孔槽泡沫夹芯复合材料真空辅助树脂传递工艺仿真与优化

本工作提出了孔槽泡沫夹芯复合材料的设计方案并针对真空辅助树脂传递(VARI)工艺进行了实验和仿真研究。首先,通过实验测得玻璃纤维织物和树脂的相关参数,利用Hagen-Poiseuill方程和达西定律算出孔洞和沟槽的等效渗透率;接着,利用PAM-RTM模拟孔槽泡沫夹芯复合材料的VARI工艺过程,并与实验结果进行对比;然后,使用PAM-RTM研究了芯材加工参数、树脂灌注方式和导流网铺敷区域对成型过程的影响,并选出了最优方案;最后,在此方案的基础上研究了树脂黏度与灌注时间的关系,并拟合得到了预测函数。结果表明:实验结果与仿真结果基本一致;最优灌注方案可显著缩短树脂填充时间并降低整体孔隙率;预测函数可准确预测灌注时间,对实际生产具有一定的指导意义。

夹芯复合材料在轨道交通领域的应用及研究进展

夹芯复合材料,以其优异的力学性能和减重效果,在轨道交通领域得到了广泛的应用。本文介绍了三类常用的夹芯复合材料,列举了其在国内外轨道交通领域的典型应用,简述了夹芯复合材料的研究进展,建议后续可以在行业标准、计算机辅助设计、工艺改进和多功能化这几个方向做更深入的研究。

预制轻骨料混凝土夹芯复合外墙板生产制备工艺研究

建立了一种通用的预制轻骨料混凝土夹芯复合外墙板生产制备工艺。首先分析了此类墙板的结构特点,将其分为内外叶板、保温层、预埋件;然后据此制订了完整的制备流程,具体包括模具设计与组装、饰面安装、预埋件安装、外叶板LAC(Lightweight Aggregate Concrete,轻骨料混凝土)浇筑、PGC(Polystyrene Granular Concrete,聚苯颗粒混凝土)保温层浇筑、内叶板LAC浇筑、墙板质量检验等;最后从质量控制的角度出发,针对原材料和模具建立了管理策略,同时提出了抑制LAC轻骨料上浮的技术措施。

混凝土夹芯复合板抗震性能试验研究

通过9片混凝土夹芯复合板的拟静力试验,对一种混凝土夹芯复合板在低周反复荷载下的抗震性能进行了研究,研究了高宽比、竖向压应力对墙板抗震性能的影响。结果表明:通过设置适当的连接件,能够保证混凝土夹芯复合板两侧混凝土面层整体工作,该种墙板具有良好的抗震性能;混凝土夹芯复合板具有较高的抗剪承载力,在水平荷载作用下最终发生正截面受压破坏,未产生剪切破坏;由于钢筋网强度较高,试件破坏时钢筋强度未得到充分发挥;墙板内的钢筋网对墙板的抗震性能具有重要影响,钢筋网应为完整的网片,不能由两片点焊拼接而成;混凝土夹芯复合板的延性与高宽比及竖向压应力有关,高宽比及竖向压应力越大,延性越好;墙板的水平抗侧承载力由正截面弯曲受压决定,其承载力可参照钢筋混凝土剪力墙计算,但计算时考虑到钢筋强度不能充分发挥作用,应将钢筋的强度乘以0.55的利用系数。

船用夹芯复合材料加筋板结构变形研究

文中测量了类似均布载荷下夹芯复合材料加筋板的变形值,使用实体单元建模方法和实体单元、壳单元相结合的简化建模方法建立了6个不同网格尺寸的有限元模型.有限元计算结果表明:使用实体单元、壳单元相结合的简化模型4可以以较高的计算效率取得误差在5%以内的计算结果.有限元建模此类夹芯复合材料加筋板时可使用实体单元、壳单元相结合的方式来简化,且复合材料蒙皮的网格尺寸应控制在蒙皮厚度的10倍左右,夹芯厚度方向至少划分两个网格.

基于轻质立式瓦楞夹芯复合纸板的临时性家具设计

纸基家具因可回收、再循环和再利用的环保属性在众多临时性场合,如临时展览、大型赛事活动中具有重要的潜在应用价值。从生产角度出发,结合家具设计学科的相关知识,解析复合纸板家具结构形态、连接方式和造型方法,针对立式瓦楞夹芯复合纸板材料属性提出了一种V形槽封边与造型一体化技术,能够解决芯层暴露美观性差的问题,提升纸基家具的质量,在此技术上进行案例设计,初步构建了基于轻质立式瓦楞夹芯复合纸板的临时性家具设计体系,对纸基家具的进一步工程应用具有重要意义,为轻质家具新产品开发提供借鉴与指导。

起圈织物泡沫夹芯复合材料Ⅰ/Ⅱ型断裂韧性研究

夹芯复合材料在受到弯曲、剪切和冲击等载荷作用下易发生脱层损伤。脱层损伤程度与Ⅰ、Ⅱ型断裂韧性密切相关。起圈织物由于在其厚度方向引入环状纤维束,增强了与芯层的结合能力,使其在抗分层方面性能优良。本文主要研究起圈织物泡沫夹芯复合材料的Ⅰ/Ⅱ型界面断裂韧性。根据试验标准分别制作了平纹织物泡沫夹芯复合材料和起圈织物泡沫夹芯复合材料。采用双悬臂梁试验(Double cantilever beam, DCB)和末端缺口挠曲试验(End notch flexure, ENF)对上述试验件的增韧机理进行了研究。研究表明,环状纤维束的引入大大提高了界面性能。起圈结构相较于平纹结构的Ⅰ型断裂韧性G_(ⅠC)提高了434%,Ⅱ型断裂韧性G_(ⅡC)提高了400%。通过建立有限元模型,采用内聚力模型来描述裂纹的扩展,数值结果与试验结果吻合较好。

低轴压比夹芯复合剪力墙抗震性能试验研究

针对寒区传统村镇砌体结构抗震及节能水平较低的现状,提出一种由内外叶墙和内置聚苯板保温层组成的夹芯复合剪力墙结构。为研究该夹芯复合剪力墙的地震破坏模式、抗震性能指标,本文设计了2组与村镇建筑实情相吻合的低轴压比墙体试件,即1个实心剪力墙试件和1个夹芯复合剪力墙试件,分别进行低周往复水平加载试验,对比了2种墙体的破坏模式、抗震承载力、滞回及骨架曲线、刚度退化规律、延性及耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明:在水平地震作用下,低轴压比的夹芯复合剪力墙和实心剪力墙分别发生剪切滑移破坏和压弯破坏;夹芯复合剪力墙承载力是实心墙的0.87倍,滞回曲线更为饱满,其延性和耗能能力分别是实心剪力墙的2.3倍、1.64倍,其层间位移角达到规范剪力墙限值要求;夹芯复合剪力墙内外叶墙通过三维钢丝网架可实现协同抗震工作,应适当提高竖向插筋配筋率。相关结论可为村镇夹芯复合剪力墙结构设计提供依据。

浅谈聚苯颗粒水泥夹芯复合条板施工与防开裂措施

聚苯颗粒水泥夹芯复合条板作为隔墙材料,施工方法简便、快捷,提高了施工生产效率,现场无湿作业,节约资源、保护环境、降低成本。聚苯颗粒水泥夹芯复合条板质量通病为墙体开裂,通过样板区域施工,收集了聚苯颗粒水泥夹芯复合条板开裂的时间、部位、裂缝形式。分别对安装阶段和装饰阶段裂缝的成因进行了分析,优化了施工流程和施工工艺,采取U型卡槽及专用粘接砂浆固定、条板间预留竖向伸缩缝、装饰墙面挂网等措施,减小条板开裂的隐患,提高条板安装的整体质量。

夹芯复合材料损伤分析方法研究

为了实现夹芯波纹板在加工和服役过程中由于冲击载荷、疲劳等产生的脱焊损伤缺陷无损伤检测,本文提出一种对损伤进行定量识别的检测方法,基于动态响应参数对夹芯波纹板结构开展损伤分析方法研究。根据固有频率、模态振型、振型曲率、模态应变能等参数理论,建立夹芯波纹板有限元模型,基于动态响应参数开发曲面光滑算法、曲率模态变化率法和二维连续小波变换法对结构脱焊损伤进行识别;然后对该模型进行模态分析,获取损伤夹芯波纹板模态振型,使用中心差分法求取模态振型曲率,将模态振型曲率作为损伤敏感参数,通过提出的损伤检测方法对该敏感参数进行处理,分别建立损伤识别指标,对损伤的位置、数量进行识别,并对各方法损伤识别结果进行对比分析。结果表明,曲率模态变化率法和二维连续小波变换法可有效识别出损伤的位置和数量,且曲率模态变化率法的损伤识别指标更显著,损伤识别效果最好。但在预设一处损伤的情况下,曲面光滑算法还需进一步研究和验证。

机械冲击防护柱胞夹芯复合材料及其吸能性能

对机械冲击的定义进行了解释,重点分析了柱胞的抗冲击吸能原理,介绍了抗冲击吸能性能评价指标。在此基础上,阐述了直管、锥形管、球壳结构三种不同构型的柱胞单元在冲击荷载条件下的吸能特性及其研究现状,并对比了不同要素对柱胞抗冲击吸能性能的影响。最后分别归纳总结了不同构型柱胞单元的抗冲击吸能特性,并对机械冲击防护材料进行了初步展望。

纤维增强树脂基夹芯复合材料隔声性能的研究

本文对轨道交通车辆安装复合材料头罩的驾驶室进行隔声研究,先从双层纤维增强树脂基夹芯复合材料对称结构和非对称结构的隔声性能进行研究,再对三层纤维增强树脂基夹芯复合材料结构的隔声性能进行探究,接着进一步探究阻尼材料、隔声材料对纤维增强树脂基夹芯复合材料隔声性能的影响,最后根据驾驶室的实际情况,探究空气层和内饰件产品对驾驶室隔声性能的影响。结果表明,对于双层纤维增强树脂基夹芯复合材料结构,在声源侧分配厚的纤维层,比平均分配两侧纤维层可获得更高的隔声性能;对于三层纤维增强树脂基夹芯复合材料结构,将厚度最大的纤维层置于近声源端,将厚度次之的纤维层置于远声端,将厚度最小的纤维层置于中间的结构,其隔声量明显优于双层纤维增强树脂基夹芯复合材料结构;在复合材料背面增加阻尼材料或隔声材料都可提高其隔声性能;考虑内饰件及空气层时,驾驶室的隔声量可提高。

全高度PMI泡沫夹芯复合材料组件制造技术研究

某型民用支线飞机舵面尖部选用全高度泡沫夹层,以实现舵面结构和操纵功能,提出了PMI泡沫芯材不同铣切方法,验证了无铣切夹具加工双曲面全高度PMI泡沫芯材的铣切技术,探讨了共胶接和共固化制造技术特点,使用共胶接成型增加了骨架组件修整操作,实现了制造过程可视化。以组件角分线为分模面,采用“软硬合模”工装,确定了“预浸料+airpad+预浸料+airpad”的“软模”压力垫形式,实现固化压力有效传递。

一种新型发泡混凝土夹芯复合条板在内墙施工中的应用

首先介绍了发泡混凝土夹芯复合条板的构造,然后从施工材料、机具、现场和技术方面介绍了施工准备工作,接着介绍了夹芯复合条板的施工工艺流程,然后重点介绍了排板图及排板原则、条板安装顺序和门头板安装三个方面的施工技术要点,并通过工程案例得出结论:(1)施工前根据现场情况预排房槛的建议,能够有效提高条板的使用率,减少材料损耗;(2)条板连接间使用卡条能够减少后期墙板裂缝的产生。

冲击波和高速破片联合作用下夹芯复合舱壁结构的毁伤特性

为探讨导弹战斗部近炸下舰船夹芯复合舱壁结构设计方法,采用TNT和预制破片近炸实验研究了典型夹芯复合舱壁结构在冲击波与高速破片联合作用下的破坏效应,分析了冲击波和破片联合毁伤载荷,指出了钢质面板和抗弹层的破坏模式,阐述了夹芯复合舱壁结构的防护机理。结果表明:预制破片装药近炸下,破片能远大于冲击波能,是防护结构的主要设计载荷;前面板主要是抵御冲击波,其变形破坏整体为挠曲大变形,局部为集团破片冲塞破口、破片穿孔和撞击凹坑;背板以挠曲大变形吸能为主;陶瓷材料碎裂严重,部分陶瓷碎片反向飞溅撞击前面板;纤维增强复合材料发生了纤维断裂、基体开裂、整体弯曲大变形及分层等破坏,抗弹层应避免产生穿透性破坏。

安静型夹芯复合材料舵设计及其力学性能分析

通过对夹芯复合材料各层材料的选择,以及夹芯复合材料舵壳的结构设计,提出了夹芯复合材料舵的设计方案和制作工艺。并利用有限元方法计算了复合材料舵壳在流体压力作用下的应力和变形,以及在瞬态载荷作用下舵壳的振动响应。计算结果表明,夹芯复合材料舵壳满足结构的强度和刚度的要求,同时振动水平与钢舵比较有很大的改善。

夹芯复合材料结构阻尼特性研究

从粘弹性材料的本构关系出发,应用复特征值理论推导了夹芯复合材料结构阻尼的计算方法;同时基于能量损耗原理和阻尼的产生机理,研究了夹芯复合材料结构阻尼计算的模态应变能方法;提出了两种承载/减振夹芯复合材料结构模型,应用动态力学热分析方法测量了芯材的阻尼参数;应用两种阻尼计算理论和有限元数值分析相结合的方法研究了两种夹芯结构模型的损耗因子,并与试验结果进行了比较;分析了夹芯厚度对结构损耗因子的影响。

夹芯复合材料基座结构设计与强度分析

提出了两型夹芯复合材料基座结构的设计方案,建立了夹芯复合材料基座数值分析模型,通过理论分析确定了影响基座结构刚度和强度性能的主要参数;应用有限元法,分析了铺层方式、支撑厚度和骨架形式等对直支撑基座结构刚度和强度性能的影响规律,计算并讨论了曲率半径对弧形支撑式基座刚度和强度性能的影响;比较了5种夹芯材料基座的结构力学性能,并通过优化设计,确定了夹芯复合材料基座结构形式。

斜入射下水中隐身夹芯复合材料附体结构声学设计

将隐身夹芯复合材料代替附体结构钢质壳板,建立了斜入射条件下水中隐身夹芯复合材料结构的声学模型;从水声波动方程出发,推导了二维空间声波斜入射时的传递矩阵,及带空腔水附体结构的声反射系数和吸声系数表达式;对带空腔水附体结构模型进行了垂直入射声学试验,试验结果与传递矩阵法数值计算吻合较好;对试验模型进行了斜入射下声学性能数值计算,分析了入射角对反射系数和吸声系数的影响;考虑斜入射下夹芯层厚度、密度、损耗因子、及水层厚度等对隐身附体结构声学性能的影响,应用数值方法对水中隐身夹芯复合材料附体结构进行了声学设计,分析了各层材料参数和几何参数对隐身结构反射系数和吸声系数的影响规律。

斜入射下水中隐身夹芯复合材料壳板结构声学设计

建立了二维空间声波斜入射条件下水中隐身夹芯复合材料结构的声学模型;从水声波动方程出发,推导了斜入射下水中隐身夹芯复合材料壳板结构的声传递矩阵,及终端自由边界条件下的声反射系数和吸声系数表达式;对水中目标的隐身夹芯壳板结构声学系统进行了垂直入射声学试验,试验结果与传递矩阵法数值计算吻合较好;对试验声学系统进行了斜入射下声学性能数值计算,分析了入射角对反射系数和吸声系数的影响;考虑斜入射下夹芯层厚度、密度、损耗因子、及水层厚度等对水中目标隐身壳板结构反射系数和吸声系数的影响,应用数值方法对水中隐身夹芯复合材料壳板结构进行了声学设计;考虑吸声夹芯层总厚度一定,对梯度阻抗夹芯进行了声学设计,分析了梯度夹芯层材料参数和几何参数对隐身结构声学性能的影响。结果表明:水中隐身夹芯复合材料壳板结构实现了承载和隐身的一体化,具有较好的声隐身效果。