薄膜力對(duì)復(fù)合材料多層板殼自振頻率的影響

基于影像云紋法、表面應(yīng)變測(cè)量、分級(jí)加載超聲c掃描3種觀測(cè)手段,對(duì)含有不同位置、尺寸、數(shù)量預(yù)制分層缺陷的復(fù)合材料層板進(jìn)行了壓縮試驗(yàn)研究,對(duì)試驗(yàn)中產(chǎn)生的子層屈曲、分層擴(kuò)展、層板失穩(wěn)等現(xiàn)象進(jìn)行了細(xì)致的觀察、對(duì)比與聯(lián)系.結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果,總結(jié)了3種不同的分層擴(kuò)展模式,并基于分層擴(kuò)展模式分析了子層屈曲、層板失穩(wěn)等現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理.結(jié)合上述試驗(yàn)現(xiàn)象,通過比較臨界失穩(wěn)應(yīng)力、最終破壞應(yīng)力、分層縱向擴(kuò)展范圍等試驗(yàn)結(jié)果,系統(tǒng)地分析了分層缺陷對(duì)復(fù)合材料層板壓縮性能的影響.研究結(jié)果可為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷容限設(shè)計(jì)提供依據(jù).

《多層薄膜》被譽(yù)為層層自組裝的“圣經(jīng)”。在第1版中，曾提到“材料學(xué)家面臨著這樣一個(gè)問題，即修飾表面的同時(shí)保持其形狀和性質(zhì)不變。本書提供了在分子級(jí)別上順序復(fù)合材料薄膜的詳細(xì)信息，從而來替換和擴(kuò)充眾所周知的lb膜技術(shù)，

《多層薄膜》被譽(yù)為層層自組裝的“圣經(jīng)”。在第1版中，曾提到“材料學(xué)家面i腦著這樣一個(gè)問題，即修飾表面的同時(shí)保持其形狀和性質(zhì)不變。本書提供了在分子級(jí)別上順序復(fù)合材料薄膜的詳細(xì)信息，

以楊木單板為基材、玻璃纖維為增強(qiáng)材料,按照單板層積材的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制備增強(qiáng)復(fù)合材料層板。通過對(duì)復(fù)合材料層板進(jìn)行應(yīng)力分析,研究玻璃纖維布的鋪放位置和層數(shù)對(duì)復(fù)合材料層板力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:玻璃纖維越靠近復(fù)合材料層板的表層,層板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量越大;玻璃纖維向心層靠近,其增強(qiáng)作用明顯減弱。隨著玻璃纖維布層數(shù)的增加,復(fù)合材料層板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量均呈上升趨勢(shì)。玻璃纖維對(duì)復(fù)合材料層板的力學(xué)性能有顯著的增強(qiáng)作用,且玻璃纖維布的鋪放位置和層數(shù)與復(fù)合材料層板的力學(xué)性能密切相關(guān)。

采用壁板顫振分析的有限元方法,從壁板的正則化彎曲剛度、屈曲臨界溫升、顫振臨界速壓和極限環(huán)顫振幅值等參數(shù)的角度,分析了不同鋪層方向和不同鋪層順序?qū)雍蠌?fù)合材料壁板的顫振特性的影響,并給出了幾種常見鋪層方式層合復(fù)合材料壁板的顫振特性。結(jié)果表明,在設(shè)計(jì)復(fù)合材料壁板的鋪層方向和鋪層順序時(shí),一般可以通過壁板正則化彎曲剛度的大小來對(duì)顫振速壓進(jìn)行比較。但是在某些特殊的鋪層情況下,隨著溫度升高,發(fā)生頻率重合型顫振的耦合模態(tài)會(huì)發(fā)生演變,這時(shí)正則化彎曲剛度較大的壁板也有可能在較低的速壓下發(fā)生顫振。

采用分步求解的方法進(jìn)行復(fù)合材料壁板的熱顫振分析。先分析熱效應(yīng)產(chǎn)生的壁板附加剛度,再將壁板的熱剛度效應(yīng)引入到壁板顫振模型中進(jìn)行壁板顫振分析。通過一塊四邊固支壁板的熱顫振分析算例,驗(yàn)證了這種壁板熱顫振分析方法的正確性。進(jìn)而針對(duì)高速飛行器結(jié)構(gòu)中的復(fù)合材料壁板熱顫振問題,分析了三種不同鋪層方式的復(fù)合材料壁板在受到面內(nèi)均勻熱載荷時(shí)顫振臨界速度隨溫升的變化規(guī)律。結(jié)果顯示:(1)層合復(fù)合材料壁板的鋪層比例和鋪層順序?qū)Ρ诎宓臒犷澱衽R界速度都有明顯的影響;(2)溫升可導(dǎo)致壁板顫振臨界速度明顯降低,且鋪設(shè)方式不同,下降程度不同;(3)在顫振危險(xiǎn)模態(tài)不發(fā)生變化時(shí),壁板顫振臨界速度隨溫升而下降的趨勢(shì)近似呈線性關(guān)系。

采用改性木粉填充nbr,制成含改性木粉為0%、10%、20%、30%的nbr復(fù)合材料,研究并比對(duì)了復(fù)合材料物理性能的變化。結(jié)果表明:復(fù)合材料的硬度、100%定伸應(yīng)力提高;而拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、撕裂強(qiáng)度降低;各項(xiàng)物理性能都隨著木粉填充量的增加而增大。

對(duì)φ200mm的復(fù)合材料殼體的應(yīng)變率相關(guān)性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。分別對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)和應(yīng)變率約為0.105s-1的動(dòng)態(tài)情況進(jìn)行了試驗(yàn)。在動(dòng)態(tài)加載過程中,采用了航天四院設(shè)計(jì)的脈沖壓力發(fā)生器和外壓試驗(yàn)裝置,該裝置可在10～200ms將結(jié)構(gòu)件加載至破壞。試驗(yàn)結(jié)果表明:復(fù)合材料殼體具有比較明顯的應(yīng)變率相關(guān)性,與準(zhǔn)靜態(tài)加載條件相比,當(dāng)應(yīng)變率達(dá)到0.105s-1時(shí),φ200mm的復(fù)合材料殼體其外壓承載能力可以提高1.55倍左右。

【新材料】lcp液晶聚合物薄膜及復(fù)合材料市場(chǎng)

提出一種新型復(fù)合材料筒型基座結(jié)構(gòu)形式,其面板采用夾芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);通過系統(tǒng)阻抗特性分析理論預(yù)測(cè)面板結(jié)構(gòu)及材料參數(shù)對(duì)基座減振性能的影響規(guī)律;針對(duì)夾芯面板開展靜/動(dòng)力學(xué)特性試驗(yàn);以振級(jí)落差為減振效果評(píng)價(jià)指標(biāo),通過激振試驗(yàn)研究面板結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)基座抑振機(jī)制的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:在頻段ω<400hz,夾芯面板剛度能有效控制基座減振性能,隨著頻率的增加,面板剛度抑振機(jī)制減弱,阻尼高頻損耗抑振機(jī)制增強(qiáng);夾芯面板芯材厚度的增加對(duì)基座高頻抑振性能優(yōu)于表層厚度增加;面板對(duì)基座減振耗能貢獻(xiàn)高于環(huán)壁間阻尼芯材。

1氣瓶的基本結(jié)構(gòu)目前車用壓縮天然氣鋼質(zhì)內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶有兩種結(jié)構(gòu),其中常用的一種如圖1所示。氣瓶由三部分組成:內(nèi)膽;復(fù)合材料增強(qiáng)層;外保護(hù)層。圖1內(nèi)膽纏繞氣瓶?jī)?nèi)膽的選取非常重要,由于直接與介質(zhì)相接觸,首要條件就是介質(zhì)對(duì)內(nèi)膽不會(huì)產(chǎn)生腐蝕,同時(shí)還要滿足其它一些要求如:便于加工、耐高溫、耐高壓、要

東京大學(xué)的一個(gè)研究小組新近開發(fā)成功一種有機(jī)物-無機(jī)物多層膜復(fù)合材料的批量生產(chǎn)技術(shù)。這種復(fù)合材料是一種易于彎曲而且強(qiáng)度很高的新材料，適用于飛機(jī)機(jī)身等方面。

基于marguerre曲板理論、vonkarman大變形理論和氣動(dòng)力活塞理論建立超音速氣流中三維復(fù)合材料曲壁板的有限元模型。分析了不同邊界條件下復(fù)合材料曲壁板的曲率對(duì)曲壁板顫振邊界特性的影響規(guī)律。結(jié)果顯示:1)當(dāng)曲率較小時(shí),顫振是由曲壁板前兩階模態(tài)耦合產(chǎn)生,顫振臨界動(dòng)壓隨著曲率的增大而減小;2)當(dāng)曲率較大時(shí),顫振危險(xiǎn)模態(tài)會(huì)隨曲率增大而發(fā)生變化,顫振臨界動(dòng)壓也會(huì)表現(xiàn)出復(fù)雜的變化規(guī)律;3)曲率較小時(shí),四邊固支曲壁板的顫振臨界動(dòng)壓高于四邊簡(jiǎn)支曲壁板;4)當(dāng)曲率較大時(shí),四邊簡(jiǎn)支曲壁板的顫振臨界動(dòng)壓可能大于四邊固支曲壁板。

研究了caco3,mg(oh)2對(duì)軟質(zhì)聚氯乙烯(pvc)復(fù)合材料硬度、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的影響;同時(shí)考察了caco3粒徑對(duì)軟質(zhì)pvc復(fù)合材料的硬度、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的影響。結(jié)果表明,caco3與mg(oh)2對(duì)軟質(zhì)pvc復(fù)合材料硬度影響相差不大,但是含caco3的軟質(zhì)pvc復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度比含有mg(oh)2的高;在相同caco3含量下,含有粒徑11.86μmcaco3的軟質(zhì)pvc復(fù)合材料的硬度、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均比含有37.08μm粒徑caco3的軟質(zhì)pvc復(fù)合材料的大。

采用激光脈沖法測(cè)量了高密度聚乙烯/多壁納米碳管(hdpe/mwcnt)復(fù)合材料薄膜的熱導(dǎo)率.研究發(fā)現(xiàn)熱導(dǎo)率隨mwcnt含量增加而升高,并且在mwcnt含量小于3.35vt%(體積百分比)時(shí)熱導(dǎo)率隨mwcnt含量增加變化的速度明顯高于mwcnt含量高于3.35vt%的區(qū)域.當(dāng)溫度低于hdpe熔點(diǎn)時(shí),熱導(dǎo)率隨溫度變化很小,而當(dāng)溫度超過hdpe熔點(diǎn)時(shí),熱導(dǎo)率明顯增大.提出hdpe/mwcnt復(fù)合材料的熱導(dǎo)率與mwcnt導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的形成密切相關(guān);并建立了熱導(dǎo)率滲流模型,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相符.

通過選用三種不同剛玉粒度的砂布對(duì)塑木復(fù)合材料進(jìn)行不同轉(zhuǎn)數(shù)的耐磨試驗(yàn),研究了不同的砂布對(duì)塑木復(fù)合材料耐磨性能的影響。結(jié)果表明:砂布的目數(shù)越小,對(duì)塑木復(fù)合材料表面的磨損性越大。同時(shí)提出如對(duì)塑木復(fù)合材料的耐磨性能進(jìn)行測(cè)定比較,建議使用剛玉粒度為180目的3號(hào)砂布磨損1000r進(jìn)行試驗(yàn)。

塑料薄膜及柔性復(fù)合材料剪切模量測(cè)試技術(shù)

目的解決玻璃的防霧問題。方法采用溶膠．凝膠法在玻璃表面涂覆sio2和sio2復(fù)合薄膜，以改變玻璃表面的親水性。通過全因素試驗(yàn)研究了sio2，溶膠的制備溫度、sio2，薄膜的層數(shù)及sio2薄膜的層數(shù)對(duì)玻璃親水性的影響。結(jié)果sio2，溶膠的制備溫度對(duì)玻璃的親水性影響最大，其次是sio2層數(shù)，最后才是sio2的層數(shù)。隨sio2，溶膠的制備溫度的升高，以及sio2，層數(shù)和sio2，層數(shù)的增加，玻璃的親水性先上升，后基本保持不變。結(jié)論玻璃表面親水改性最佳制備工藝條件是sio：溶膠制備溫度為60℃，2層sio2，薄膜和2層sio2，薄膜。

為了研究劃傷對(duì)復(fù)合材料層合板承載能力的影響,通過對(duì)含劃傷試件和未損傷試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的方法研究了層合板劃傷處的損傷類型以及損傷演化過程；同時(shí)通過粘貼電阻應(yīng)變片來分析劃傷附近的應(yīng)變變化規(guī)律。結(jié)果表明:劃傷試件在加載初期主要以基體損傷為主,后期主要以纖維拉伸斷裂為主；劃傷的存在使得試件的形心與加載中心不重合,使試件在加載后期發(fā)生了彎曲變形。可見,劃傷明顯地降低了試件的承載能力。

采用二輥開煉和壓制成型的方法,以馬來酸酐接枝聚乙烯(mape)、馬來酸酐(mah)和(或)過氧化二異丙苯(dcp)處理木粉制備高密度聚乙烯(hdpe)基木塑復(fù)合材料(wpc),考察了幾種方法對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能及加工性能的影響,并借助掃描電子顯微鏡(sem)對(duì)復(fù)合材料界面進(jìn)行了形貌分析。結(jié)果表明:mah和dcp共同改性hdpe基wpc,在改善復(fù)合材料界面相容性的同時(shí)也提高了基體強(qiáng)度,材料綜合性能最佳。

以高密度聚乙烯(pe-hd)和馬來酸酐接枝聚乙烯(mape)共混物為塑料基體,以木粉(wf)為填料,采用壓制成型法制備了木塑復(fù)合材料。研究了mape含量對(duì)塑料基體和木塑復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明,mape含量對(duì)mape/pe-hd塑料基體和木塑復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度影響顯著;保持mape和pe-hd的總含量不變時(shí),當(dāng)木粉含量為30%時(shí),木塑復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度隨mape含量的增加而逐漸減小;當(dāng)木粉含量為70%時(shí),木塑復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度隨mape含量的增加而逐漸增大。

應(yīng)用細(xì)觀力學(xué)理論研究顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料界面損傷問題，分析顆粒界面局部開裂與均勻開裂同時(shí)存在時(shí)材料彈性性能的改變，討論損傷顆粒形狀對(duì)材料有效彈性模量的影響。所有分析結(jié)果均以顯式給出，以便于研究者參考及工程應(yīng)用。