【摘 要】
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用湿法缠绕技术制作了CF/5228预浸料,对热压罐固化的CF/5228复合材料的力学性能和弯曲疲劳性能进行了研究,并用扫描电镜和电子显微镜对复合材料的疲劳损伤机理进行了微观表征和理论探讨.研究表明,M40J/5228复合材料比M40/5228具有更为优异的耐疲劳性能.复合材料的疲劳损伤主要有纤维断裂、基体开裂、界面剪切破坏三种表现形式,通常复合材料构件的疲劳破坏多为三种形式的综合表现.基体增韧、选
【机 构】
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中国电子科技集团公司第39研究所(西安)
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用湿法缠绕技术制作了CF/5228预浸料,对热压罐固化的CF/5228复合材料的力学性能和弯曲疲劳性能进行了研究,并用扫描电镜和电子显微镜对复合材料的疲劳损伤机理进行了微观表征和理论探讨.研究表明,M40J/5228复合材料比M40/5228具有更为优异的耐疲劳性能.复合材料的疲劳损伤主要有纤维断裂、基体开裂、界面剪切破坏三种表现形式,通常复合材料构件的疲劳破坏多为三种形式的综合表现.基体增韧、选用高强高模碳纤维、界面强化和铺层优化是提高复合材料构件耐疲劳性能的有效手段.
其他文献
根据织物细观结构参数和组元材料宏观力学试验的结果,利用Eshbly等效夹杂理论和Mori-Tanata方法建立了编织碳/碳复合材料弹性性能预报的细观力学模型.理论计算结果与试验值的比较表明所提出的细观力学模型是合理的,从而为建立材料细观结构与宏观性能之间的关系提供了理论基础.
基于Mindlin假定下的两节点平面弯曲梁单元,推导了考虑侧向弯曲、扭转和横向剪切变形的复合材料三维梁单元列式和组合截面层合梁的弹性阵.通过算例和实际盒段试验件的稳定性分析,验证了该三维梁单元的正确性.从而为复合材料空间加筋析/壳结构分析了提供了一种简便而高效的梁单元.
板壳结构在较多的应用场合中承受弯曲负荷,因此对弯曲刚度有较高的要求.纤维增强复合材料具有较高的比强度和比刚度,已越来越多的应用于现代工程结构中.对于多孔各向异性板壳结构,由于材料的各向异性以及存在孔之间的相互影响,其应力分析较复杂,采用数值解是一个较好的选择.本文应用有限元方法(FEM)对在不同约束下多孔板的弯曲刚度的影响因素进行分析.结果发现穿孔越靠近弯矩大的位置,刚度越小;而加筋越靠近弯矩大的
本文提出了基于经典层压板理论的层压板刚度矩阵的两种识别方法,精确识别法和参数减少识别法.在精确识别法中全部层压板刚度参数作为未知数并可利用足够的试验数据由层压板本构方程——胡我定律直接求出.在参数减少识别法中全部层压板刚度参数被展开成一些重要参数诸如纤维与基体的杨氏模量、纤维体积含量及纤维体积含量沿厚度方向的分布参数的线性函数.文中给出了验证两种刚度矩阵识别方法的算例,其中参数减少识别法采用真实试
本文采用接触力学方法对表面涂有氮化钛薄涂层的复合材料进行了微观划痕试验的研究,获得了微观划痕试验中的涂层与基体界面的剪切应力和法向正应力分布、涂层中的正应力分布情况、表面变形情况.结果表明,当压头在材料表面划过时,涂层与基体界面剪应力是造成涂层复合材料失效的重要因素.
采用自动网格法和多步松弛加载试验,获得不同炭黑含量的填充橡胶平衡态弹性应力应变曲线;计及填充体系内部各组分之间相互作用的影响,得到修正八链模型;考虑颗粒的非均匀分布,建立细观三维RVE数值本构模型;与试验结果的对照表明,修正八链模型和细观数值模型均可以准确描述填充橡胶较大变形范围内的超弹性力学行为;数值计算结果还表明炭黑的体积含量及其在橡胶基体中的分布状态共同影响填充橡胶的宏观力学性能.
结合二步法三维编织运动规律,针对二步法三维编织复合材料横截面上不存在单胞的结构特点,提出从三个层次上划分细观结构单胞模型.大单胞反映了复合材料中编织纱的连续性及其与轴纱的交织效应;亚单胞保持了编织纱在复合材料厚度方向的完整性;引入平均内部编织角后,确定了四种子单胞模型.基于亚单胞模型,分析结果表明,由内部编织角计算得到的表面编织角总是偏小;平均内部编织角随节距长度和轴纱与编织纱线密度之比的增加而减
本文对SiC纤维与Ti-6Al-4V粉末在热压过程中的界面反应研究表明,在较短的在热压时间内,将生成一层厚度比较稳定的界面反应层.随着时间的延长,界面反应层厚度变化不大.870℃、10MPa、热压120min后的界面反应层厚度比较均匀,约匀0.6μm,靠近β相处的界面层厚度要大于靠近α相处的.界面产物为TiC,靠近基体一侧的晶粒要比靠近纤维一侧的粗大.
本文利用低温等离子方法在UHMWPE表面产生的自由基,引发乙烯基单体在纤维表面接枝聚合,并对接枝纤维的结构和性能进行了表征.红外光谱和电镜证明纤维表面有接枝聚合物存在,电子天平表明接枝纤维对乙二醇的浸润性改进,接枝纤维增强环氧复合材料的层间剪切强度有显著提高.
功能梯度材料已经在工程领域受到广泛重视,其断裂问题研究是一个重要的设计问题.本文研究了位于两个不同的均匀半平面之间的含裂纹功能梯度界面层在面内冲击载荷作用下的瞬态响应问题.其中,梯度层内的裂纹垂直于界面.利用积分变换方法将所研究的问题转化可以在Laplace空间内数值求解的奇异积分方程.最后给出了动态应力强度因子随时间的变化规律,并且分析了功能梯度材料非均匀常数及裂纹长度对动态应力强度因子的影响.