基于声发射技术的T800碳纤维复合材料拉伸失效机制分析

为揭示固体火箭发动机碳纤维缠绕复合材料壳体多载荷工况下的失效机理,开展了单向T800碳纤维复合材料试件不同偏轴角度下的拉伸实验。利用声发射(AE)无损测试技术获得了试件完整波形信号,结合Pearson相关系数选取了AE信号的特征参数,通过K-means聚类算法对AE信号进行了聚类分析,同时结合扫描电镜(SEM)拍摄的微观断口形貌将不同的损伤机制与声发射聚类组对应。进一步利用代表性体积单元并结合渐进损伤方法,实现了单向复合材料损伤过程的数值模拟。分析结果表明,AE信号的峰值频率与幅值两类参数的相关系数低于0.2。采用二者对AE信号进行聚类分析,同时结合数值仿真获得的应力-应变曲线,发现纤维断裂峰值频率最高,基体开裂峰值频率居中,界面脱粘峰值频率最低,试件宏观破坏时的AE信号幅值最高。

玻璃纤维增强氯氧镁水泥复合材料冷却塔壳体性能、工艺及效益分析

玻璃纤维增强氯氧镁水泥复合材料冷却塔壳体性能、工艺及效益分析刘雄亚（武汉工业大学４３００７０）随着我国经济建设的迅速发展，城市供水日趋紧张。推广冷却塔，实现工业和制冷用水的循环使用，对节省水资源，保护环境和减少能耗都具有重大的现实意义，正因为如此，我...

固体火箭发动机增强复合材料壳体标准化现状

纤维增强复合材料具有可设计强,比强度高、比模量高等优点。文章通过分析纤维增强复合材料壳体的优点,对比国内外相关复合材料标准化的现状,指出了现阶段存在的问题,并给出了国内固体火箭发动机壳体用复合材料标准化体系的发展建议。

植入NiTi-玄武岩混编纤维增强体的复合材料螺旋弹簧刚度预测模型

为了预测植入NiTi-玄武岩纤维混编纤维增强体的复合材料螺旋弹簧刚度,基于复合材料细观力学推导了混编织物复合材料单层板的等效剪切模量计算公式,建立了多层异种纤维混编织物增强复合材料螺旋弹簧的刚度预测模型。制作了多层NiTi丝和玄武岩纤维混编复合材料螺旋弹簧样件。试验刚度与理论计算刚度误差为2.7%,验证了提出的刚度预测模型的正确性,这对异种纤维增强复合材料结构刚度性能预测及工程化应用具有参考意义。

纤维增强复合材料防弹头盔壳体的研究进展

面对战场上日益升级的防护需求,防弹头盔盔壳不断向轻量化高防护的方向发展。本文针对目前国内外纤维增强复合材料防弹头盔盔壳的相关研究,综述了其材料与防护机理的研究进展,分析并总结了其设计方案与成型工艺、评价标准与指标以及目前面临的难点问题等,并对纤维增强复合材料防弹头盔的发展趋势进行了展望。

内爆作用下金属壳体与纤维复合材料增强壳体动态响应特性

为了研究金属壳体(MS)和纤维复合材料增强壳体(FCRS)的动态响应特征,采用三维数字图像相关方法和经验模态分解-希尔伯特黄变换研究了两种壳体结构在内爆作用下的响应过程。通过对比不同时刻的动态响应可知:FCRS动态变形过程复杂,径向变形的同时不仅伴随着轴向变形,还伴随着复合材料层与层之间以及与内衬间的摩擦,大大削弱了爆炸载荷作用在结构上的能量,降低了其最大变形和塑性变形。对比两种壳体振动能量在时频域内的分布特征可知:FCRS可降低内爆作用下壳体能量过度集中对结构破坏的概率。以上结果表明FCRS的抗爆性能明显优于MS.

碳纤维增强金属基复合材料的研究进展

从界面调控和制备方法两方面综述了碳纤维增强金属基复合材料的研究进展,前者包括碳纤维表面改性和金属基体合金化,后者除了粉末冶金、扩散粘结、搅拌铸造、挤压铸造、真空压力浸渗等传统方法外,还涉及增材制造技术在此领域的应用。基于平面流动铸造法,笔者提出了采用流铸印刷法制备金属基复合材料的新技术,并介绍了一些试验结果。此外,还对碳纤维增强金属基复合材料的发展提出了建议。

引发方式、铺层对纤维增强复合材料圆柱壳吸能特性影响的冲击试验研究

对作为吸能元件的纤维增强复合材料圆柱壳的吸能特性进行了试验研究。制备了不同铺层角度和不同引发方式的玻璃纤维/聚酯树脂基圆柱壳,通过对该圆柱壳进行动态试验,探求铺层方式和引发方式对该吸能元件吸能效果的影响,以及该复合材料层合壳体压溃过程的破坏机理。

先驱体转化法制备连续纤维增强陶瓷基复合材料的研究

综述了先驱体转化法制备连续纤维增强陶瓷基复合材料在先驱体、致密化工艺、微观结构、性能等方面的国内外研究情况 。

碳纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料体系冲击后压缩强度研究

探讨了树脂基体、碳纤维增强体以及树脂基体 纤维的界面等对双马来酰亚胺 (简称双马 )树脂基复合材料冲击后压缩强度 (CAI)值的影响 ,指出降低树脂基体的交联密度和产生微观两相结构是提高碳纤维 /双马复合材料CAI值的两个典型方法。合适的树脂含量有利于保持复合材料体系较高的CAI值 ,采用高强高韧性的碳纤维可明显提高复合材料体系的CAI值。为获得较高的CAI值 ,保持合适的树脂基体

纤维缠绕复合材料壳体原位成型工艺研究

热固型缠绕复合材料壳体以其优异的性能在航空、军事和工业等领域得到了广泛应用.目前,制约其应用和发展的主要瓶颈是壳体的成本和性能,而壳体成型工艺直接决定了其最终性能和成本.由于缠绕壳体为中空结构,因此可以采用加热壳体内部金属芯模或内衬的方法实现缠绕后的或正在缠绕的复合材料的固化成型,即原位成型.本文介绍复合材料壳体原位成型新工艺,建立筒型壳体内加热固化过程的数学模型,利用有限元法对筒体固化过程中的温度和固化度进行了数值模拟分析.该研究为实现壳体高效、优质且低成本成型提供新思路,为原位成型工艺设计、模拟和参数优化提供分析模型和方法.

先驱体转化法制备低成本碳纤维增强陶瓷基复合材料研究

综述了影响碳纤维增强陶瓷基复合材料成本的主要因素 ,比较了采用不同先驱体原料和制备工艺制备的陶瓷基复合材料的制备周期、成本及性能 ,为先驱体转化制备低成本陶瓷基复合材料提供一些参考。

SiC微粉含量对先驱体转化制备碳纤维布增强碳化硅复合材料性能的影响

以聚碳硅烷(PCS)、二乙烯基苯(DVB)和SiC微粉为原料制备了碳纤维布增强碳化硅复合材料,考察了SiC微粉含量对材料结构与性能的影响。实验表明,SiC微粉含量过低,材料内部存在大的孔洞,容易造成应力集中,导致材料的力学性能较差;而当SiC微粉含量较高时,在制备过程中微粉对碳纤维机械损伤加大,同样导致材料力学性能下降。当SiC微粉含量为30%(质量分数)时,所制备的材料的力学性能较好,其弯曲强度和拉伸强度分别为246.4MPa和72.5MPa。

活性填料在先驱体转化法纤维增强陶瓷基复合材料中的应用Ⅰ .复合材料的致密化模型

在先驱体转化陶瓷基复合材料的制备中,坯体在裂解前后的体积发生变化。引入体系体积收缩率参数,对单一先驱体转化纤维增强陶瓷基复合材料致密化模型进行了修正。同时,分别对含惰性填料和/或活性填料的先驱体浆料浸渍-裂解纤维增强陶瓷基复合材料致密化进行了模型分析。从理论上揭示了复合材料的浸渍-裂解周期与材料的理论密度和理论孔隙率之间的关系。当先驱体浆料中含有活性填料时,复合材料的理论密度和理论孔隙率与活性填料的反应陶瓷产率、反应密度比、体积收缩率有密切的数学关系。在先驱体中引入活性填料比引入惰性填料能更为有效地提高材料的密度,降低材料的孔隙率。

纤维缠绕复合材料壳体中金属嵌件的受力分析及优化设计

本文对一纤维缠绕复合材料壳体中金属嵌件进行了受力分析及形状设计。通过受力分析与设计使得复合材料与金属嵌件接触面应力分布合理化，保证了接触面的变形协调，得到了优化的金属嵌件形式。

热压辅助先驱体裂解制备三维编织碳纤维增强Si-O-C复合材料的研究

以聚硅氧烷为先驱体 ,采用先驱体转化法制备三维编织 Cf/ Si- O- C复合材料。研究发现 ,第一次裂解时采用热压辅助可以明显提高材料的致密度和力学性能。第一次在 1 6 0 0℃ / 1 0 MPa的条件下热压裂解 5 min,后续真空浸渍 -常压裂解处理六个周期所制得的材料具有较高的力学性能 ,其弯曲强度和断裂韧性分别为 5 0 2 MPa,2 3 .7MPa.m1 /2 。讨论了制备工艺对材料结构和性能的影响 。

活性填料在先驱体转化法纤维增强陶瓷基复合材料中的应用II——复合材料的制备及其表征

将活性填料Al应用到吉林碳纤维(JC)和M40JB纤维增强先驱体转化SiC陶瓷基复合材料的制备中。研究表明,经过7个周期的致密化处理,当复合材料素坯中不含活性填料时,JC增强复合材料比M40JB增强复合材料有更高的弯曲强度,因此,JC纤维更适合用作先驱体转化陶瓷基复合材料的增强纤维;当复合材料素坯中含有活性填料Al时,由于Al与碳纤维发生碳化反应,使纤维受损,在纤维与基体之间形成不良的界面结合,导致复合材料的强度发生退化。图象分析表明,M40JB与Al的反应层厚度约为0.94μm。为了防止碳纤维与Al发生反应,应对碳纤维进行适当的表面处理。

纤维缠绕复合材料壳体非线性有限元分析

通过数值计算，求得了纵向平面缠绕壳体的几何形状和缠绕角等，然后，利用退化壳单元对壳体进行了非线性有限元分析。

复合材料中三维编织碳纤维增强体的性能特点

作者对复合材料中的碳纤维增强方式进行了论述,三维编织碳纤维增强体具有整体性和可适应构件多种外形的特点,由其复合成的材料避免了方向性,使复合材料具有优良的综合性能。

脉冲电磁场参数对碳纤维增强聚乳酸复合材料体外降解性能的影响

碳纤维增强聚乳酸(C/PLA)复合材料是较为理想的可降解骨折内固定材料。文中研究了不同脉冲电磁场(PEF)参数作用下C/PLA的体外降解特性。结果表明,改变脉冲电磁场的电压和频率,对C/PLA降解过程中的吸水率、质量保持率以及力学性能具有较大影响,并主要影响界面降解;模型分析指出,PEF电压和频率改变了C/PLA降解过程的H+、OH-等离子的运动轨迹,进而影响界面处高浓度离子聚集区的分布。在PEF设备固定情况下,调整电压和频率可有效控制C/PLA的体外降解过程。