碳/玻混杂纤维复合材料自行车前叉的铺层设计及耐疲劳验证

与传统金属材料相比,混杂纤维复合材料具有轻质高强、耐疲劳和抗冲击韧性好等优点。为了得到既满足力学要求又节约成本的较优性能的前叉,通过有限元分析对碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料的自行车前叉进行铺层优化设计。自行车前叉分为叉身和立管,在不改变材料铺层角度和厚度的前提下,分别改变叉身和立管的层间混杂比和铺层材料(碳纤维预浸布/玻璃纤维预浸布)顺序,计算前叉在服役状态下的力学性能。通过对比材料最大应力值以及材料成本,获得该条件下最优的前叉设计。结果表明:混杂复合材料叉身的最内层材料应该用玻璃纤维铺设。当自行车前叉叉身混杂比为1∶2,铺层顺序为[G_(3)CGC];自行车前叉立管混杂比为3∶13,铺层顺序为[GCG12C2]时,所得碳/玻混杂复合材料前叉方案为最优铺层设计。5万次加速疲劳测试实验表明:采用优化后的铺层方案制备复合材料自行车前叉,可以满足前叉的耐疲劳性要求。

纤维增强复合材料的细观力学模型以及数值模拟进展

纤维增强复合材料是一类高比强度、高比刚度的新兴结构材料。开展该材料的强度分析和破坏过程模拟具有重要的科学意义和工程价值。介绍了纤维增强复合材料的细观力学模型的发展过程,综述了引入统计概念的复合材料力学行为有限元分析的研究现状,并展望了其发展趋势。

环氧端基甲基苯基硅油增韧聚苯并噁嗪树脂的研究

采用环氧端基甲基苯基硅油(EPMPS)对聚苯并噁嗪(PBOZ)树脂进行増韧改性,研究了EPMPS/苯并噁嗪(BOZ)共混树脂的固化行为,考察了EPMPS含量对EPMPS/PBOZ共混树脂力学性能的影响,采用扫描电镜(SEM)观察了其冲击断裂形貌。当EPMPS含量为10%(质量分数)时,EPMPS/PBOZ共混树脂的缺口冲击强度和弯曲强度均达到最大,分别为2.87kJ/m2和146MPa,较纯PBOZ树脂分别提高了46%和33%。进一步采用动态热机械分析仪(DMA)和热重分析仪(TGA)分别研究了EPMPS/PBOZ共混树脂的粘弹性能和热稳定性能,发现EPMPS/PBOZ共混树脂具有较高的耐热性和热稳定性。

尼龙6/石墨复合材料非等温结晶动力学研究

采用差示扫描量热法(DSC)研究了不同石墨含量的尼龙6(PA6)/石墨(Gr)复合材料的非等温结晶行为,运用Avrami方程确定其非等温结晶动力学参数,发现Avrami方程可以很好地描述PA6/Gr复合材料的非等温结晶过程。当石墨含量增加时,PA6/Gr复合材料的结晶放热曲线出现双峰,结晶速率略有提高,但均低于纯PA6树脂的结晶速率。同时,石墨的加入导致复合材料的结晶度减小,而且随着石墨含量的增加,其结晶度逐渐降低。

玻纤增强阴离子聚酰胺6复合材料的非等温结晶动力学研究

采用差示扫描量热法(DSC)研究了阴离子聚酰胺6(APA6)树脂与连续玻璃纤维增强APA6(GF/APA6)复合材料的非等温结晶行为。运用Avrami方程、Ozawa方程和Mo方程分析了APA6树脂和GF/APA6复合材料的非等温结晶动力学参数。结果表明,Avrami方程和Mo方程能较好地描述APA6树脂和GF/APA6复合材料的结晶过程。玻璃纤维以及其表面的上浆剂使得GF/APA6复合材料中APA6树脂的结晶度和结晶速率降低。

基于细观模型的纤维增强树脂基复合材料的裂纹与强度关系研究

纤维增强树脂基复合材料是一类高比强度、高比刚度的结构材料。开展该材料的裂纹与强度关系研究具有重要的科学意义和工程价值。采用细观力学模型和有限元方法,分析Ⅰ型裂纹长度和裂尖位置对复合材料应力状态和应力强度因子的影响,进而获得启裂载荷与裂纹长度和裂尖位置的关系。

混杂碳/玻纤维复合材料自行车轮辋的铺层优化分析及抗疲劳验证

对碳纤维/玻璃纤维层间混杂复合材料自行车轮辋进行数值优化分析,能够设计出具有价格适中、安全性能高、耐疲劳等特点的自行车轮辋。借助有限元分析对自行车轮辋模型进行服役状态下的力学行为模拟,能够为试验研究提供相对可靠的方案,减少试验过程中不必要的原料浪费,从而降低整个复合材料轮辋的设计和制备成本。本文通过ABAQUS软件构建了自行车轮辋模型,通过调整碳纤维预浸布铺层和玻璃纤维预浸布铺层的顺序、各铺层角度比例和顺序,计算轮辋在服役状态下的力学性能,通过比较各方案得到较优的设计方案。5万次加速疲劳测试结果表明:采用优化后的自行车轮辋侧壁铺层方案及凸缘铺层方案指导复合材料轮辋的制备,可以显著提高复合材料自行车轮辋的抗疲劳能力。

单宁酸/聚乙烯醇的阻燃性能

采用模压成型的方法制备了单宁酸/聚乙烯醇(TA-PVA)共混物,并研究了不同TA/PVA配比对TA-PVA共混物的阻燃性能的影响。通过锥形量热仪、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、垂直燃烧(UL-94)测试仪和极限氧指数(LOI)测试仪等对制备的TA-PVA共混物的阻燃性能进行了测试。结果表明,TA的加入能提高PVA的阻燃性能。TA和PVA能够通过分子间氢键形成稳定的TA-PVA共混物。当TA-PVA共混物中TA含量增加,所制备得到的TA-PVA共混物的热稳定性增加,玻璃化转变温度提高。当n(TA)∶n(PVA)=1∶50时,TA-PVA共混物的LOI值达到31.6%,UL-94等级为V-1级,热释放速率峰值从634.9 kW/m^(2)降至328.1 kW/m^(2),烟气产生速率从0.18 m^(2)/s降至0.10 m^(2)/s。

磷系阻燃剂插层镁铝型水滑石复合物的制备及其在热塑性聚氨酯中的阻燃应用

采用直接的无溶剂制备方法,将3种磷系阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、聚磷酸铵(APP)和三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)分别插层到镁铝型水滑石(MAH)片层中,制备了3种含磷阻燃剂的MAH复合物(DOPO-MAH、APP-MAH和MPP-MAH),并采用模压成型法制备了MAH复合物与热塑性聚氨酯(TPU)的复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和热重分析分别对复合物进行了表征,并且通过锥形量热仪对复合材料进行了表征。结果表明,MAH中MPP的分散性较差,DOPO和APP的分散性较好,并且磷元素分布均匀。MAH的初始层间距为4.11 nm,APP和MPP均在0.5 h时就已完成插层,最终层间距分别缩小到3.93和4.04 nm。DOPO则在0.5 h后完成,但插层后的层间距更小,为3.86 nm。与物理混合物所制得的复合材料相比,(DOPO-MAH-6h)/TPU和(APP-MAH-6h)/TPU的热释放速率峰值分别从669.3 kW/m^(2)降至573.9 kW/m^(2),从657.7 kW/m^(2)降至405.9 kW/m^(2),(MPP-MAH-6h)/TPU与(MPP+MAH)/TPU的热释放速率峰值的差别不大。与TPU热释放速率峰值的1236.6 kW/m^(2)相比,(DOPO-MAH-6h)/TPU降低了53%,(APP-MAH-6h)/TPU降低了67%,(MPP-MAH-6h)/TPU降低了57%,以上表明DOPO-MAH、APP-MAH和MPP-MAH可以用来改善TPU的阻燃性能,但DOPO-MAH与APP-MAH在TPU中的阻燃应用前景更好。

不稳定干扰试井在孤岛油田复合驱试验区的应用

孤岛油田复合驱矿场试验取得了明显的增油降水效果,但局部区域窜流矛盾突出,严重影响了复合驱效果的发挥。应用群井干扰试井技术,研究各井对间的连通性和地层参数,判断复合驱注入液主要窜流方向,为矿场开发管理提供依据。

导热增强聚乙二醇相变复合材料的制备及其性能

本文以聚乙二醇(PEG)为相变材料,通过添加不同的无机填料,采用熔融共混浇筑方式制备了导热增强型相变复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、热常数分析仪、差示扫描量热仪(DSC)、红外热成像和热重分析仪研究了所制备复合材料的微观结构、导热性能与相变过程。研究结果表明,相比于碳酸钙和氧化铝,在相同添加含量下,氮化硼(BN)可有效提高PEG的导热系数,当BN质量分数为40%时,导热系数可达到3.40 W/(m·K);当填料添加量相同时,片状BN和不规则纳米碳酸钙(CaCO 3)比球形氧化铝(Al 2 O 3)对PEG具有更加优良的定型效果,在相变过程中,能够更加有效阻隔PEG的流动,保持复合材料的形状稳定性。

协效阻燃聚丙烯的阻燃性能

本文研究了以聚磷酸铵(APP)为主阻燃剂,次磷酸铝(AHP)和三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为辅阻燃剂的协效阻燃体系对聚丙烯(PP)阻燃性能的影响。采用垂直燃烧测试、极限氧指数(LOI)测试、热重分析、锥形量热仪测试、扫描电子显微镜分析等技术手段对所制备的阻燃样品进行了阻燃性能分析。结果表明:单独添加任一质量分数30%阻燃剂,均不能使PP获得良好的阻燃性能;当阻燃剂总质量分数保持在30%,m(APP)∶m(AHP)∶m(MCA)=4∶1∶1时获得理想阻燃效果,此时阻燃PP的LOI为33%,垂直燃烧测试达到V-0级,热释放速率峰值(PHRR)从765.7 kW/m^2降为122.7 kW/m^2。

聚乙二醇/氮化硼复合材料相变导热性能及其结晶行为

本文采用熔融共混浇筑的方法制备了聚乙二醇/氮化硼(PEG/BN)相变复合材料,并研究了不同尺度片状BN对相变复合材料导热性能和结晶行为的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、热常数分析仪、红外热成像分析仪和差示扫描量热仪(DSC)研究了相变复合材料的微观形貌、导热系数和相变过程,并利用莫志深法对DSC结果进行了非等温结晶动力学分析。结果表明,较大片状直径(50μm)的BN可以更有效地提高聚乙二醇的导热系数,当BN填料质量分数为40%时,相变复合材料的导热系数可达到5.04 W/(m·K)。在快速降温条件下,片径为50μm的BN填料可以缩短PEG的半结晶时间,提高结晶速率,使相变复合材料具有较大的相变焓。

计算机网络安全与硬件防范

本文首先分析了计算机网络安全问题产生的原因和影响技术因素,然后细致讨论了计算机网络安全与硬件方法的具体方法。旨在为计算机网络安全运行维护工作者和计算机使用者提供参考。

浅谈计算机网络安全数据加密技术

计算机技术的进一步发展,使得网络通信安全呈日益上涨趋势。同时各种各样的信息破坏与窃取方式也使得社会各个发展领域对计算机网络安全上有了更高层次的要求。在信息量不断增加的今天,企业与个人的计算机中存储了较为重要的文件资料,对重要文档也有了更高层次的保密要求。数据加密技术是网络中最基本的安全技术,它在计算机网络安全中的应用大大提高了网络信息传输的安全性。在文章中,笔者将根据计算机网络安全数据加密技术的概要,分析计算机网络安全中数据加密技术的应用。

聚乙二醇高导热定形相变复合材料的制备及其性能研究

利用聚乙二醇为相变组分,以氮化硼为导热填料,通过两步法络合聚丙烯酸制备了具有相变稳定性的高导热相变复合材料。系统研究了片状氮化硼以及片状/球形混杂填充对复合材料导热以及相变性能的影响,探讨了相变复合材料的定形机理。结果表明,由于紧密的堆砌结构,片状氮化硼能够有效提升复合材料导热性能。填充60%(质量)的片状氮化硼时,热导率最高达到6.437 W/(m·K)。在混杂填充时,球形氮化硼与片状氮化硼的质量比为1∶3以及1∶6时,可以更加有效提升复合材料的导热性能。热储存实验显示,所制备的复合材料具有良好的热存储能力。此外,由于聚丙烯酸与聚乙二醇形成氢键的络合以及氮化硼的片状物理阻隔作用,复合材料在高温加热条件下具有优异的相变稳定性。

涤纶长纤生产线设备改进

针对年产3500t的涤纶长纤针刺非织造布生产线生产中存在的问题,仔细分析原因后,对其挤压机加热系统、针刺板曲轴箱润滑系统、高温旋转接头、储布架进行了改进,使之运行正常。

跨尺度预测非屈曲织物增强复合材料的刚度和强度

为了预测非屈曲织物增强复合材料的力学性能,建立了纤维束的正六边形单胞和非屈曲织物复合材料的长方形单胞,并重点推导了正六边单胞的方程边界条件。通过跨尺度逐级计算这两个单胞的有效弹性常数,得到了非屈曲碳纤维织物增强环氧树脂基复合材料的宏观有效弹性性能和强度。对该非屈曲织物复合材料在拉伸载荷下的累计失效进行了有限元损伤分析。结果表明:初始损伤发生在富树脂区或横向纤维束,损伤在富树脂区与横向纤维束内逐步扩展,最后向纵向纤维束扩展并迅速导致整体失效;非屈曲织物增强复合材料的面内拉伸模量的计算预测值非常接近实验值,面内拉伸强度计算值略小于实验值。

原位阴离子开环聚合法制备连续玻璃纤维增强阴离子聚酰胺-6复合材料及其性能

采用原位阴离子开环聚合法制备了连续玻璃纤维(GF)增强阴离子聚酰胺-6(APA6)复合材料,考察了催化剂配比和聚合温度对APA6树脂转化率和分子量的影响,采用DSC和TGA研究了聚合温度和时间对连续GF/APA6复合材料结晶度的影响,进一步探讨了聚合温度和时间对连续GF/APA6复合材料力学性能的影响,采用SEM观察了复合材料的拉伸断裂形貌。结果表明:当聚合温度为150℃,聚合时间为45min时,连续GF/APA6复合材料的力学性能达到最高,材料的拉伸强度为538.1MPa,弯曲强度为497.2MPa,层间剪切强度为52.5MPa;SEM分析表明,APA6树脂基体与玻璃纤维具有较好的结合性。