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基于金属多酚网络的碳纤维表面改性及其增强环氧树脂复合材料界面性能
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作者 胡文龙 杨露露 +5 位作者 苗磊 黄频波 张树正 赵志博 仓钰 杨斌 《材料导报》 北大核心 2025年第17期220-225,共6页
碳纤维增强复合材料界面性能薄弱是一个固有的问题,限制了其广泛应用。解决该问题的有效方法之一是对碳纤维表面进行改性。采用简单的浸涂法首先将单宁酸和硅烷偶联剂沉积在碳纤维表面,二者通过共价键相互交联形成均匀的涂层。随后继续... 碳纤维增强复合材料界面性能薄弱是一个固有的问题,限制了其广泛应用。解决该问题的有效方法之一是对碳纤维表面进行改性。采用简单的浸涂法首先将单宁酸和硅烷偶联剂沉积在碳纤维表面,二者通过共价键相互交联形成均匀的涂层。随后继续加入铜离子,其与单宁酸发生配位反应在纤维表面形成了致密的纳米颗粒结构的金属多酚网络。结果表明:金属多酚网络内部的共价键和配位键赋予了其优异的力学性能,使其可以承担部分拉伸载荷,因此改性后碳纤维的拉伸强度相较于脱浆后碳纤维提高了10.2%。同时,金属多酚网络中的活性基团可以与环氧树脂之间形成化学键,其致密的纳米颗粒结构也可以与树脂之间形成强的机械连锁作用。在化学键和机械连锁的协同作用下,改性后碳纤维/环氧复合材料的界面剪切强度相较于未改性的复合材料提高了104.2%。 展开更多
关键词 碳纤维 界面性能 金属多酚网络 环氧树脂 表面改性
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航空复合材料结构健康监测:研究进展及其智能化趋势
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作者 杨露露 刘芮豪 +5 位作者 王志成 黄频波 赵云妹 王昌昊 仓钰 杨斌 《航空制造技术》 北大核心 2025年第17期42-66,共25页
先进复合材料结构在航空器中得到广泛应用,相比于传统的金属材料,该结构的应用既能实现飞行器轻量化设计,又能提高其损伤容限。苛刻的服役环境及复杂的载荷工况使航空复合材料结构面临严峻的考验,复合材料结构健康监测成为保障航空器在... 先进复合材料结构在航空器中得到广泛应用,相比于传统的金属材料,该结构的应用既能实现飞行器轻量化设计,又能提高其损伤容限。苛刻的服役环境及复杂的载荷工况使航空复合材料结构面临严峻的考验,复合材料结构健康监测成为保障航空器在役安全的必由之路。本文分析了复合材料结构的损伤机理和典型损伤模式,对航空复合材料结构的健康监测需求进行了介绍;针对航空复合材料结构的宏、细观损伤、健康状态、寿命等的监测需求,总结了传统监测方法的应用现状;介绍了柔性电子皮肤、自供电传感器等新型先进健康监测技术的进展,并探讨了多传感器数据融合技术、数字孪生、机器学习等智能技术的创新应用;简要概述了结构健康监测技术在国内外航空领域的工程实际应用,并讨论了其未来发展方向和智能化的研究重点,为航空复合材料结构健康监测的研究提供参考。 展开更多
关键词 航空复合材料结构 结构健康监测 复合材料损伤模式 先进传感方法 人工智能
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碳纤维复合材料拉伸损伤声发射信号MC-ApEn分析 被引量:1
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作者 黄频波 丁鹏 +2 位作者 李斌 吴悦梅 王新玲 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第14期132-136,共5页
采用滑动移除近似熵(MC-ApEn)分析碳纤维环氧树脂复合材料拉伸损伤过程中产生的声发射信号。从信号的无序性、复杂性及动力学平衡角度描述基体开裂、纤维/基体脱胶及纤维断裂三种典型声发射信号的近似熵谱特征并给出相应解释。用MC-ApE... 采用滑动移除近似熵(MC-ApEn)分析碳纤维环氧树脂复合材料拉伸损伤过程中产生的声发射信号。从信号的无序性、复杂性及动力学平衡角度描述基体开裂、纤维/基体脱胶及纤维断裂三种典型声发射信号的近似熵谱特征并给出相应解释。用MC-ApEn分析载荷、计数、声发射能量与时间的相关曲线。由不同趋势间过渡引起的近似熵突变发现,拉伸断裂过程被两结构突变时间点划分为三个不同阶段,并据其演进特点推荐复合材料拉伸失效的临界载荷。 展开更多
关键词 声发射 滑动移除近似熵 碳纤维复合材料 无序
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基于近似熵谱的碳纤维复合材料层压板拉伸损伤声发射分析 被引量:5
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作者 袁忠 黄频波 耿文霞 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期73-77,共5页
采用近似熵理论分析了碳纤维环氧树脂层压板在拉伸过程中产生的三种典型声发射信号。研究表明基体开裂、脱胶以及纤维断裂这三种信号的近似熵谱特征不同,结合经验模式分解方法解释了三种损伤破坏机制。此外,在经验模式分解的基础上考察... 采用近似熵理论分析了碳纤维环氧树脂层压板在拉伸过程中产生的三种典型声发射信号。研究表明基体开裂、脱胶以及纤维断裂这三种信号的近似熵谱特征不同,结合经验模式分解方法解释了三种损伤破坏机制。此外,在经验模式分解的基础上考察了三种声发射信号本征模函数的频谱分布,进一步说明了近似熵在本质上是衡量信号发生新振动模式产生的概率以及在复合材料声发射检测与损伤识别中使用近似熵谱分析的有效性。 展开更多
关键词 声发射 近似熵 碳纤维复合材料 无序
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基于线扫描谱域光学相干层析的复合材料微损伤修复过程监测
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作者 游汝风 黄频波 +3 位作者 倪梓浩 谢胜利 白玉磊 董博 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第12期31-36,共6页
早期微损伤检测与修复监测对复合材料的服役安全有着重要意义,故本文提出了一种基于线扫描谱域光学相干层析(LF-SD-OCT)的复合材料损伤修复过程可视化监测方法。该方法利用层析微米级分辨率,可以对材料内部截面进行高精度成像和损伤检测... 早期微损伤检测与修复监测对复合材料的服役安全有着重要意义,故本文提出了一种基于线扫描谱域光学相干层析(LF-SD-OCT)的复合材料损伤修复过程可视化监测方法。该方法利用层析微米级分辨率,可以对材料内部截面进行高精度成像和损伤检测,结合图像处理技术能够实现复合材料内部损伤修复过程的可视化监测。为验证该方法的有效性,设计与搭建了一套倒置式LF-SD-OCT系统,通过标定实验确定了系统深度分辨率为5.20μm、深度量程为3.36 mm、横向分辨率为6.02μm以及视场宽度为5.80 mm;并对半透明硅胶材料、光固化树脂材料和透明乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)材料等内部微损伤进行了层析成像,最后利用LF-SD-OCT动态监测了EVA材料内部损伤的电热修复完整过程。结果表明该方法具有优越的分辨率和动态测量能力,可为监测复合材料修复等领域提供新的思路。 展开更多
关键词 复合材料 损伤修复 可视化监测 光学相干层析成像
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