的基体强度水平下,材料断裂形式随着界面结合增强均经历由累积型向非累积型的过渡,且断裂强度随之提高。这一变化趋势随着纤维强度分布范围变宽而加剧。
在改进已验证的金属基复合材料拉伸断裂过程微机模拟程序的基础上,模拟研究了界面结合强度对该材料断裂行为的影响。结果指出,在不同的基体强度水平下,材料断裂形式随着界面结合增强均经历由累积型向非累积型的过渡,且断裂强度随之提高。这一变化趋势随着纤维强度分布范围变宽而加剧。
1993, 10(1): 91-96.
摘要:
本文由四边简支矩形正交各向异性板在双向均布轴力作用下的屈曲载荷公式推导出简支矩形正交各向异性板在双向均布轴力作用下的屈曲模态特性并加以证明。
本文由四边简支矩形正交各向异性板在双向均布轴力作用下的屈曲载荷公式推导出简支矩形正交各向异性板在双向均布轴力作用下的屈曲模态特性并加以证明。
1993, 10(1): 97-102.
摘要:
在前一部分,本文得到复合材料蠕变的本构关系,在此基础上,本文进一步分析了复合材料蠕变本构关系的具体形式,实验测得了长纤维增强复合材料在蠕变、恢复两个阶段的应变,以用来确定本构关系中的待定参数,考虑到本构关系为复杂的非线性方程,本文提出了用离散变量和最小二乘法联合的方法确定参数,进而拟合蠕变本构关系的理论公式,分离出了蠕变过程中的弹性变形、粘弹性变形和粘塑性变形,对本构关系中的几个参函数,本文根据有限的实验数据拟合了其函数。
在前一部分,本文得到复合材料蠕变的本构关系,在此基础上,本文进一步分析了复合材料蠕变本构关系的具体形式,实验测得了长纤维增强复合材料在蠕变、恢复两个阶段的应变,以用来确定本构关系中的待定参数,考虑到本构关系为复杂的非线性方程,本文提出了用离散变量和最小二乘法联合的方法确定参数,进而拟合蠕变本构关系的理论公式,分离出了蠕变过程中的弹性变形、粘弹性变形和粘塑性变形,对本构关系中的几个参函数,本文根据有限的实验数据拟合了其函数。
1993, 10(1): 103-108.
摘要:
复合材料故障诊断问题日益受到人们的重视。利用振动理论和实验技术进行故障诊断是一种很有吸引力和值得探索的方法。本文提出了一种复合材料层合板损伤的频响一能量诊断新方法,此方法选取对故障比较敏感,又能反映结构动力特性的频响函数作为诊断故障的参数,并引入阻尼耗散能计算本文定义的无损板在各阶模态下广义模态能量的分布,通过理论推导和计算得到了损伤前后频响函数在各阶共振峰处的变化,与无损板在给定模态下各单位的模态能量贡献之间的联系。从而得到一种分析小损伤位置和范围的新方法。此方法的一个重要结论是:在小损伤的前提下,对于同一单元或同一区域各阶广义模态能量贡献之间的比值,同假设这一单元或区域有损伤而得到的各阶频响函数在无损板峰值处的变化率之比基本相等。文中提供了能量贡献分布图等,可供分析之用。算例与实验的结果表明,本文提供的方法是有效,可行的。
复合材料故障诊断问题日益受到人们的重视。利用振动理论和实验技术进行故障诊断是一种很有吸引力和值得探索的方法。本文提出了一种复合材料层合板损伤的频响一能量诊断新方法,此方法选取对故障比较敏感,又能反映结构动力特性的频响函数作为诊断故障的参数,并引入阻尼耗散能计算本文定义的无损板在各阶模态下广义模态能量的分布,通过理论推导和计算得到了损伤前后频响函数在各阶共振峰处的变化,与无损板在给定模态下各单位的模态能量贡献之间的联系。从而得到一种分析小损伤位置和范围的新方法。此方法的一个重要结论是:在小损伤的前提下,对于同一单元或同一区域各阶广义模态能量贡献之间的比值,同假设这一单元或区域有损伤而得到的各阶频响函数在无损板峰值处的变化率之比基本相等。文中提供了能量贡献分布图等,可供分析之用。算例与实验的结果表明,本文提供的方法是有效,可行的。
1993, 10(1): 109-119.
摘要:
基于Tandon和Weng(1988)建立的理论框架,应用细观力学方法,本文提出了非圆截面纤维增强复合材料的弹塑性理论。对于两种复合材料,即单向排列纤维形成的正交各向异性材料和在截面内随机排列纤维形成的横观各向同性材料,作出了割线模量,基体应力增大系数及屈服条件曲线。通过各种截面纤维之间的比较,得出结论:在横观各向同性材料情况下,片状纤维增强材料的力学性能优于其它材料。
基于Tandon和Weng(1988)建立的理论框架,应用细观力学方法,本文提出了非圆截面纤维增强复合材料的弹塑性理论。对于两种复合材料,即单向排列纤维形成的正交各向异性材料和在截面内随机排列纤维形成的横观各向同性材料,作出了割线模量,基体应力增大系数及屈服条件曲线。通过各种截面纤维之间的比较,得出结论:在横观各向同性材料情况下,片状纤维增强材料的力学性能优于其它材料。
