Carbon-Epoxy圆管件的静态吸能特征

Carbon/Epoxy 复合材料可以用作理想的吸能材料。为了考察材料体系对结构吸能性能的影响,对一系列Carbon/Epoxy圆管件进行了静态吸能性能试验。试验结果表明,在基体种类相同的条件下,结构的压溃失效模式有很大的区别。材料的吸能性能不仅同材料性能关系密切,而且也受材料纤维方式影响。

铺层方式对碳/环氧管层间剪应力影响的有限元分析

利用有限元程序ANSYS7.0对软模膨胀成型制备的碳/环氧管件在轴向载荷下的层间剪应力进行了分析。表明铺层的不对称性会显著导致环向层间剪应力增大,增幅在0.43～1.14倍,但对轴向层间剪应力影响很小;碳/环氧管的轴向铺层和环向铺层的比例对轴向层间剪应力和环向层间剪应力有显著影响,其比例在7∶3～4∶1时可以有效降低碳/环氧管的层间应力。

大载荷下空间桁架结构主承力用碳/环氧推力管的重量优化设计

航天发动机推力支架空间桁架结构通常采用金属材料。碳 /环氧复合材料用于这种空间桁架结构的主承力推力管可以显著减轻推力支架的重量。为了节约昂贵的实验费用 ,通常先对支架结构和重量进行优化设计。本文以橡胶芯模辅助RTM工艺制备的碳 /环氧管件为模型建立了某种结构优化后的推力支架空间桁架结构的有限元模型 ,采用大型有限元分析软件ANSYS7.0对推力管的外径、壁厚和重量进行了优化设计 ,得出推力管最佳参数为外径 7.8cm ,壁厚 2 .2 3mm ,总重 11.5 8kg。

碳/环氧复合材料薄壁细长管件的研制与试验

文章简要介绍了碳/环氧复合材料薄壁细长管件的研制情况,着重介绍了工艺方案选定、选材和材料特性试验、成型工艺及解决主要技术难点等内容。制品经地面环模和飞行试验考验,取得了满意效果。

环氧树脂/碳纳米管纳米复合材料的制备与性能研究进展

综述了碳纳米管的基本性质和环氧树脂/碳纳米管纳米复合材料的制备方法及其力学性能、热性能、电性能、流变性能和摩擦性能。讨论了不同碳纳米管的制备方法、碳纳米管的类型、碳纳米管的表面处理等因素对复合材料性能的影响。指出了目前环氧树脂/碳纳米管复合材料研究中存在的问题,最后展望了这种高性能复合材料的发展前景。

多向纤维缠绕玻璃钢管的纤维体积分数

以跑道形纱线截面形状的假设为基础,从细观几何角度出发,建立了多向纤维缠绕玻璃钢管纤维体积分数的数学模型。由该模型可知,纤维体积分数与纱线宽度、纱线厚度、纤维缠绕循环数、螺旋缠绕角、缠绕初始半径以及纱线间隙有关,而与管长度无关。以4个采用相同原材料、不同缠绕参数缠绕而成的玻璃钢管为样品,分别计算了纤维体积分数的理论值和实际值,结果显示,二者基本符合,证明该模型是可用的,但仍存在一定的差别,最后对引起理论值偏大的原因进行了分析,主要是模型假设的理想化与气泡等的影响。

玻璃/环氧圆柱管能量吸收细观机理

研究了玻璃纤维增强环氧圆柱管轴向撞击和准静态压缩下的能量吸收特性。总结了稳态压缩的三种宏观破坏模式 ,即层束弯曲、局部屈曲和横向剪切。从细观角度出发 ,详细研究了不同宏观破坏模式的复合材料圆柱管的能量耗散机理 ,并比较了吸能能力。随着铺设角度增大 ,能量吸收机理由基体控制向纤维与基体共同控制转化 ,因此能量吸收逐渐增大。本文还比较了撞击和准静态下能量吸收的特点。

双翼型翅片管水冷的浇注式变压器绕组精细化热路建模方法

采用双翼型翅片管水冷的浇注式变压器具有散热能力强、安全性高等特点,可以满足船舶、海上风电等应用场合对变压器提出的高功率密度、高防护和密闭柜体安装等需求。文中针对双翼型翅片管水冷绕组提出一种精细化的热路建模方法。首先,采用特定路径方法建立冷却单元传导热阻解析模型,有限元验证平均误差为3.2%。根据传热特征将水冷绕组分为导体层、冷却层和表面层分别进行建模,并在模型中考虑温度–铜耗耦合关系、管内强迫对流及表面层自然对流过程,在此基础上提出翅片管式水冷绕组的通用热路模型。最后,以1.15MVA船用整流变压器为典型案例开展计算与分析,基于模型优选冷却层排布方案。制造实验样机并开展温升实验。实验表明,热路模型的误差小于5%,验证了建模方法的有效性。

缠绕管件轴压下径向形变和破坏模式的有限元分析与验证

本文采用缠绕工艺制备厚壁碳/环氧复合材料主承力管件,对所制备管件试样进行轴压破坏试验,并采用有限元分析软件ANSYS7.0对试验过程进行模拟分析.分析结果表明轴压管件径向形变最大的位置在距离管件端面20～25mm处,表明该位置容易发生破坏,与实验结果是一致的.

内涂层油管在酸性环境的耐腐蚀性能研究

文中建立了一套酸性气田用内涂层油管耐腐蚀性能评价方法,此方法先考察了内涂层油管在氯离子、氢离子、凝析油、H_2S/CO_2等介质环境的耐渗透性能,再考察了内涂层油管在高温高压高酸性条件下的耐腐蚀性能,配套制定的相关指标,可用于指导内涂层油管应用。结果表明:酚醛环氧内涂层油管具有较好的耐渗透性能,酸性条件下并不改变涂层耐渗透性能;而随着温度的升高及硫化氢分压的升高,涂层失效由阴极剥离失效转变为鼓泡失效。

基于Tsai-Hill理论环氧玻璃钢管的强度分析

目前是按照工程经验对环氧玻璃钢管支撑结构进行设计,缺乏系统的理论研究。为了能有效地评估环氧玻璃钢管支撑结构的安全性,进而合理对其进行设计校核,本文首先依照纤维增强塑料性能的测试方法,对环氧玻璃钢材料进行低温力学性能测试试验;然后以应变强化型移动式真空绝热容器为研究对象,针对不同工况的运输环境,采用非线性有限元分析方法对该容器进行数值模拟,利用Tsai-Hill强度理论对环氧玻璃钢管结构进行强度校核。试验结果表明,环氧玻璃钢材料在低温环境下具有较好的拉压性能,但是抗剪切性能较差。模拟研究结果表明,低温液体运输车在实际运输过程中遭遇颠簸的路况时,相比于其他工况,此工况下支撑结构区域的Mises等效应力最大,但小于材料的许用应力;不同工况下固定端下支撑处的环氧玻璃钢管支撑结构相比于其他位置处所受的应力较大;环氧玻璃钢管作为该类容器的主要支撑构件,不同工况下其强度校核值远小于1,能够保证容器的安全运输。

大载荷承力支架结构用碳/环氧承力管金属整体接头的结构设计

某大载荷承力支架结构采用碳/环氧管作为主承力构件,利用金属接头把承力管、前端框和后 端板连接成整体支架。利用有限元分析软件ANSYS7.0对承力支架结构进行了总体静力分析,并分析了接 头的局部受力状态。根据接头的受力状态,结合胶接失效模型设计了整体接头叉形部分长度为50mm,并根 据最大弯曲正应力设计了接头的壁厚为3mm,设计表明整体接头许用拉伸强度为250MPa,可满足承力支 架的承载要求。

小型无人机复合材料圆管的成型工艺

小型固定翼无人机的尾撑制件为一种大长径比碳纤维复合材料薄壁类层压圆管结构,该制件除要求具有较高的内外质量、满足无人机机体结构使用要求外,其内形尺寸还应保证后续装配尺寸控制要求,因此使用传统的预浸料卷制成型方式较难以满足上述使用要求。为满足上述要求并得到一种成型工艺简便、成型质量良好的产品,利用丙烯酸酯橡胶及金属芯模制备了一种适用于预浸料成型的热膨胀芯模,并利用该芯模及组合模具通过真空袋压法实现了大长径比碳纤维复合材料薄壁类层压圆管结构制品的工艺成型。结果表明,采用丙烯酸酯橡胶作为热膨胀材料,可以良好地实现预浸料成型过程中的热膨胀加压,得到的产品不仅内、外质量良好,满足无人机机体结构使用要求外,其内形尺寸还满足了装配尺寸公差控制要求,是一种针对大长径比碳纤维复合材料薄壁类层压圆管制造较为良好的工艺成型方式。

基于点胶技术的白光数码管研究

提出了一种新的白光数码管封装技术,围绕新封装技术中荧光粉厚度是否能保持相对均匀、稳定。对新封装技术制备样品的性能进行测试,并与传统以环氧树脂为配粉胶的白光数码管进行了比较。分析实验数据表明,采用点胶技术研制的白光数码管,各笔段荧光粉层厚度保持着相对的均匀和稳定,笔段间的发光强度误差较小;在相同的测试环境下,光通量的衰减程度比传统白光数码管要慢,由于硅胶良好的导热性,点胶技术白光数码管对环境的适应性更强。研究表明点胶技术白光数码管作为一种新的封装技术比旧方案更优越。

连续碳纤维增强环氧树脂复合材料圆管多胞结构的准静态压缩响应

由纤维增强复合材料制作而成的多胞结构具有优异的吸能特性,在耗能缓冲领域具有广阔的应用前景。为简化制作工艺,提出将碳纤维增强环氧树脂复合材料圆形管采用环氧树脂胶粘结在一起形成碳纤维增强环氧树脂复合材料圆管多胞结构。通过对多胞结构进行准静态压缩试验,分析其压缩破坏模式和耗能特性。研究结果表明:该多胞结构呈现出渐进压缩破坏,当碳纤维管壁厚大于0.5 mm时会出现胶结面开裂;由于相邻碳纤维管阻碍了纤维束的扩展,导致压缩载荷增大,使多胞结构的实际平均载荷高于理论平均载荷,同时引起实际耗能量高于理论耗能量;与单根碳纤维管相比,多胞结构的比吸能更高,试件的最大比吸能达到82 J/g,比吸能增长比最高达到37.9%。

复合材料井下油管的探索性研究

本文基于中石化西北油田的井下油管工况需求,进行了复合材料油管的可行性研究工作。主要进行了耐高温复合材料树脂及单向板的力学性能研究,结合井下油管实际受力情况进行样件的内压、扭转及轴拉试验。研究表明,复合材料油管可以满足井下高温及力学环境要求。

沉管隧道底面涂层对地基处理的影响

沉管隧道工程建设中的隧道管节防水层对砂流法地基处理的影响不容忽视。利用砂流法模型试验,通过在模型板底面打磨、涂抹环氧树脂来研究隧道底面涂层对砂流法地基处理的影响,获得了砂盘半径、模型板底水压力随时间变化的关系曲线。分析表明:环氧树脂涂层条件下的砂流法形成砂盘半径扩展趋势为二次曲线;树脂等光滑涂层对砂盘半径扩展有利,且砂盘半径越大,影响越明显;树脂涂层板底下的水压力瞬时峰值较大。工程实践中应提高管节底面施工平整度并采用摩擦系数小的防水层,如钢板、环氧树脂等涂层。

环氧树脂基多孔聚合物整体柱-流动注射联用萃取水中钴离子

采用环氧树脂基多孔聚合物整体柱为管内萃取介质,与流动注射联用固相微萃取水中钴离子。考察了萃取流速、萃取时间和溶液pH值对萃取效果的影响,采用正交试验优化洗脱溶剂、洗脱时间、洗脱流速为:pH=7的钴离子水溶液,以流速0.3mL/min萃取30min,再用5%HNO3溶液以0.15mL/min流速洗脱20min,采用等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对钴离子进行检测。该方法在0.1～3.0μg/mL质量浓度范围内呈良好的线性关系,相关系数为0.9993,检出限(S/N=3)为0.03μg/mL,变异系数小于5%(n=5)。与直接进样相比,富集倍数为3倍,加标回收率高于85%。

碳/环氧薄壁细长管件的研制与试验

简要介绍了碳/环氧薄壁细长管件的研制情况,着重介绍了工艺方案选定、选材和材料特性试验、成型工艺及解决主要技术难点等内容。制品经地面环模和飞行试验考验,取得了满意效果。

宝珠寺水电站3号机组尾水锥管里衬修补处理

通过对宝珠寺水电站3号机组尾水锥管里衬破损成因的分析,提出了合理的解决方案和处理原则;采用喜利得植筋等新技术和新工艺,对尾水锥管里衬进行了成功修补。