石墨烯/陶瓷颗粒增强聚氨酯基复合材料动态压缩性能

聚氨酯良好的力学性能使其广泛应用于各种领域,通过在聚氨酯基体中引入石墨烯增强体,能够大幅度增强聚氨酯基复合材料的各项性能。为得到具有高抗冲击能力的聚氨酯基复合材料,使用原位聚合法制备氧化石墨烯增强聚氨酯,通过霍普金森杆装置对其进行不同应变率下的动态压缩试验。采用无压渗透法加入直径3.3 mm的Al_(2)O_(3)颗粒陶瓷作为新的增强相。对石墨烯/颗粒陶瓷增强聚氨酯基复合材料进行动态围压实验,得到试样的应力-应变曲线。应用LS-DYNA动力学仿真软件建立复合材料有限元仿真模型,结合实验数据验证仿真的可靠性。分析复合材料在动态围压下的变形过程和损伤机理,开展不同粒径试样在动态围压下的仿真分析,讨论不同粒径的颗粒陶瓷对复合材料动态压缩的力学性能影响。研究结果表明:颗粒陶瓷粒径与复合材料的抗压强度密切相关,随着陶瓷颗粒粒径减小,即陶瓷颗粒数量增多,间隙减小时,复合材料的抗压性能也相应提高。

热量变化下含边裂纹TiC-Ni功能梯度条热应力影响

研究了不同升温条件(热冲击、指数升温和线性升温)对TiC-Ni功能梯度条热应力的影响.将含有垂直于边界的功能梯度条I型热应力断裂问题看作准静态弹性问题进行求解,并对其热应力和应力强度因子进行探讨.结果表明:不同升温机制对功能梯度条的热应力强度因子有显著影响;在线性升温速率下将获得最小热压应力,同时在指数升温和热冲击的条件下,热应力会随着时间的增加而降低;降低升温速率可以延迟功能梯度条边裂纹的扩展.