NUMERICAL STUDY ON PROPERTIES OF WEAK INTERLAYER OF LAMINATED COMPOSITE

With assumption of material inhomogeneity on meso level, a three-point bending beam model has been adopted to simulate crack propagation in two dimensional laminated composite and to verify the toughening mechanism of energy dissipation and crack deflection along the weak interlayer. Moreover, the effect of strength, elastic modulus and thickness of the weak interlayer on both strength and toughness of the laminated composite have also been investigated in this paper.

层状Ti_3SiC_2陶瓷的组织结构及力学性能

利用热压烧结TiH2,Si和C粉获得了致密度大于98%的层状Ti3SiC2陶瓷。利用压痕法,在不同的载荷下测定了材料的维氏硬度,发现其硬度值随载荷的增加而降低,在最大载荷30kg时,硬度值为4GPa。压痕对角线没有发现径向裂纹的出现。这归因于多重能量吸收机制——颗粒的层裂、裂纹的扩展、颗粒的变形等。利用三点弯曲法和单边切口梁法测定了材料的强度和韧性分别为270MPa和6.8MPa·m1/2。Ti3SiC2材料的断口表现出明显的层状性质,大颗粒易于发生层裂和穿晶断裂,小颗粒易被拔出。当裂纹沿平行于Ti3SiC2基面的方向扩展造成颗粒的层裂,当裂纹沿垂直于基面的方向扩展时,裂纹穿过颗粒的同时,在颗粒内部发生偏转,使裂纹的扩展路径增加。裂纹的扩展路径类似人们根据仿生结构设计的层状复合材料。裂纹在颗粒内的多次偏转、裂纹钉扎以及颗粒的层裂和拔出等是材料韧性提高的主要原因。此外,在室温下得到的荷载-位移曲线,说明Ti3SiC2材料不象其它陶瓷材料的脆性断裂,而是具有金属一样的塑性。

交叠增韧仿生复合材料的研究进展

仿生设计方法为制备结构与功能一体化材料提供了重要的思路和途径,已成为各国研究的重点,贝壳的分层结构和高强韧性能仿生制造是其中较为典型的一类,据此可开发出具有优异的防护性能和抗裂纹扩展能力的层状复合材料。对层状复合材料制备工艺、界面扩散及结合强度、增韧机制、弹道防护性能的研究现状进行了简要综述,评价和总结了目前存在的问题,并对仿生制造的应用前景进行了展望,指出应加强层状复合材料变形的理论研究,进一步拓展层状复合材料的应用领域。

负弯矩作用下钢-混凝土组合梁截面受力性能分析

为比较负弯矩区不同形式组合梁截面的受力性能,用全过程分析法对钢-混凝土普通组合梁、双面组合梁和组合与叠合梁截面进行受力分析,以得到梁截面的弯矩-曲率曲线。结合一工程实例,得到了三类4种组合梁截面的弯矩-曲率关系及各阶段的相应刚度,计算比较了在使用荷载下3种梁的最大裂缝宽度。分析结果表明:混凝土顶板开裂后,双面组合梁、普通组合梁(钢底板厚30 mm)和组合与叠合梁截面的弯曲刚度相当;双面组合梁的极限承载力最高;组合与叠合梁的开裂弯矩约为其他形式组合梁的2~3倍;使用荷载作用下,裂缝宽度仅为其他形式组合梁的3%。在连续组合梁负弯矩区宜于采用组合与叠合梁截面。