Significance Analysis of Flexural Behaviour of Hybrid Sandwich Panels

This paper presents the significance analysis of a new type of hybrid composite sandwich wall panel which can be manufactured as modular panelised system. Two different types of natural fibers reinforced plastics (NFRP) laminate were incorporated into the new sandwich panel as an intermediate layer. The significance analysis in this research has been carried out using analysis of variance (ANOVA). As the aim of the analysis is to select the most appropriate natural fiber composites for the intermediate layer, the experiments were arranged as a single factor experiment in which 3 levels of a factor have been examined. The factor refers to the type of intermediate layer used in the sandwich panel. The result of this study shows that the incorporation of intermediate layer has significantly enhanced the load carrying capacity of the sandwich panels.

蜂窝夹层结构无损检测方法研究综述

蜂窝夹层结构是一种层合复合材料,具有优异的力学性能,被广泛应用于航空航天、建筑以及汽车制造等领域。由于自身结构及服役工况的复杂性,蜂窝夹层结构容易在制造、服役等阶段产生蒙皮-蜂窝芯界面脱粘、蒙皮分层、夹杂、蜂窝芯格变形、芯格塌陷、节点开裂、蜂窝积水等多种形式的缺陷。因此,开展蜂窝夹层结构无损检测方法的研究具有重要意义。本文回顾了国内外文献中出现的针对蜂窝夹层结构的无损检测方法,分析了各种单一检测方法的原理、应用优势及局限性。随后,概述了将多种单一方法复合的检测方法在蜂窝夹层结构缺陷全面检测上的应用,并指出应用智能算法可实现蜂窝夹层结构缺陷的定量和分类识别。最后,对蜂窝夹层结构无损检测的研究和应用趋势进行了简要总结和展望。

Ag纳米粒子在一维壳核式P3HT/CdS/TiO_2太阳电池中的应用

采用水热法在FTO导电玻璃上生长TiO_2纳米棒阵列膜,然后在CdCl_2和Na_2S水溶液中循环浸泡反应制备CdS/TiO_2壳核式纳米结构,利用电化学方法于光敏层CdS中引入了贵金属Ag纳米粒子,并将Ag纳米粒子沉积于两层CdS纳米晶壳层之间形成三明治结构,以避免Ag纳米颗粒直接暴露成为光生电荷的复合中心。在不同CdS/Ag/CdS光敏层厚度的TiO_2纳米阵列中旋涂P3HT薄膜组装杂化太阳电池,探索了Ag纳米粒子沉积量对电池光吸收性能及光伏性能的影响。结果表明,在光敏层中适量电沉积Ag纳米粒子电池光电转换效率可以达到0.13%,与没有贵金属沉积的电池结构相比可以提高28%。

新颖四核镍夹心的杂化锗钨酸盐的合成、结构与表征(英文)

在水热条件下合成了一个新颖的夹心结构四核镍有机-无机杂化锗钨酸盐[Ni(dien)(H2O)3]2.[Ni(Hdien)2]{[Ni(dien)]2Ni4(H2O)2(GeW9O34)2}.10H2O(1),利用X射线单晶衍射确定了其结构,并通过红外光谱、热重、X射线粉末衍射、X射线能谱和元素分析对其进行了表征.其晶体属三斜晶系,P1,a=1.1937(3)nm,b=1.4323(3)nm,c=1.6394(4)nm,α=93.424(2)°,β=96.058(3)°,γ=109.758(4)°,V=2.6094(1)nm3,Z=1.X射线单晶衍射结果表明,化合物1是由夹心构型的多阴离子通过镍-二乙烯三胺配阳离子连接形成的一维线性结构.

泡沫金属三明治结构压印-粘接复合接头剥离性能分析

为研究三明治结构压印-粘接复合接头的抗剥离性能,选取AA5052铝合金板以及泡沫镍、泡沫铜以及泡沫铁镍进行压印-粘接复合连接,对接头进行拉伸剪切试验,采用扫描电镜对失效断口进行了观察,分析了接头的失效形式、失效载荷、能量吸收值以及失效机理。结果表明:夹层的存在会使接头中胶层的失效过程更加稳定,夹层对于压印-粘接复合接头的承载能力并无显著影响,但是会降低其失效过程中的能量吸收值。

三明治结构压印-黏接复合接头的力学性能及失效分析

为研究泡沫金属作为压印-黏接复合接头夹层的可行性以及接头的力学性能,选取AA5052铝合金板和泡沫镍、泡沫铜以及泡沫铁镍进行压印-黏接复合连接,利用电液伺服材料试验机对接头进行拉伸剪切试验,利用扫描电镜对失效断口进行观察,分析接头的失效形式、失效载荷、能量吸收值及其失效机理。结果表明:泡沫金属夹层可以使压印-黏接接头静力学性能更加稳定,并且三明治结构压印-黏接复合接头的承载能力与泡沫金属的面密度呈负相关关系,失效位移与泡沫金属的面密度呈正相关关系,泡沫镍夹层三明治结构压印-黏接复合接头的能量吸收能力更加优异。

苎麻纤维/碳纤维/聚乙烯复合材料的性能研究

将苎麻纤维(RF)、短切碳纤维(SCF)混杂加入低密度聚乙烯(LDPE)树脂中,考察了纤维混杂方式、马来酸酐接枝物添加方式对LDPE/RF/SCF(100/10/5)复合材料力学性能的影响。结果表明:以SCF/LDPE为表层,以RF/LDPE为芯层的夹芯结构LDPE/RF/SCF(100/10/5)复合材料拉伸强度较LDPE/RF(100/15)复合材料提高了49%,冲击强度提高78%;体系中添加3份的马来酸酐接枝物(LDPE-g-MAH)后,复合材料冲击强度提高了8%,马来酸酐接枝物改善复合材料冲击强度比改善拉伸强度更有效。扫描电镜结果表明LDPE-g-MAH能改善麻纤维、碳纤维与基体间的界面结合。

发动机舱大开口口盖的结构设计和计算分析

飞机发动机舱是飞机结构的重要组成部分,考虑发动机的拆卸、安装通道,以及在日常飞行时,对发动机进行检查和维护的通道,常常需要对发动机舱进行大开口设计。研究大开口口盖的复合材料设计是航空工业发展的一项重要技术,利用复合材料的高比强度、比刚度和优良的耐腐蚀、耐疲劳特性以及可设计性,可以带来良好的减重效果和较高的结构效率。对复合材料夹心结构进行有限数值计算和冲击损伤分析,验证其用发动机舱大开口口盖采用复合材料结构设计的可行性,对以后飞机的大型口盖的结构设计有一定的指导意义。

深水静压下混杂夹芯复合结构形变及强度特性

针对混杂夹芯复合结构的典型结构和承载受力特征,以某水下平台附体结构为背景展开研究。首先,设计试验模型并进行耐压承载特性试验。然后,用Abaqus建立有限元分析模型,将仿真计算与试验结果进行对比,验证仿真分析的有效性,并在此基础上进一步探讨深水静压载荷作用下该结构各主要组成构件的变形及应力分布特征规律。最后,以钢质框架与表层蒙皮相交应力集中区域的细节设计问题为对象,综合评价了2种T型连接设计方案的合理性与可行性。结果显示,芯材弹性模量在4-8 GPa时可以避免蒙皮和芯材出现严重的应力集中,可为该类结构的后续工程设计提供参考。

波纹夹芯杂交夹层板入水砰击动力响应特性研究

以波纹夹芯杂交夹层板（Hybrid Sandwich Plate with Corrugated-Cores,HSP）为研究对象,建立气-液-固三相数值模型,对结构在不同撞水速度下（1~10 m/s）动力响应特性进行数值计算分析。首先将其与相同质量的无填充轻质波纹夹芯夹层板（Light Weight Corrugated-Core Sandwich Plates,LWCCSP）在入水砰击下的非线性力学行为进行对比,分析探讨2种结构的能量吸收特点以及砰击压力和变形的分布规律,同时研究波纹夹芯杂交夹层板主要设计参数对其抗砰击性能的影响。分析结果表明,波纹夹芯杂交夹层板较同质量的无填充轻质波纹夹芯夹层板具有更好的抗砰击性能;在一定范围内,增加触水面板厚度及芯层厚度对提升波纹夹芯杂交夹层板的抗砰击性能有积极作用,且增加芯层厚度效果更为显著。

复合材料U形混杂夹层结构固化变形及控制研究

本文以复合材料U形混杂夹层结构为研究对象,通过固化变形仿真模型建立、求解和试验件制造,初步得出零件固化变形规律。将固化变形仿真模拟的结果作为成型工装设计依据,并制造的试验件,试验件型面合格点数由36.36%提高至88.41%,证明基于试验数据修正固化变形仿真模型的参数及变形预测方法适用于U形混杂夹层结构。按照本文中的固化变形补偿方法进行成型工装设计,可以实现对零件的固化变形控制,从而减少试模次数和降低工装返修率,大大降低制造成本。

基于适配体-抗体杂交用于干扰素-γ的SERS高灵敏检测

干扰素-γ是一种重要的细胞因子,可作为临床上疾病预防、诊断和预后检测的生物标记物。为了实现对其的灵敏检测,本文基于抗体和适配体的杂交结构,开发了一种适配体传感器,其中涉及了两种探针。首先,将4-硫基苯甲酸嵌入金银合金纳米颗粒后将其与干扰素-γ适配体偶联作为检测探针。其次,将干扰素-γ抗体修饰的磁珠作为捕获探针。当干扰素-γ存在时,干扰素-γ蛋白可同时被适配体和抗体捕获,形成稳定的三明治结构,获得较强的拉曼信号;反之,当干扰素-γ不存在时,则获得较弱的拉曼信号。我们对相关的重要参数如4-硫基苯甲酸的体积、适配体的浓度、以及抗体的体积进行了优化。实验结果表明,该方法具有高灵敏度和较好的重复性,其检测限为0.25 pg/mL,在血清中的回收率高达98.7%~108%。因此这一抗体/适配体杂交传感器能实现在复杂血清环境中对干扰素-γ的快速、准确的检测,以满足临床需要。

混杂复合三明治结构低速冲击特性及剩余压缩强度研究

采用实验和仿真相结合的方法,探究蜂窝夹层结构在不同冲击能和不同边界条件下的冲击特性及剩余压缩强度。用Vumat子程序建立三维渐进失效准则,通过实验验证仿真模型的有效性。结果表明,简支试样更容易发生损伤,峰值力也更低,但吸能效果略好。同时,简支试样冲击后的剩余压缩强度较低。当冲击能较低时,边界条件对剩余压缩强度有着重要影响。而在较大的冲击能下,边界条件对剩余压缩强度的影响可以忽略。

格栅-蜂窝混式芯体夹芯结构的低速冲击性能

针对传统复合材料夹芯结构抗冲击性能差的缺陷,提出一种格栅-蜂窝混式芯体,并对其低速冲击性能进行了研究。采用半球头式落锤冲击实验平台对碳纤维铝蜂窝夹芯结构的低速冲击响应进行研究;其次基于蜂窝非线性本构与完美界面假设,建立了碳纤维铝蜂窝夹芯板低速冲击仿真模型,实验与仿真结果吻合良好;最后对不同冲击位置和冲击角度下格栅-蜂窝混式芯体夹芯板的破坏模态及力学响应进行研究。结果表明:不同冲击位置及不同角度冲击下结构损伤模态及吸能模式存在巨大差异;格栅-蜂窝混式芯体可以显著提高结构的抗低速冲击性能,对于冲击损伤具有良好的限制作用。

碳/芳纶混杂纤维增强波纹夹芯结构低速冲击性能

采用碳纤维和芳纶纤维增强复合材料对波纹夹芯结构的面板进行层间混杂铺层设计,通过真空辅助树脂灌注(VARI)成型工艺制备混杂波纹夹芯结构。在60 J、80 J和100 J三种不同冲击能量下,研究了面板混杂铺层方式对波纹夹芯结构低速冲击性能及冲击后压缩强度的影响,并利用超声C扫和工业CT断层成像两种无损检测技术对波纹夹芯结构的冲击损伤机制进行了分析。结果表明:冲击能量较低时,波纹夹芯结构的吸收能量基本不受面板的混杂铺层方式影响,而凹坑深度随表层碳纤维层数增加而减少。冲击能量较高时,面板为分层式混杂(碳/芳纶纤维单层交替铺层)的波纹夹芯结构的抗冲击性能最好,纤维断裂损伤和层间分层主要发生在试样表层,但损伤面积较大;面板为夹层式混杂(以碳纤维为蒙皮、芳纶纤维为芯材)的波纹夹芯结构具有较高的吸收能量,整个上面板的纤维都发生了断裂破坏,但损伤面积较小。碳/芳纶混杂波纹夹芯结构的面板采用分层式和夹层式的混杂铺层设计时,具有较高的冲击后压缩强度。