【摘 要】
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研究了复合材料层压壳在低速冲击荷载作用下的破坏始因、扩展机理及破坏模式.用三维8节点非协调单元作为有限无分析的模型,以Tasi-Wu破坏准则、Tsai的刚度退化模型以及一个附加的层间开裂判别式综合考虑层压复合壳在冲击荷载作用下的渐进失效过程.所考虑的破坏模式包括基体开裂、脱层及纤维断裂.渐进失效过程通过逐步降低破坏层的刚度实现.重点讨论在冲击荷载作用下层压复合壳的层间应力作为时间和位置的函数是如何
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研究了复合材料层压壳在低速冲击荷载作用下的破坏始因、扩展机理及破坏模式.用三维8节点非协调单元作为有限无分析的模型,以Tasi-Wu破坏准则、Tsai的刚度退化模型以及一个附加的层间开裂判别式综合考虑层压复合壳在冲击荷载作用下的渐进失效过程.所考虑的破坏模式包括基体开裂、脱层及纤维断裂.渐进失效过程通过逐步降低破坏层的刚度实现.重点讨论在冲击荷载作用下层压复合壳的层间应力作为时间和位置的函数是如何重分布及冲击荷载对层合壳中应力的动力放大作用.分析结果与试验结果吻合较好.
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基于自动网络法试验系统,本文对不同炭黑填充含量的轮胎橡胶材料进行多步松弛加卸载试验,获得了胶料在较大变形范围内的平衡态弹性应力应变曲线.同时讨论了胶料迟滞损耗与炭黑填充的关系.结合试验指出,炭黑填充橡胶材料在较大变形范围内的应力应变响应分为三个部分:橡胶超弹性力学响应、不可忽略的平衡迟滞损耗和黏性迟滞损耗.
针对厚截面构件RTM工艺过程形成的残余应力进行了有限元分析.用有限元方法求解RTM工艺固化过程瞬态热传导和化学动力学耦合方程,得到任意时刻复合材料内部温度和固化度分布.利用细观力学的自洽方法预报与固化进程相关的复合材料力学性能参数,考虑热与树脂化学收缩作用,采用增量理论的有限元方法求解热弹性力学控制方程,得到工艺过程中残余应力的发展历程.与有关文献进行比较验证了本文分析结果的正确性,对一半圆筒形构
碳纤维/钛超混杂复合材料具有优异的韧性,其冲击韧性、挤压强度、开孔拉伸和压缩强度分别比对应的碳纤维复合材料高83％、90％、64％和93％,可作为结构材料应用于航空航天主承力件.
缝合和Z-Pin是实现复合材料层间性能提高的两种主要技术手段,层间断裂韧性是衡量复合材料层间性能的重要指标之一.本文采用碳纤维复合材料层合板Ⅰ型层间断裂韧性的试验方法来测试Z向纤维增强前后的复合材料层合板Ⅰ型层间断裂韧性,研究不同的Z向纤维增强方式和不同的增强密度对复合材料Ⅰ型层间断裂韧性的影响.
本文采用热塑性颗粒HT7-5228、HT3/NY9200G和HT3/5224三种高温固化环氧基体复合材料层压板进行层间增韧,基于提高冲击后压缩强度(CAI)和考察损伤阻抗的目的,测试了Ⅱ型层间断裂韧性G、平均分层起始能量e以及接触-凹坑深度关系.试验结果表明,增韧颗粒和基体树脂形成的层间区域能有效的吸收断裂能量并抑止分层的发生,G和e显著提高.层间增韧的几何效应、裂纹传播路径控制、颗粒桥联以及裂尖
利用激光熔覆技术在中碳钢表面制备出了原位自生以TiB/γ-(Ni,Fe)为主的复相金属陶瓷复合材料涂层.对涂层微观组织结构的研究表明:复合涂层主要是由γ-(Ni,Fe)及(Fe,C)固溶体树枝晶及分布于晶间的TiB/γ-(Ni,Fe)或TiB/(Ni,Fe)共晶组成.晶间还分布有少量TiB、NiB硬质相.涂层成分配制不同时,陶瓷增强相含量将发生变化.涂层力学性能较基体有显著提高.
采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术(HVAS)制备了Fe-Al/WC和Fe-Al/CrC金属间化合物基复合涂层,并研究了涂层的显微组织和从室温至650℃的滑动磨损性能.结果表明,复合涂层具有较高的结合强度和显微硬度,以及较低的孔隙率,其中的主要相是FeAl、FeAl和α-Fe,还有少量AlO和碳化物相(WC、WC及CrC);剥层磨损是复合涂层的主要磨损机理.涂层中FeAl和FeAl金属间化合物相较高的
本文研究了PAEK/环氧层状体系中,平面接触的PAEK层和环氧树脂层在固化过程中的扩散行为以及最终形成的相形态.研究表明,由于环氧单体与PAEK分子的迁移能力具有较大差异,两者间发生的是PAEK基本保持在原位,以环氧为主要流动相的准单向扩散.利用这一特点,可以得到具有特定分布的树脂相结构.
在普通镍基电刷镀液中添加纳米SiO陶瓷颗粒,通过高能机械化学法分散处理后,制备出分散均匀、悬浮稳定的n-SiO/N纳米颗粒复合电刷镀液.该复合镀液的稳定悬浮时间、镀液中纳米颗粒的含量等指标均优于机械搅拌等其他分散方法制备的镀液,镀液中纳米颗粒表面的ξ电位分布合理.由该复合镀液制备的n-SiO/Ni纳米颗粒复合电刷镀层,组织明显细化,纳米SiO颗粒弥散分布于镀层之中,对镀层起到弥散强化作用.
功能梯度材料(FGM)作为一种新型的复合材料,在许多工业领域中都起到越来越重要的作用.本文讨论了功能梯度材料中裂纹对平面弹性入射波的散射问题.利用Fourier变换和奇异积分技术,将混合边值问题化为一对对偶积分方程,之后利用比较新颖而且简单易行的Schmidt方法对奇异积分方程进行求解.最后通过数值计算讨论了材料参数以及裂纹的几何参数等对功能梯度材料中裂纹尖端的应力场的影响.