增强聚氨酯泡沫复合材料耐深水性能的研究

制备出一种空心微珠增强聚氨酯泡沫复合材料。探讨了微珠含量和水压对该材料吸水性能的影响,结果表明水压对该材料的吸水性影响显著,材料在4 MPa的水压下吸水率最高达40%。在相同压力下,保留材料表皮及在表面覆盖涂层可以大大减少水的渗透。测定了材料在7 MPa静水压力下三维方向上的应变值。在逐步加压的过程中获得了材料的压力应变曲线。结果表明材料在加压过程中表现出较好的尺寸稳定性,最大体积收缩率仅为0.84%。

聚氨酯泡沫复合材料的制备与性能研究

以聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚异氰酸酯为主要原料,二月桂酸二丁基锡为催化剂,水为发泡剂,采用一步模压成型法合成一系列填料种类及填料含量不同的聚氨酯泡沫复合材料。通过抗压强度实验,研究了玻璃纤维、芳纶纤维和空心玻璃微珠增强填料及其用量对聚氨酯泡沫复合材料性能的影响。结果表明,芳纶纤维和空心玻璃微珠具有优异的增强效果,可以显著提高聚氨酯泡沫复合材料的抗压强度。当芳纶纤维与空心玻璃微珠的质量分数分别为5%和7%时,聚氨酯泡沫复合材料的压缩强度较高,分别为19.12MPa和19.94MPa。

泡沫铝/聚氨酯复合材料摩擦阻尼器性能试验研究

基于泡沫铝/聚氨酯复合材料(aluminum foam/polyurethane,简称AF/PU)是一种同时具有铝材料的摩擦性能和聚氨酯的黏弹性的复合材料,由此研制出一种能够发挥黏弹性阻尼器和摩擦阻尼器各自耗能特点的泡沫铝/聚氨酯复合材料摩擦阻尼器(AF/PU摩擦阻尼器),并对该阻尼器进行位移幅值、频率等相关性的性能试验和疲劳性能试验。以最大输出力、刚度和阻尼比为指标,研究该阻尼器的性能规律,采用修正的Bouc-Wen计算模型模拟其滞回曲线,并对比模拟结果和试验结果。研究结果表明:AF/PU摩擦阻尼器的滞回曲线饱满,具有较高且稳定的阻尼比。该阻尼器的力学性能随位移幅值和循环次数的增加而呈现分阶段性,但是加载频率的影响却较小,该阻尼器是一种典型位移幅值相关的变刚度摩擦阻尼器。修正的Bouc-Wen模型的模拟结果与试验结果二者吻合良好。

复合型泡沫铝/聚氨酯阻尼器在相邻结构减震控制中的应用

根据泡沫铝/聚氨酯复合材料(AF/PU)的摩擦性能与循环压缩变形特点,研制出一种由AF/PU抗碰撞装置和摩擦耗能装置组成的复合型AF/PU阻尼器.该阻尼器在小位移时可平稳出力,超过设计位移后输出力会随位移迅速增长.基于此特点,利用OpenSEES软件编写了该阻尼器的理论模型.以相邻8层与3层框架结构为例,研究了该阻尼器对相邻结构的减震控制,并与黏滞流体阻尼器的减震效果进行了对比.结果表明:相邻结构间距较小时,采用黏滞流体阻尼器连接的相邻结构依然会发生碰撞;复合型AF/PU阻尼器的两阶段出力不仅能够为相邻结构提供耗能减震作用,还可有效解决相邻结构的地震碰撞,并且其减震效果优于黏滞流体阻尼器.