含复杂芯材夹层复合材料弯曲性能的多构型测试方法研究

提出了一种多构型的夹芯结构弯曲刚度测试方法,该方法在弯曲测试中考虑到剪切效应的影响,实现弯曲测试中弯曲效应和剪切效应的解耦合,并采用多重线性拟合方法进行数据处理,有效提高了测试的稳定性和可靠性。采用该方法实现了对一种含有复杂芯材结构的夹芯复合材料弯曲刚度性能的评价。

整体缝合夹芯结构复合材料力学性能

所设计的新型整体缝合泡沫夹芯复合材料结构,能够避免一般斜缝方式引起纤维交叉损坏的弊端。采用真空导入模塑工艺制备整体缝合泡沫夹芯结构复合材料,研究缝合结构、缝合方式以及缝合纱线用量对整体缝合泡沫夹芯复合材料平压力学性能和弯曲性能的影响。结果表明,新型缝合结构在保证平压力学性能的同时,相比于垂直缝合结构弯曲破坏载荷提高了94.4%;穿透缝合方式能够显著提高试样的平压强度和弯曲破坏载荷;随着缝合纱线用量的增加,整体缝合泡沫夹芯复合材料的压缩和弯曲性能显著提高。

石英/双酚E型氰酸酯复合材料的制备与性能

采用实验方法研究双酚E型氰酸酯树脂的黏度和固化特性,揭示催化剂对双酚E型氰酸酯树脂固化特性的影响规律;采用树脂传递模塑和真空导入模塑工艺制备石英纤维/双酚E型氰酸酯复合材料,并考察其力学性能。结果表明,双酚E型氰酸酯树脂室温至90℃范围内的黏度小于300 m Pa·s,凝胶时间大于10 h,起始固化温度、固化温度和终止固化温度分别为186±5℃,235±5℃和286±5℃;固化特征温度随着催化剂含量的增加而降低,直至催化剂饱和,其饱和范围为0.02%~0.03%,可使双酚E型氰酸酯树脂体系的固化温度降低约60℃,从而避免爆聚,实现液相法成型其复合材料;真空导入模塑工艺制备的石英纤维/双酚E型氰酸酯复合材料的力学性能明显优于树脂传递模塑制备试样。

泡沫夹芯结构复合材料天线罩静强度分析

机载雷达天线罩减重要求高,泡沫夹芯结构复合材料可满足该类型天线罩透波和轻质高强的要求。本文采用有限元分析方法对某型机载雷达天线罩在使用工况条件下的静强度和刚度进行了分析,结果表明各材料的最大应力值都远小于材料的许用应力,天线罩不会发生由于材料失效引起的结构破坏,并且整体结构刚度合适,变形满足设计要求。

聚乙烯基复合材料的阻燃体系研究进展

综述了近几年国内外铝镁基、磷基、卤素基、石墨基、硼基及晶须等阻燃体系在聚乙烯基复合材料中的应用与研究进展,并对聚乙烯基复合材料的阻燃性能研究前景进行了展望。

高聚物复合材料轨枕阻燃发泡技术研究

采用红磷母粒与氢氧化镁及无机填料对高聚物聚烯烃废旧料进行阻燃改性,研究了阻燃剂种类及其含量对高聚物阻燃性能和力学性能的影响,通过优化配方形成高聚物复合材料轨枕阻燃发泡配方,采用连续挤出成型工艺制备阻燃发泡高聚物复合材料轨枕,进一步研究挤出成型工艺对轨枕发泡性能的影响。结果表明:红磷母粒与氢氧化镁具有较好的协效阻燃效果,当红磷母粒添加量为20%时,改性高聚物的极限氧指数为30.6%,UL94达到了V-0级;挤出机加工温度、螺杆转速、发泡剂含量和冷却方式均会对高聚物复合材料轨枕内部发泡性能产生影响,调节合理的工艺参数可获得理想的阻燃发泡高聚物复合材料轨枕。

轨道工程车用一系橡胶弹簧热空气加速老化法寿命预估

采用热空气加速老化实验方法,研究轨道工程车用一系橡胶弹簧常温状态下定载荷下的尺寸变化率随着温度及老化时间的关系,建立其寿命推算公式,为一系橡胶弹簧的产品设计和使用提供指导。实验结果显示,该一系橡胶弹簧常温使用寿命为10.7年,满足相关设计要求。

复合材料管材用作深海网箱框架的强度分析

参照金属材质“长鲸一号”深海网箱尺寸,建立了复合材料网箱三维模型,考虑了极限工况下的各类载荷,选取处于最苛刻工况中的复合材料管材进行环境载荷计算和有限元应力分析。结果表明,极限工况中所选用复合材料管材的轴向应力小于极限应力值,满足深海网箱框架强度要求。研究结果可为后续复合材料深海网箱结构的设计与优化提供参考。

聚烯烃基复合材料轨枕型材的制备及其性能

采用高密度聚乙烯、玻璃纤维增强聚丙烯、碳酸钙和膨胀蛭石微粉辅以相关功能助剂,通过一阶熔融塑化和二阶连续稳定挤出冷却定型成型工艺,制备了聚烯烃基复合材料轨枕型材。结果标明:轨枕型材的弯曲强度可达27.25 MPa,弯曲模量可达2.13×103 MPa,纵向压缩强度可达29.26 MPa;在500 kN载荷条件下轨枕型材的最大变形量为3.35 mm,永久变形量为0.40 mm,在拉拔速度为25 mm/min条件下的道钉抗拔力可达90 kN,在-30~80℃的平均线性热膨胀系数为73.33×10-6/℃。

整体缝合夹芯结构复合材料压缩性能

设计了一种新型整体缝合夹芯结构。采用真空导入模塑工艺(VIMP)制备整体缝合夹芯结构复合材料,研究其在平压载荷作用下的力学性能和破坏模式,建立其有限元模型,研究缝合纱线用量对整体缝合夹芯结构复合材料平压力学性能的影响。结果表明:该新型整体缝合夹芯结构复合材料能够在提高缝合纱线数量的同时避免一般斜缝方式引起纤维交叉损坏的弊端。整体缝合夹芯结构复合材料的压缩强度和压缩模量随着缝合纱线数量的增加而增大,但缝合纱线含量较高时,比压缩强度有所下降。数值计算结果与试验结果对比分析,验证了所建立有限元模型的合理性,说明该模型可用于预测其压缩模量。

聚氨酯合成枕木横向压缩性能研究

以聚氨酯合成枕木为研究对象,对其横向压缩强度进行了测试,同时制备了纯聚氨酯泡沫,并测试其压缩强度,对二者的压缩强度进行了分析研究。结果表明,聚氨酯合成枕木横向压缩破坏为45°切应力破坏,其横向压缩强度比同密度的纯聚氨酯泡沫的低。

动车用定刚度碳纤维扭转轴设计

采用有限元辅助进行碳纤维扭转轴定刚度设计,通过碳纤维缠绕成型工艺制备碳纤维扭转轴,并进行扭转刚度测试验证。结果表明,有限元计算得到碳纤维扭转轴扭转刚度为31.08 kN·m^(2)/rad,实测碳纤维扭转轴扭转刚度为33.52 kN·m^(2)/rad,设计误差为7.3%,该计算方法能够指导碳纤维扭转轴扭转刚度设计。与传统金属扭转轴对比,碳纤维扭转轴减重达到74.6%,减重效果明显。