基于多线性本构与损伤耦合的叠层陶瓷基复合材料数值预测方法

本文提出一种用于预测复杂应力状态下叠层C/SiC损伤破坏的有限元渐进损伤方法(FE-PDM),并提出与试验载荷—位移曲线、损伤等进行对比、迭代并最终确定模型参数的反演方法。FE-PDM方法包括基于应变控制的3D失效准则,正交各向异性多线性本构关系,基于刚度矩阵的损伤因子耦合方法,以及预测分层的内聚力方法。通过2D叠层C/SiC的面内拉伸、面内剪切、三点弯曲试验分别验证了FE-PDM方法,并分别采用扫描电子显微镜及X射线技术对试样断口形貌和内部损伤进行了分析。结果表明,通过较少的控制参数,FE-PDM方法可精确地预测2D叠层C/SiC各阶段的应力—应变曲线拐点、损伤起始与演化过程及载荷—位移响应曲线等,并与试验结果吻合良好。

高超声速飞行器热防护用超高温复合材料的研究进展

热防护系统是高超声速飞行器的关键技术之一,决定了飞行器研制的成败,而高温热防护材料则直接决定了热防护系统的性能。本文综述了以C/C复合材料、C/SiC复合材料、C/UHTC复合材料等为代表的热防护用超高温复合材料的研究进展,并重点分析了近年来超高温复合材料导热和烧蚀性能相关的研究进展,进而提出了未来发展方向,为热防护用超高温复合材料的发展提供参考。

结晶度对PP/CB复合材料电性能的影响

以炭黑(CB)为导电填料,均聚聚丙烯(i PP)和抗冲聚丙烯(hi PP)为基体,通过熔融共混法制备了i PP/CB和hi PP/CB复合材料,研究了基体结晶度对复合材料渗流阈值的影响。表征了i PP/CB复合材料和hi PP/CB复合材料的熔融、结晶行为,并观测了复合材料的微观结构,结果显示CB在结晶度更高的i PP中形成了更完善的导电网络。经测试,i PP/CB复合材料的渗流阈值为CB质量分数2.69%,室温体积电阻率为9.3×104Ω·m,PTC强度为0.55;hi PP/CB复合材料的渗流阈值为CB质量分数3.81%,室温体积电阻率为8.9×105Ω·m,PTC强度为0.42。表明结晶度更高的基体i PP可以更有效地降低复合材料的渗流阈值。

OMMT对PE–HD/CB导电复合材料电性能的影响

以炭黑(CB)为导电填料,高密度聚乙烯(PE–HD)为基体,有机蒙脱土(OMMT)为有机粒子,通过熔融共混法分别制备了PE–HD/CB与PE–HD/CB/OMMT导电复合材料,并研究了OMMT的加入对导电复合材料中CB分布的均一性及材料电性能的影响。研究发现,适当OMMT的加入可以改善CB在导电复合材料中的分布状态,在保持电性能的基础上降低导电复合材料的渗流阈值;当OMMT质量分数为3%时,PE–HD/CB/OMMT导电复合材料的渗流阈值为3.7%,与未添加OMMT的PE–HD/CB导电复合材料渗流阈值4.0%相比有所降低。在此基础上,选取PE–HD/CB导电复合材料(CB质量分数为5%)并测定其PTC强度为0.26;后加入质量分数为3%的OMMT,测得PE–HD/CB/OMMT导电复合材料(CB质量分数为5%)的PTC强度为0.79,后者有所提高。

矿山水工环地质灾害危险性评估方案研究

矿山水工环地质灾害既会引发安全事故,又会影响开发进度,降低矿产资源开发水平。为确保矿产资源开发安全,提高矿产资源开发水平,要应用合适的手段评估矿山水工环地质灾害危险性,根据评估结果,确定开发区域的安全性。时代在发展,社会在进步,还需要不断地改善矿山水工环地质灾害危险性评估措施,以此强化评估效果,为开发工作提供有效、科学的指导。