復合材料格柵結(jié)構(gòu)單元力學性能預(yù)測

將廢舊瓦楞紙板粉碎制漿,與高密度聚乙烯通過注塑成型制備廢紙漿/hdpe復合材料。研究了廢紙漿含量,相容劑hdpe-g-mah和ldpe-g-gma,加工助劑s-105、tkm-m80和deoflowa對廢紙漿/hdpe復合材料力學性能的影響,通過掃描電鏡sem分析了復合材料的沖擊斷面,結(jié)果表明,hdpe-g-mah和tkm-m80共同增容的廢紙漿/hdpe復合材料的力學性能得到明顯提升。sem電鏡分析表明,經(jīng)hdpe-g-mah和tkm-m80增容后的復合材料,紙漿纖維和hdpe界面模糊,相容性很好。

以硅粉、鋁粉、caco3及不同粒徑組合的剛玉為主要原料,y2o3為添加劑,在1500℃通過氮化反應(yīng)制備了ca-α/β-sialon結(jié)合剛玉復合材料,研究了sialon含量對該復合材料力學性能的影響。結(jié)果表明:隨著sialon含量的增加,ca-α/β-sialon結(jié)合剛玉復合材料的體積密度降低、氣孔率增大、常溫抗折強度提高;隨著溫度的升高,復合材料的抗折強度先升高后降低,在1000℃時達到最大值。

RTM聚酰亞胺復合材料力學性能研究

測試了兩種不同經(jīng)緯編織密度和不同含膠量的碳布/環(huán)氧復合材料的基本力學性能,對碳纖維復絲及碳布在復合材料中的強度利用率作了比較與分析。結(jié)果表明:適當增大含膠量有利于改善復合材料的力學性能;經(jīng)緯編織密度對復合材料力學性能的影響同樣不可忽視。

新型三維編織復合材料等網(wǎng)格結(jié)構(gòu)力學性能分析

在新型、高效的拉擠互鎖復合材料格柵結(jié)構(gòu)的制造工藝中通過格柵肋開槽克服材料堆積,而開槽處的應(yīng)力集中會影響結(jié)構(gòu)的破壞和疲勞,是結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要考慮的一個重要因素。建立了加帽的格柵肋應(yīng)力分析模型,應(yīng)用復變函數(shù)孔口問題解的結(jié)果,得到了格柵肋開槽附近的應(yīng)力解。分析了格柵肋開槽處的應(yīng)力集中,討論了開槽尺寸,材料常數(shù)等因素對應(yīng)力集中的影響。

采用有限元方法對低速沖擊后蒙皮內(nèi)含有不同分層形式的復合材料格柵加筋(ags)板的分層擴展行為進行了數(shù)值模擬。采用虛裂紋閉合技術(shù)計算分層前緣的總能量釋放率,并以總能量釋放率準則作為分層擴展判據(jù),結(jié)合自適應(yīng)網(wǎng)格移動技術(shù),分別研究了在壓縮載荷作用下,蒙皮內(nèi)具有圓形和橢圓形分層的復合材料格柵加筋板的分層擴展過程。數(shù)值研究結(jié)果表明:分層深度的變化導致了ags的分層擴展特性十分復雜,它與分層深度、初始分層尺寸、蒙皮和肋骨的剛度比、后屈曲變形模式等因素都密切相關(guān)。本文結(jié)論對ags的承載能力預(yù)測及優(yōu)化設(shè)計具有一定的參考價值。

將二硫代酯化合物作為raft(可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng))試劑,采用raft活性聚合方法在碳納米管表面接枝丙烯酸丁酯和馬來酸酐的共聚物,并制備了pc/碳納米管復合材料。利用ft-ir、tem表征接枝后的碳納米管,考察了碳納米管用量對pc/碳納米管復合材料的力學性能的影響,觀察了pc/碳納米管復合材料沖擊斷面形貌。結(jié)果表明,碳納米管表面接枝上了一層聚合物,pc/碳納米管復合材料的力學性能得到了改善。

采用遺傳算法在總體屈曲約束條件下對復合材料格柵加筋板進行布局優(yōu)化設(shè)計。采用一種參數(shù)化的平鋪等效剛度計算方法,用于分析格柵加筋板的總體屈曲。最后通過有限元分析對優(yōu)化結(jié)果的有效性進行驗證。設(shè)計變量為軸向和橫向的筋條間距、筋條高度和厚度,筋條的布局。該方法適用于在給定板的全部可選尺寸參數(shù),面內(nèi)設(shè)計載荷,邊界條件,材料屬性條件下,對復合材料格柵加筋板進行質(zhì)量最輕的布局優(yōu)化。

第２６卷　第１期中　國　塑　料ｖｏｌ．２６，ｎｏ．１ ２０１２年１月ｃｈｉｎａ?。穑欤幔螅簦椋悖螅辏幔睿?，２０１２ ｐｅ－ｈｄ復合材料導熱性能及力學性能的研究 成　敏，韋亞兵，張云燦 ＊ （南京工業(yè)大學材料科學與工程學院，江蘇南京２１０００９） 摘　要：通過雙螺桿擠出機制備了高密度聚乙烯（ｐｅ－ｈｄ）／石墨／ｃａｃｏ３增韌母料復合材料，并研究了石墨的表面處 理、粒徑、含量以及ｃａｃｏ３增韌母料含量對復合材料導熱性能及力學性能的影響。結(jié)果表明，偶聯(lián)劑ｎｄｚ２０１對石墨 表面具有較好的處理效果。石墨顆粒直徑越小，復合材料的熱導率及綜合力學性能越高。ｃａｃｏ３增韌母料能明顯提 高復合材料的熱導率及缺口沖擊強度。ｐｅ－ｈｄ／石墨／增韌母料２５０ｂ的質(zhì)量比為４５／３０／２５時，復合材料的熱導率可 達１．７２ｗ／（ｍ·ｋ），其缺口沖擊強度與純ｐｅ－ｈｄ相近

采用熔融共混法制備了玻璃微珠/聚丙烯(gb/pp)復合材料,研究了玻璃微珠含量及表面處理對復合材料微觀結(jié)構(gòu)、力學性能及介電性能的影響。結(jié)果表明:隨著玻璃微珠含量的增加,復合材料的拉伸強度和伸長率下降,而彈性模量增加。微觀結(jié)構(gòu)分析表明:經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑kh-550和eb-151處理的玻璃微珠與聚丙烯之間的界面粘接性得到提高,復合材料的拉伸強度、彈性模量和伸長率明顯改善;偶聯(lián)劑的用量對復合材料的力學性能有明顯的影響,其最佳用量為2%。復合材料的介電常數(shù)和介電損耗隨玻璃微珠含量增加呈現(xiàn)增大的趨勢,且經(jīng)過改性的復合材料的介電常數(shù)和介電損耗比未經(jīng)改性的有所增加。

以稻秸稈粉、稻殼粉、衫木粉、竹粉,pp、pe-hd、pe-ld膜為原材料,采用模壓成型工藝制備不同填料及不同塑料基體的木塑復合材料,并對復合材料力學性能進行分析。結(jié)果表明:無油墨pp基復合材料的綜合力學性能較好,而含油墨pe-ld基復合材料的沖擊韌性較好。稻秸稈粉作為填料增強無油墨pp復合材料效果最佳,制得稻秸稈粉/pp綜合力學性能較好,而稻殼粉/pp復合材料沖擊韌性較好。

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采用微波快速固化膠粘劑的方法通過實驗對鋁合金材料的裂紋進行了修復,研究了修復工藝,并采用數(shù)學和有限元分析的方法分析了含裂紋的鋁合金板材修復前后的力學性能變化情況,同時對比了其他方式的修復后強度,觀察了修復效果,結(jié)果表明:修復后鋁合金材料的雙向拉伸性能可恢復到原材料的95%以上,靜強度可恢復到原材料的102.9%.

復合材料低成本制造技術(shù)是先進復合材料格柵結(jié)構(gòu)能否廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。目前,以混合工藝法、模具膨脹工藝和拉擠-互鎖及其增強改進工藝為代表的工藝方法已經(jīng)取得較大的成功和應(yīng)用,我們應(yīng)該繼續(xù)研究可靠性高、可重復性強和自動化的成型工藝方法,引進和發(fā)展大型ags結(jié)構(gòu)的自動化生產(chǎn)設(shè)備。

先進復合材料格柵加筋結(jié)構(gòu)有較高的結(jié)構(gòu)效率和較好的設(shè)計性能,在航空航天領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本文采用等效平鋪剛度模型對格柵結(jié)構(gòu)進行了力學分析,指出其屈曲載荷的求解方法,并用區(qū)間方法對工程中的非概率不確定因素進行定量,用遺傳算法對格柵結(jié)構(gòu)進行了可行穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計。將穩(wěn)健性優(yōu)化的結(jié)果與傳統(tǒng)優(yōu)化的結(jié)果進行了比較,結(jié)果表明,穩(wěn)健性優(yōu)化得到的結(jié)構(gòu)質(zhì)量要高于傳統(tǒng)方法,但結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)健性顯著提高。

材料與性能 聚丙烯/有機改性蒙脫土復合材料的流變特性 及動態(tài)力學性能 顧書英1,任　杰 2,3 (11同濟大學材料學院,上海200092;21同濟大學混凝土材料研究國家重點實驗室,上海200092; 31上海交通大學高分子材料科學與工程系,上海200240) 摘　要:用ares流變儀研究了聚丙烯/有機改性蒙脫土復合材料的流變特性與扭轉(zhuǎn)模式下的動態(tài)力學性能,并用 x射線衍射研究了動態(tài)力學測試過程中復合材料的結(jié)構(gòu)變化。結(jié)果表明:復合材料的儲能模量g′、損耗模量g″及 剪切粘度η隨著蒙脫土含量的增加而增大,并且改性聚丙烯增加了基體與蒙脫土片層之間的作用力,使g′、g″、η進 一步提高。另外,動態(tài)力學測試結(jié)果表明:復合材料在65℃左右,損耗角tanδ出現(xiàn)峰值,并且隨著蒙脫土含量的增 加,峰值右移,x射線衍射結(jié)果

提高力學性能是材料進行復合的主要目的之一。復合材料的常溫力學性能主要取決于增強劑,而高溫力學性能則與基體材料的耐熱性密切相關(guān)。界面對復合材料的力學性能具有重要的影響,界面微裂紋的產(chǎn)生、擴展和中止以及剝離等將對復合材料的力學性能產(chǎn)生嚴重的影響。正由于界面影響的復雜性,目前描述復合材料力學性能的公式尚處于經(jīng)驗或半經(jīng)驗階段,尚未達到系統(tǒng)理論化程度。

柔性石墨成型條件對復合材料力學性能影響研究

民用飛機翼身整流罩復合材料面板力學性能研究

采用熔融共混法制備了聚丙烯(pp)/硅灰石復合材料,考察了硅灰石表面處理及其用量對pp/硅灰石復合材料力學性能的影響。結(jié)果表明:硅灰石粉體經(jīng)偶聯(lián)劑甜菜堿(cab)表面改性處理后,其填充復合材料的拉伸強度、斷裂強度和沖擊強度均比未處理體系有所提高。隨著改性硅灰石用量的增加,pp/硅灰石復合材料的拉伸強度和斷裂強度均先升后降,其中當改性硅灰石用量為10phr時,復合材料的拉伸強度和斷裂強度均達到最大值,分別比純pp提高了17%和63%;另外,當改性硅灰石用量為40phr時,復合材料的沖擊強度達到最大值(2.59kj/m2),比純pp提高了29%。

以聚磷酸銨(app)作為阻燃劑,用擠出成型法制備具有阻燃性的pe基木塑復合材料,研究app含量對木塑復合材料的靜態(tài)力學性能以及動態(tài)力學性能的影響。靜態(tài)力學研究結(jié)果表明:加入app的木塑復合材料的彎曲強度和沖擊強度均比未加入app的木塑復合材料有所增加,當app質(zhì)量含量為16%時,彎曲強度和沖擊強度均達到最大值,分別為66.94mpa和13.38kj/m2;動態(tài)力學研究結(jié)果表明:不同app含量的木塑復合材料在60.2～70.4℃之間均存在明顯的松弛,當溫度低于松弛溫度時,木塑復合材料的存儲模量(e')較大,而溫度高于松弛溫度時,木塑復合材料的存儲模量明顯減小;隨著app含量增加,木塑復合材料的損耗模量(e″)和損耗因子(tanδ)均先降低然后升高。