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不同成膜剂组分涂层改性对玄武岩纤维复合材料的耐湿热性能影响研究 被引量:1
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作者 刘贺晨 吴鹏 +3 位作者 刘云鹏 薛伟 龚运 林浩凡 《绝缘材料》 北大核心 2025年第8期119-129,共11页
玄武岩纤维具有良好的绝缘性能、力学性能以及高温、化学环境下的性能稳定性,由其制成的玄武岩纤维复合材料芯棒(BFRP)在电工绝缘装备领域逐步得到了推广和应用。然而,湿热环境仍是威胁BFRP芯棒使用可靠性的关键因素。本文分别以有机硅... 玄武岩纤维具有良好的绝缘性能、力学性能以及高温、化学环境下的性能稳定性,由其制成的玄武岩纤维复合材料芯棒(BFRP)在电工绝缘装备领域逐步得到了推广和应用。然而,湿热环境仍是威胁BFRP芯棒使用可靠性的关键因素。本文分别以有机硅改性环氧树脂乳液(SER)和氢化双酚A环氧树脂乳液(HBPA)为主要原料制备两种浸润剂,利用浸润剂改性玄武岩纤维并制备两种复合材料,最后通过湿热老化试验和分子动力学模拟分析两种玄武岩纤维复合材料的耐湿热老化机理。结果表明:BFRP-SER拥有良好的耐湿热老化性能,其弯曲强度和电气强度较老化前下降幅度最小,分别下降30.1%和35.2%;泄漏电流和介质损耗因数较老化前上升幅度最小,分别提升了31.3%和141.0%。SER浸润剂涂层与纤维层和树脂层有较好的结合效果,且具有较高的耐水解性,这使BFRP-SER能够在湿热环境下较长时间内保持各项性能稳定。 展开更多
关键词 玄武岩纤维 涂层改性 耐湿热 复合材料 分子动力学
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考虑细观随机分布的SMC/UD混杂复合材料建模与分析 被引量:1
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作者 杨睿 陈冠华 +1 位作者 孙士勇 王俊龙 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期16-22,共7页
本文针对片状模塑料(SMC)/单向纤维(UD)构成的混杂复合材料力学性能进行研究,在细观层面采用蒙特卡洛方法随机生成纤维片,提出的抑制干涉效应的建模方法能够有效改善纤维片间的重叠率,通过敏感度分析确定了细观代表体元尺寸,对细观代表... 本文针对片状模塑料(SMC)/单向纤维(UD)构成的混杂复合材料力学性能进行研究,在细观层面采用蒙特卡洛方法随机生成纤维片,提出的抑制干涉效应的建模方法能够有效改善纤维片间的重叠率,通过敏感度分析确定了细观代表体元尺寸,对细观代表体元施加周期性边界条件以获得混杂复合材料弹性参数,模型的弹性模量预测结果和试验结果吻合良好;并进一步探讨了纤维片尺寸、体积分数以及铺层方式对混杂复合材料弹性模量的影响。结果表明:纤维片长宽比不同会导致代表体元尺寸发生变化,长宽比增加,混杂复合材料弹性模量增加;纤维片体积分数增加将导致混杂复合材料弹性模量增加;对混杂复合材料进行铺层设计,可以使其既具有SMC复合材料的可成型性,又具有与准各向同性材料相当的弹性模量。 展开更多
关键词 有限元分析 周期性边界条件 混杂复合材料 代表体元 SMC
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植物纤维增强PHBV和PBAT可降解复合材料研究进展 被引量:3
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作者 魏风军 杨雪 《包装工程》 北大核心 2025年第1期28-39,共12页
目的植物纤维在增强可降解复合材料中的应用日益广泛,探讨植物纤维作为增强材料,在提升聚3-羟基丁酸-3-羟基戊酸共聚酯(PHBV)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)2种可降解复合材料综合性能中的优势与潜力。方法综述不同种类植物纤维增... 目的植物纤维在增强可降解复合材料中的应用日益广泛,探讨植物纤维作为增强材料,在提升聚3-羟基丁酸-3-羟基戊酸共聚酯(PHBV)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)2种可降解复合材料综合性能中的优势与潜力。方法综述不同种类植物纤维增强PHBV和PBAT可降解高分子材料的研究进展,对各种复合材料的综合性能进行分析比较,并对其应用性能和前景进行总结与展望。结果植物纤维作为增强材料在PHBV和PBAT可降解高分子材料中的应用具有显著的优势和潜力,通过合理的纤维选择和表面改性技术,可制备出综合性能优异的可降解复合材料,满足不同应用领域的需求。结论未来,植物纤维增强PHBV和PBAT可降解复合材料的研究应针对抗菌抗氧化、水气阻隔、阻燃抑燃等领域展开系列研究,制备集高强度、耐水性和功能性于一体的可降解复合材料,以推动植物纤维增强可降解复合材料在更多领域的广泛应用。 展开更多
关键词 植物纤维 增强改性 可降解材料 复合材料 力学性能
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芳纶纳米纤维/细菌纤维素复合隔热气凝胶的制备及性能 被引量:2
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作者 齐琨 赵龙 +3 位作者 马志阳 任方林 欧康康 段书霞 《印染》 北大核心 2025年第2期1-5,共5页
为制备用于保温隔热和红外隐身的相变气凝胶复合材料,利用快速冷冻和冷冻干燥技术制备出具有多孔结构的芳纶纳米纤维/细菌纤维素(ABC)复合隔热气凝胶,进一步结合浸渍工艺制备了芳纶纳米纤维/细菌纤维素/聚乙二醇(ABP)复合隔热气凝胶。... 为制备用于保温隔热和红外隐身的相变气凝胶复合材料,利用快速冷冻和冷冻干燥技术制备出具有多孔结构的芳纶纳米纤维/细菌纤维素(ABC)复合隔热气凝胶,进一步结合浸渍工艺制备了芳纶纳米纤维/细菌纤维素/聚乙二醇(ABP)复合隔热气凝胶。表征了ABC复合隔热气凝胶的形貌,并测试了其力学性能和隔热性能,研究了ABP复合隔热气凝胶的隔热、红外隐身和应用性能。结果表明:ABP复合隔热气凝胶具有良好的隔热性能,聚乙二醇在ABP复合隔热气凝胶中的负载量达到93.8%(质量分数),熔融焓为182.2 J/g,经过20次固液循环后质量保留率为92.3%,具有良好的防泄漏性和循环稳定性,可以应用于高温和低温目标的热防护和红外隐身等领域。 展开更多
关键词 复合隔热气凝胶 冷冻干燥 相变材料 隔热 红外隐身
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基于改进YOLOv5s的拉挤板缺陷检测 被引量:1
5
作者 徐东亮 赖九衡 杨会兰 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第5期132-141,共10页
为解决传统拉挤板缺陷检测方法中存在的检测精确度低、检测速度慢等问题,创建了玻璃纤维拉挤板缺陷数据集,提出了一种基于改进YOLOv5s的拉挤板缺陷检测模型。主要改进为:在特征提取网络部分,添加EvcBlock模块增强小目标特征提取能力,添... 为解决传统拉挤板缺陷检测方法中存在的检测精确度低、检测速度慢等问题,创建了玻璃纤维拉挤板缺陷数据集,提出了一种基于改进YOLOv5s的拉挤板缺陷检测模型。主要改进为:在特征提取网络部分,添加EvcBlock模块增强小目标特征提取能力,添加CBAM注意力机制提高重要特征的关注度;使用C3-Faster模块优化C3模块,实现了模型轻量化;在检测端引入具有形状损失的新型损失函数ShapeIoU,优化了预测框和真实框的拟合效果,提高了缺陷检测精确度。实验结果表明:改进后的YOLOv5s模型对比原YOLOv5s模型,mAP@0.5提升了3.6%,达到了88.7%,参数量降低了2.1%。改进模型检测速度为121.95 f/s,与YOLOv8s等五种模型相比综合性能更优,能够满足拉挤板缺陷检测的需求。 展开更多
关键词 拉挤板 YOLOv5s 缺陷检测 EvcBlock C3-faster ShapeIoU 复合材料
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碳纤维层合板与铝合金板孔位偏移双钉胶螺连接静强度 被引量:1
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作者 刘峰 豆广征 +1 位作者 乔宇 李雪江 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期31-38,67,共9页
本研究开展了碳纤维层合板与铝合金板孔位偏移双钉连接及胶螺连接静强度拉伸试验,建立了胶螺连接有限元模型,编写子程序将三维Hashin失效准则嵌入计算模型,将分析结果与实验结果进行了比较验证模型的有效性。对板间胶层脱粘机理进行了研... 本研究开展了碳纤维层合板与铝合金板孔位偏移双钉连接及胶螺连接静强度拉伸试验,建立了胶螺连接有限元模型,编写子程序将三维Hashin失效准则嵌入计算模型,将分析结果与实验结果进行了比较验证模型的有效性。对板间胶层脱粘机理进行了研究,分析了碳纤维层合板的渐进损伤过程。研究表明,相对于双钉螺栓连接,板间使用了胶黏剂的双钉胶螺连接强度更高。相同偏移形式下,双钉胶螺连接的峰值载荷均大于双钉螺栓连接的峰值载荷,达到9.22%~31.68%。 展开更多
关键词 胶接 碳纤维 连接 复合材料 偏移 强度
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CFRP/铝材料轮毂轻量化设计 被引量:1
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作者 康元春 杨建华 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期94-100,共7页
对轮毂进行轻量化设计,使用碳纤维复合材料替换原铝合金轮辋,采用了以神经网络作为代理模型的优化方法。基于等刚度理论确定碳纤维复合材料轮辋的初始厚度;综合考虑铝合金轮辐和碳纤维轮辋厚度对其性能的影响,利用拉丁超立方抽样生成多... 对轮毂进行轻量化设计,使用碳纤维复合材料替换原铝合金轮辋,采用了以神经网络作为代理模型的优化方法。基于等刚度理论确定碳纤维复合材料轮辋的初始厚度;综合考虑铝合金轮辐和碳纤维轮辋厚度对其性能的影响,利用拉丁超立方抽样生成多组试验样本;基于试验样本运用神经网络作为代理模型,对轮辐的厚度尺寸和轮辋各角度碳纤维铺层厚度进行优化;为得到最佳的碳纤维铺层顺序,在Optistruct中进一步对碳纤维轮辋铺层顺序进行优化。最终得到的CFRP/铝材料轮毂重量上减轻18.43%,且满足刚度及强度的相关要求。 展开更多
关键词 铝/碳纤维 轮毂 轻量化 神经网络 铺层优化 复合材料
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新型交联聚酰亚胺电介质的制备及其性能研究 被引量:1
8
作者 辛长征 禹亚奇 +4 位作者 卞建新 王亚兵 许若璞 卢夺 段广宇 《化工新型材料》 北大核心 2025年第4期63-68,共6页
以4,4′-二氨基二苯醚(ODA)、3,3′4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)为单体,1,6己二胺(HD)为交联剂,采用先交联后环化方法制备了具有交联结构的新型聚酰亚胺电介质材料。利用傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、原子力显微镜、扫描电子... 以4,4′-二氨基二苯醚(ODA)、3,3′4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)为单体,1,6己二胺(HD)为交联剂,采用先交联后环化方法制备了具有交联结构的新型聚酰亚胺电介质材料。利用傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜等对交联聚酰亚胺的化学结构和形貌进行了表征,通过电子试验机、宽频介电阻抗谱仪、击穿强度测试仪测试了交联聚酰亚胺的力学性能、介电性能和击穿强度。结果表明,交联结构在减小聚酰亚胺分子链间距的同时,引入了深电子陷阱能级,不但阻碍了分子链的运动,降低了内部自由体积和微观缺陷,同时抑制了内部偶极子的取向极化以及载流子的迁移;随着HD含量的增加,交联聚酰亚胺的拉伸强度、杨氏模量和击穿强度逐渐升高,介电常数和介电损耗降低。当HD质量分数为2%时,交联聚酰亚胺的击穿强度为550.1MV/m,比非交联聚酰亚胺击穿强度提高了44.1%。 展开更多
关键词 聚酰亚胺电介质 交联结构 力学性能 击穿强度 介电性能
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GFRP夹砂管低速冲击响应及剩余压缩强度试验研究 被引量:1
9
作者 石华旺 赵健斌 +1 位作者 王佳伟 葛杏 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期54-63,共10页
层合结构与夹砂层共同提升了玻璃纤维增强塑料(glass fiber reinforced plastic,GFRP)夹砂管的抗冲击性能与轴向抗压强度。为了研究GFRP夹砂管的抗冲击性能和剩余压缩强度,开展了不同管径的GFRP夹砂管在不同冲头和不同能量的低速冲击试... 层合结构与夹砂层共同提升了玻璃纤维增强塑料(glass fiber reinforced plastic,GFRP)夹砂管的抗冲击性能与轴向抗压强度。为了研究GFRP夹砂管的抗冲击性能和剩余压缩强度,开展了不同管径的GFRP夹砂管在不同冲头和不同能量的低速冲击试验,分析了GFRP夹砂管的低速冲击响应及损伤失效特性。然后,对损伤试样开展冲击后压缩试验,结合三维数字图像相关技术,分析了不同冲击能量下GFRP夹砂管的冲击后压缩性能和压缩屈曲演化行为。试验结果表明,半球形冲头冲击造成的损伤面积和吸能高于锥形冲头冲击,但冲击造成的内壁凸起高度低于锥形冲头。在压缩荷载的影响下,GFRP夹砂管在受到冲击的一侧沿着损伤区域发生了完全断裂,裂纹沿着横向扩展,直至材料发生屈曲。其中,纤维断裂和层间分层成为GFRP夹砂管的主要损伤形式。以上试验研究可为GFRP夹砂管的轻量化设计和安全性评估提供参考。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强塑料(GFRP)夹砂管 低速冲击 冲击后压缩 三维数字图像相关技术
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高强中模型碳纤维树脂基复合材料冲击损伤比较研究 被引量:1
10
作者 李珂 巴金石 李伟东 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期736-738,共3页
对国产高强中模型碳纤维环氧、双马树脂基复合材料层合板分别进行了冲击试验和冲击后压缩强度试验,获得了不同冲击能量下的凹坑深度、冲击后压缩强度以及压缩破坏应变等数据。通过对试验结果分析可知:两种复合材料的冲击能量—凹坑深度... 对国产高强中模型碳纤维环氧、双马树脂基复合材料层合板分别进行了冲击试验和冲击后压缩强度试验,获得了不同冲击能量下的凹坑深度、冲击后压缩强度以及压缩破坏应变等数据。通过对试验结果分析可知:两种复合材料的冲击能量—凹坑深度曲线和凹坑深度—剩余压缩强度曲线均存在拐点。冲击能量低于40 J时环氧树脂基复合材料损伤阻抗性能高于双马树脂基复合材料;冲击能量高于40 J时存在相反关系。凹坑深度小于2 mm时,环氧树脂基复合材料损伤容限性能高于双马树脂基复合材料,大于2 mm时两者性能相当。两种复合材料层合板在6.7 J/mm冲击能量下的冲击后压缩强度(CAI)差异较大,在目视勉强可见损伤(BVID)下的CAI差异较小。 展开更多
关键词 高强中模型碳纤维 环氧树脂基复合材料 双马树脂基复合材料 冲击损伤 损伤阻抗
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尖晶石/凹凸棒石复合材料的制备及其光热催化降解甲苯研究
11
作者 朱伟 刘天杨 +3 位作者 左士祥 姚超 刘经伟 李霞章 《化工新型材料》 北大核心 2025年第7期178-183,共6页
挥发性有机化合物(VOCs)的持续排放不仅导致严重的环境问题,也对人们的健康构成巨大威胁。光热催化氧化VOCs被认为是一种绿色可持续的技术。因此,需要优异的催化剂来实现高效利用光能并驱动催化反应。以凹凸棒石(ATP)为载体,通过溶胶-... 挥发性有机化合物(VOCs)的持续排放不仅导致严重的环境问题,也对人们的健康构成巨大威胁。光热催化氧化VOCs被认为是一种绿色可持续的技术。因此,需要优异的催化剂来实现高效利用光能并驱动催化反应。以凹凸棒石(ATP)为载体,通过溶胶-凝胶法合成了尖晶石NiCo_(2)O_(4)/ATP复合材料。Ni离子的存在改变了电荷转移机制,通过捕获激发电子等方式与Co离子之间相互作用,从而产生了优异的光吸收能力。在光照下,1∶5 NiCo_(2)O_(4)/ATP催化剂吸收可见与红外光,诱发晶格振动,最终将光子的能量转化为热量,使其在无需额外加热下即可实现优异的光生热能力(195.6℃)。ATP的引入促进了高效的NiCo_(2)O_(4)/ATP界面的形成以及生成丰富的氧空位,其作为吸附活化中心,将吸收的O2分子转化为活性氧物种,从而促进甲苯的降解。1∶5 NiCo_(2)O_(4)/ATP催化剂在初始浓度500×10^(-6)下实现了82%的甲苯降解。这项工作为低成本高效率的VOCs光热催化降解提供了一种新策略。 展开更多
关键词 凹凸棒石 尖晶石 光热催化 甲苯 氧空位
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基于有限元模拟的纤维流铺层对黄麻/聚丙烯复合材料力学性能的影响
12
作者 王庆涛 马云龙 +4 位作者 王建刚 王春红 钱晓明 邓辉 王立晶 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第10期124-132,共9页
为提升黄麻/聚丙烯(PP)非织造复合材料的力学性能,设计了一种新型连续纤维流铺排成型系统,将该系统制备的黄麻纤维增强铺层网作为非织造复合材料的加强层,叠放于黄麻/PP非织造纤维网的上、中、下层,经热压后制成纤维流铺层加强黄麻/PP... 为提升黄麻/聚丙烯(PP)非织造复合材料的力学性能,设计了一种新型连续纤维流铺排成型系统,将该系统制备的黄麻纤维增强铺层网作为非织造复合材料的加强层,叠放于黄麻/PP非织造纤维网的上、中、下层,经热压后制成纤维流铺层加强黄麻/PP非织造复合材料。结合力学性能测试及有限元模拟分析,分析纤维流铺层加强方式以及不同铺层位置对复合材料力学性能的影响并解析其损伤机理,并探讨有限元模拟软件对复合材料力学性能模拟结果的准确性。结果表明,加强层铺放在复合材料上层时,复合材料的弯曲性能和拉伸性能最好。当加强层在上、中、下层时,复合材料的弯曲强度较无加强层分别提高了110.30%,39.44%,76.97%;其拉伸强度较无加强层分别提高了39.33%,12.55%,39.33%。利用有限元分析软件建立模型进行模拟分析,结果表明,当加强层在复合材料的上、中、下层时,模拟数据与实际测试数据的相对误差分别为11.73%,-11.37%,4.37%,与实验数据基本相吻合。最后结合应力云图对不同加强层位置的复合材料损伤机理进行了分析。纤维流铺层方式显著提升了复合材料的弯曲性能,为天然纤维增强树脂基非织造复合材料提供了一种新的铺层加强方式。 展开更多
关键词 纤维流铺层 黄麻纤维 非织造复合材料 力学性能 有限元模拟 损伤机理
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激光超声复合刻划C/SiC表面损伤特性研究
13
作者 许金凯 黄筠瀚 +2 位作者 王佳琦 于占江 李英 《航空制造技术》 北大核心 2025年第19期14-23,共10页
碳纤维增强碳化硅基体复合材料(C/SiC)作为典型的陶瓷基复合材料(Ceramic matrix composite,CMC),具有高比强度、高比刚度、耐高温等优异性能,广泛应用于航空、航天、汽车等领域。为了探究不同能场作用下C/SiC复合材料表面的损伤形式,... 碳纤维增强碳化硅基体复合材料(C/SiC)作为典型的陶瓷基复合材料(Ceramic matrix composite,CMC),具有高比强度、高比刚度、耐高温等优异性能,广泛应用于航空、航天、汽车等领域。为了探究不同能场作用下C/SiC复合材料表面的损伤形式,本文分别对3个典型纤维方向进行了常规刻划(Conventional scratching,CS)、激光辅助刻划(Laser-assisted scratching,LAS)以及激光超声复合刻划(Laser-ultrasonic hybrid scratching,L-UHS),对比3种刻划方式下的刻划力、表面形貌等差异,分析激光超声复合能场对材料表面损伤影响。结果表明,相比于CS与LAS,L-UHS可有效降低刻划力,提高材料可加工性。L-UHS在不同方向上呈现出不同的断裂方式转变:在平行方向,纤维弯曲断裂失效减少,材料主要失效形式为层间断裂;在倾斜方向和垂直方向,纤维失效形式由弯曲断裂向剪切断裂转变。本文为C/SiC复合材料的激光超声复合加工提供理论指导。 展开更多
关键词 C/SIC复合材料 材料去除 表面损伤 激光超声复合刻划(Laser-ultrasonic hybrid scratching L-UHS)
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随机分布载荷作用下双向功能梯度材料悬臂梁的半解析模拟方法
14
作者 张龙 张伟 +1 位作者 范钧滔 廖文林 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第9期16-26,共11页
为了研究随机分布载荷作用下的双向功能梯度材料(Functionally Graded Material,FGM)悬臂梁的力学行为,本文发展了一种高精度、高效率的半解析方法。首先介绍了双向FGM悬臂梁的物理模型,然后推导了其在随机分布载荷作用下的基本控制方程... 为了研究随机分布载荷作用下的双向功能梯度材料(Functionally Graded Material,FGM)悬臂梁的力学行为,本文发展了一种高精度、高效率的半解析方法。首先介绍了双向FGM悬臂梁的物理模型,然后推导了其在随机分布载荷作用下的基本控制方程,并通过MATLAB编程实现了方程组的迭代求解。在此基础上开展了单向/双向FGM悬臂梁受纯弯曲载荷或均布载荷的算例分析,并与精确解、铁木辛柯梁理论解和梯度有限元方法解对比研究,结果表明本文方法收敛性好、计算精度高。最后,将本文方法用于双向FGM悬臂梁受线性分布载荷、正弦分布载荷或随机分布载荷作用下的力学行为模拟仿真分析,所得结果与梯度有限元方法模拟结果吻合较好,最大挠度、应力相对误差分别为2.11%、3.39%。 展开更多
关键词 双向功能梯度材料 悬臂梁 随机分布载荷 半解析法 有限元方法 复合材料
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金属与碳纤维增强热塑性复合材料连接研究进展
15
作者 檀财旺 刘浩然 +3 位作者 苏健晖 张雪妍 陈波 宋晓国 《航空制造技术》 北大核心 2025年第16期86-104,共19页
碳纤维增强热塑性树脂基复合材料(Carbon fiber-reinforced thermoplastic composites,CFRTP)作为新一代轻量化结构材料,凭借其优异的比强度、比模量及抗疲劳特性,已成为航空航天领域替代传统金属构件的战略材料。通过实现CFRTP与航空... 碳纤维增强热塑性树脂基复合材料(Carbon fiber-reinforced thermoplastic composites,CFRTP)作为新一代轻量化结构材料,凭借其优异的比强度、比模量及抗疲劳特性,已成为航空航天领域替代传统金属构件的战略材料。通过实现CFRTP与航空铝合金、钛合金等金属材料的可靠连接,可使结构件整体减重达30%~40%,同时兼具金属的高导热性和复合材料的耐腐蚀优势,这对提升飞行器推重比和燃油效率具有显著价值。由于异种材料之间理化性能差异较大,在生产过程中混合应用多种轻量化材料仍面临巨大挑战。本文总结了近年来金属与CFRTP连接技术的国内外研究成果,包括连接工艺、连接机制以及界面调控方法。首先介绍了金属/CFRTP主要连接工艺与研究进展,进一步概括了热连接界面改性的原理,并分别展开论述了金属与CFRTP界面机械嵌合调控与界面化学键合调控两种调控方法。最后,系统梳理并总结了当前金属与CFRTP连接研究进展与存在的关键问题,并对其未来的发展做出展望,为新一代航空航天装备的轻量化设计提供理论支撑和技术保障。 展开更多
关键词 轻量化 异种材料连接 碳纤维增强热塑性复合材料 热连接 界面调控
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聚硅氮烷催化氰酸酯树脂聚合反应
16
作者 王帆 李洪丽 +3 位作者 郝旭峰 霍肖蒙 朱亚平 齐会民 《功能高分子学报》 北大核心 2025年第1期78-86,共9页
通过氨解法合成了两种聚硅氮烷聚合物-聚二甲基硅氮烷(PMS)和聚甲基氢硅氮烷(PHS)。采用PMS和PHS催化聚合双酚A型氰酸酯单体(BADCy),分别得到预聚物PMSBADCy和PHS-BADCy。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱(NMR)等对聚硅氮烷和... 通过氨解法合成了两种聚硅氮烷聚合物-聚二甲基硅氮烷(PMS)和聚甲基氢硅氮烷(PHS)。采用PMS和PHS催化聚合双酚A型氰酸酯单体(BADCy),分别得到预聚物PMSBADCy和PHS-BADCy。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱(NMR)等对聚硅氮烷和预聚物的结构进行了表征,研究了催化聚合反应机理,确定了预聚物的固化加工工艺,并验证了树脂固化物的性能。结果表明:聚硅氮烷可有效催化氰酸酯树脂在80℃发生聚合反应生成三嗪环结构,形成具有致密均相结构的固化物,其热机械性能较好、热稳定性能优异、耐湿性能良好,且聚硅氮烷催化聚合氰酸酯较纯氰酸酯树脂固化后呈现出更加优异的力学性能。预聚反应机理研究表明,聚硅氮烷催化氰酸酯树脂的聚合反应过程中形成了含有―O―Si―NH―CN结构的高活性中间体,此活性中间体可继续与―C≡N反应,生成含有―C=NH结构的二聚体或多聚体,然后经环三聚反应形成对称或不对称的三嗪环结构。 展开更多
关键词 氰酸酯 聚硅氮烷 催化聚合 高性能树脂 低温成型
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三维机织复合材料T型接头的拉伸性能
17
作者 张一帆 安柳絮 +4 位作者 闫英杰 邹齐 刘晓志 郭俊华 陈利 《纺织学报》 北大核心 2025年第7期128-135,共8页
为研究不同交织结构对三维机织复合材料T型接头拉伸性能的影响,设计了不同织物结构以及不同连接方式的复合材料T型接头,并采用树脂传递模塑(RTM)成型工艺复合成型。采用拉伸试验结合非接触全场应变测量系统研究了复合材料T型结构的宏观... 为研究不同交织结构对三维机织复合材料T型接头拉伸性能的影响,设计了不同织物结构以及不同连接方式的复合材料T型接头,并采用树脂传递模塑(RTM)成型工艺复合成型。采用拉伸试验结合非接触全场应变测量系统研究了复合材料T型结构的宏观力学行为,利用Micro-CT技术阐明其失效机制,并细致讨论了不同织物结构和不同连接方式对复合材料T型接头拉伸性能的影响规律。结果表明:交叉连接试样的拉伸强度相比于分叉连接试样提高了12.46%,交叉引入的纬纱可以抵抗拉伸载荷在连接处产生的剪切作用,能有效提高复合材料T型接头的损伤容限;多层多向复合材料T型接头的拉伸强度相比于层联机织复合材料T型接头提升了98.46%,多层多向结构由于±45°斜向纱的引入改善了试样在连接处的应力分布,能有效提高复合材料T型接头底板的抗剪切性能。 展开更多
关键词 T型接头 多层多向结构 三维机织复合材料 拉伸性能 失效机制
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碳-玻璃纤维夹层泡沫缝合复合材料的弯曲性能
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作者 毛丽贺 朱佳琦 +3 位作者 陈利 焦亚男 鲁吉文 孙荣庆 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第2期8-14,22,共8页
针对夹层泡沫复合材料在弯曲载荷下易分层失效的问题,通过缝合技术来增强其弯曲性能。通过实验方法研究缝合密度和面板厚度对复合材料弯曲性能的影响,并结合有限元模拟分析弯曲过程渐进损伤。结果表明:碳-玻璃纤维夹层泡沫缝合复合材料... 针对夹层泡沫复合材料在弯曲载荷下易分层失效的问题,通过缝合技术来增强其弯曲性能。通过实验方法研究缝合密度和面板厚度对复合材料弯曲性能的影响,并结合有限元模拟分析弯曲过程渐进损伤。结果表明:碳-玻璃纤维夹层泡沫缝合复合材料的弯曲性能与缝合密度和面板厚度呈正比关系。当缝合密度为10 mm×10 mm、面板厚度为5层时,试样弯曲性能最优,弯曲强度达到73 MPa,弯曲模量为4.19 GPa,弯曲刚度为4.01×10^(6)N·mm^(2);碳-玻璃纤维夹层泡沫缝合复合材料弯曲破坏形貌主要表现为上面板凹陷、下面板断裂、泡沫发生压缩变形和剪切破坏现象,缝线树脂柱出现抽拔断裂。 展开更多
关键词 夹层泡沫复合材料 缝合 弯曲性能 破坏形貌 有限元模拟
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基于FBGs的复合材料桨叶承载与损伤监测
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作者 刘勇 胡海晓 +2 位作者 夏俊康 曹东风 李书欣 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第4期751-757,846,共8页
针对复合材料桨叶在运行过程中的结构健康监测问题,提出了一种基于光纤光栅传感器(fiber Bragg grating sensor,简称FBGs)的桨叶实时监测方法。首先,采用内埋FBGs的方式对复合材料桨叶运转过程中的结构动态响应进行实时监测,分别采集不... 针对复合材料桨叶在运行过程中的结构健康监测问题,提出了一种基于光纤光栅传感器(fiber Bragg grating sensor,简称FBGs)的桨叶实时监测方法。首先,采用内埋FBGs的方式对复合材料桨叶运转过程中的结构动态响应进行实时监测,分别采集不同叶偏角、转速以及测点位置的动态应变;然后,借助三维数字图像相关技术(digital image correlation,简称DIC-3D)对桨叶表面位移场进行同步监测;最后,在复合材料叶片内引入冲击损伤,对比完整结构和含损伤结构的FBGs监测信号,确定适用于复合材料桨叶结构的损伤指标。结果表明∶FBGs监测的桨叶结构内部动态应变信号周期与DIC测得的表面位移场变化周期一致,且叶根处的FBGs动态应变信号的趋势量随着叶偏角和转速的增大而增大,验证了FBGs实时监测技术的可行性。对比不同实验工况下引入损伤前后监测信号的频率信息可知,叶根处的FBGs的第1阶主频是轴频,与转速对应;第2阶主频(叶频)所对应的振幅对桨叶的损伤较为敏感,可作为一种桨叶结构局部损伤的识别指标。 展开更多
关键词 光纤光栅传感器 复合材料桨叶 实时监测 损伤识别 数字图像相关
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碳化硅/二硼化锆超高温陶瓷抗氧化特性建模
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作者 周述光 李睿智 +1 位作者 刘骁 国义军 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第7期73-82,I0002,共11页
高速飞行器尖锐部件在极端热环境下常采用碳化硅/二硼化锆(SiC-ZrB_(2))超高温陶瓷实现维形需求,其核心在于高温氧化形成的致密固-液混合氧化膜(孔隙填充玻璃态硼硅酸盐)可有效阻氧扩散,实现整体上的零/微烧蚀。基于多孔氧化物中氧气扩... 高速飞行器尖锐部件在极端热环境下常采用碳化硅/二硼化锆(SiC-ZrB_(2))超高温陶瓷实现维形需求,其核心在于高温氧化形成的致密固-液混合氧化膜(孔隙填充玻璃态硼硅酸盐)可有效阻氧扩散,实现整体上的零/微烧蚀。基于多孔氧化物中氧气扩散机制与热化学平衡原理,提出了SiC耗尽层存在判据,建立了含/无耗尽层的双模型体系:对于含耗尽层工况,通过耦合CO/CO_(2)对流扩散传输、ZrO_(2)固态层生长、B_(2)O_(3)-SiO_(2)玻璃层蒸发/生长竞争机制,量化原始材料后退量与增重;对于无耗尽层工况,推导基材等界面后退方程及临界组分条件。通过计算明确SiC体积分数20%~30%时氧化产物致密度最高,抗氧化性能最优。在1473、1573、1773 K静态空气环境中开展模型验证,计算得到的氧化增重曲线与试验数据吻合良好,证明模型可较为精准模拟SiC含量变化对氧化行为的影响规律。该模型能有效模拟SiC-ZrB_(2)陶瓷的氧化行为,为材料优化设计提供重要的抗氧化性能评估依据。 展开更多
关键词 高速飞行器 热防护 超高温陶瓷 抗烧蚀 氧化膜
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