内埋传感光纤用于复合材料冲击损伤探测的研究

提出了一种采埋入式光纤传感器对复合材料结构状态进行无损检测的新方法，将一种新颖的，结构简单的“城墙”型光纤传感阵列埋置于教－１１飞机的层合复合材料垂直翼尾试件内，用于探测复合材料结构内由于外部冲击造成的损伤等状态参数，实验结果显示了该方法探测复合材料结构状态的可行性。     

光纤传感器及其在复合材料结构健康监测中的应用

介绍了两种常用的光纤传感器-EFPI和FBG传感器,并应用其监测了复合材料成型工艺过程,结果显示这两种光纤传感器可以很好的监测的复合材料固化工艺中的固化应变及固化过程,对保证结构的健康状态和安全使用具有十分重要的作用.     

金属基智能复合材料

光导纤维是一种高功能材料 ,可以作为一种传递信息、能量的途径 ,制作成应变和温度等的传感器。在聚合材料中埋入光导纤维可制成具有较高可靠性的传感器件。但是很难象ＳｉＣ纤维增强金属基复合材料那样将光导纤维埋入金属和合金材料中。发现惟有石英型光导纤维有可能埋入到金属基体材料中 ,然而这种光导纤维却很脆又会与熔融铝金属起反应 ,因此它既不能用固态热压法也不能用铸造法将其埋入到铝基材料中。近年来开发了一种相间成形 /结合 (ＩＦ/Ｂ)法 ,成功地把光导纤维埋入铝基体中 ,而且不致于产生严重的损伤。能够把石英型单模光导纤维例…     

基于强度型光纤传感技术的复合材料薄板损伤声发射定位法

声发射具有对缺陷起始和扩展探测灵敏的特点,适用于复合材料薄板损伤检测,其中定位方法的研究是关键技术之一。文章结合光纤传感技术,设计并构建了声发射检测系统,实现了复合材料薄板的损伤源定位。基于三角定位原理,进行分布式光纤传感布置,在复合材料薄板上方获取损伤信号。然后将测得的信号依次利用DaubechieslO小波和Gabor小波进行背景去噪和信号峰值提取,从而获得损伤源释放的AO模态兰姆波传播到各个传感器的精确时间。最后由到达时间依据三角损伤定位算法建立非线性方程组,通过计算即可求出损伤源位置。相比其它方法,该方法具有非接触、无需测量对象材料参数的优点,在复合材料薄板损伤检测应用中有重要意义。     

可检测扭矩的机器人用触觉传感器

文章介绍一种用于机器人扭矩检测的触觉传感器。这种传感器由埋入弹性介质中的磁偶极子及用于检测位置、方向的磁阻元件构成,应用电阻效应,使其不仅能检测出法线力,而且还可以检测出剪力和扭矩。文章着重从结构原理及实验效果两个方面做了较为系统的介绍。图4幅。     

飞机复合材料构件的原位红外热成像检测

采用闪光灯激励红外热成像无损检测系统(IR-Thermography),对一组模拟飞机复合材料结构的人工缺陷试件进行了检测。结果表明,缺陷埋深是决定试验件中人工缺陷检测灵敏度和检测能力的关键因素;只要选取适当的检测工艺参数,热激励红外成像检测技术能可靠检测出复合材料结构中一定大小和埋深的分层、蒙皮脱粘及蜂窝芯体塌陷等缺陷,且检测不受工件表面形状的影响,该技术是一种高效、可靠的飞机复合材料结构原位无损检测方法。     

铝和钛形状记忆复合材料的制造与热机械行为

两种复合材料———Ｔｉ-Ｎｉ形状记忆合金纤维增强的 6 0 6 1铝基复合材料和Ｔｉ-Ｐｄ (Ｎｉ)形状记忆合金增强的钛基复合材料 ,已经采用各种工艺方法进行制造 ,并研究了其显微组织和热机械行为。在两种复合材料中 ,由于埋入的形状记忆合金的形状记忆效应在基体中产生残留的压缩应力引起屈服强度的提高。铝 和聚合物基复合材料机械性能的早期研究表明 ,采用Ｔｉ-Ｎｉ形状记忆合金纤维增强剂 ,机械性能得到改进。这些改进包括高温屈服强度和断裂韧性。考虑到这方面 ,以及其他期望的功能 ,如灵敏性 ,形状记忆合金纤维增强的复合材料可以被分…     

碳纤维增强复合材料层间界面缺陷超声成像技术

针对复合材料层压结构层间界面缺陷的无损检测与评估,通过分析超声波在碳纤维增强树脂基复合材料中的传播规律,研究入射声波在复合材料中的反射特性,利用入射声波在复合材料层间界面产生的反射信息,通过超声（B,T）扫描成像方法揭示复合材料层间界面缺陷及其三维分布。试验结果表明,采用短波长脉冲超声成像检测技术,可以有效地再现碳纤维增强树脂基复合材料层压结构中层间界面缺陷三维分布特征以及层间界面、铺层方向、纤维束取向等信息,为复合材料提供了一种有效的层间界面结构表征和缺陷检测方法。     

碳纤维增强树脂基复合材料结构的超声检测

随着复合材料结构及其制件在航空航天领域中的广泛应用,对复合材料的无损检测技术也提出了更高的要求。通过制作埋有不同大小人工缺陷的碳纤维增强树脂基复合材料的胶接结构、层压结构和蜂窝夹层结构试块,并对这些试块进行超声检测试验,分析了如何设置超声检测参数才能有效检出预埋缺陷的方法。结果表明:选取合适的检测设备和检测参数,能够全部检出人工预埋缺陷,验证了超声方法对碳纤维复合材料结构检测的有效性。     

高性能复合材料

以SiC纤维／铝复合材料为基的新型“活性”材料“智能材料与结构材料”这一新领域近年来受到了很大关注。由于埋入结构材料内的致动器材料（如形状记忆合金,压电陶瓷材料）而引起的结构材料形状变化行为,这种致动材料就被称做“活性材料”（active materials）。如果把这种材料系比做人体的话,其基体就起着肌肉的作用,增强纤维起骨骼的作用,     

碳纤维复合材料用于油气管道缺陷补强的电偶腐蚀分析

叙述了碳纤维复合材料用于管道补强的施工方法,介绍了碳纤维复合材料补强层的基本特点及电化学特性,分析了碳纤维复合材料补强层与管道的电偶腐蚀行为,对碳纤维复合材料用于管道补强的适用性进行了评价。     

原位反应法制备的碳化硅涂层/三维编织碳纤维的氧化性能研究

采用原位反应法在三维编织碳纤维(原纤维)表面制得β-SiC涂层,通过XRD,SEM,等温氧化失重和非等温热重分析等测试手段研究了制备方法对涂层性能的影响.结果表明:利用此法可得到均匀、完整,界面结合良好的涂层,涂层厚度增加,涂层/三维编织碳纤维(复合纤维)抗氧化性能增强.并对复合纤维氧化反应的机理进行了研究.     

Effect of fiber distribution on residual thermal stress in titanium matrix composite

Residual thermal stresses (RTS) of SCS-6 SiC/Ti-24Al-11Nb composite were analyzed by using finite element method (FEM). Three models of fiber array in the composite and the effect of fiber distance on the RTS were discussed. In all the three models compressive stress was found in the radial direction and tensile stress in the tangential direction. It is pointed out that, in real composite system, hexagonal fiber geometry is superior because the distribution and the magnitude of the residual stress are similar to those in single fiber model. In square fiber geometry, it is easier to make the matrix crack due to the larger residual tangential stress. RTS becomes very large and changes violently when the fiber distance is less than 15μm or so, therefore too high fiber volume is apt to result in matrix crack.     

SiC纤维增强Ti基复合材料的制备及性能

用纤维涂层法制备了SCS－6DSiC/Ti－10－2－3复合材料，测定了所制备复合材料的拉伸性能，分析了影响复合材料力学性能的因素。研究表明，磁控溅射可获得与靶材化学成分基本一致的纤维涂层。复合材料中纤维分布的均匀性、涂层中的氧含量及纤维／基体处的元素扩散与界面反应对复合材料力学性能有较大影响。     

层压法制备SiC_f/Al_2O_3复合材料的抗弯性能研究

以氧化铝为填料,硅溶胶为粘结剂,碳化硅纤维布为增强纤维,使用层压法制备SiCf/Al2O3复合材料,并对该复合材料做了抗弯性能试验。结果显示,随处理温度的升高,基体缓慢释放出的结合水会对纤维造成氧化损伤,使试样的抗弯性能下降,但是材料始终表现出非脆性断裂行为,这与基体与纤维之间未形成强结合有关;包裹氧化硼玻璃后在空气中对SiCf/Al2O3进行处理后,氧化硼玻璃能有效阻止空气与纤维的接触,防止了纤维在高温下被氧化,分析表明在600、700、800℃保温0.5、1、1.5、2 h后,抗弯强度变化不大。     

碳纤维增强复合材料双面埋头压铆模拟分析

铆接技术作为一种不可拆卸的连接方式,在飞机装配过程中被广泛使用，同时碳纤维增强复合材料由于自身优异的力学性能也成为了航空工业中热门。在碳纤维增强复合材料铆接的过程中,铆钉的变形会对铆接的碳纤维增强复合材料造成损伤,从而影响铆接的质量以及其使用寿命。针对这一问题，使用有限元仿真软件ABAQUS创建复合材料双面埋头压铆三维模型，通过ABAQUS子程序接口编写VUMAT用户材料自定义程序，分别取Hashin准则和Puck准则的优势作为三维失效准则，选用合理的刚度退化方式对压铆后的复合材料的渐进损伤进行分析。通过ABAQUS对复合材料压铆过程模拟，得到铆钉在压铆过程中的成形规律和复合材料层合板的主要损伤失效形式为基体的压缩和拉伸、纤维压缩以及其损伤失效的扩展方向。     

短纤维增强金属基复合材料拉伸变形的屈服行为的理论研究

运用空间轴对称弹塑性有限元方法的混合律模型,推导出应力应变分配系数的解析表达式。并由此提出了一种新的定义复合材料比例极限和屈服强度的方法,进而研究了材料参数（纤维长径比、纤维体积分数、纤维根间距和基体应变硬化指数）对短纤维金属基复合材料拉伸变形行为的影响。     

Effects of precoating and calcination on microstructure of 3D silica fiber reinforced silicon nitride based composites

1 Introduction Continuous fiber reinforced ceramic matrix composites, such as C/SiC, C/Si-C-N, C/Si-O-C and SiC/SiC systems[1?5], have received considerable attention because of their excellent thermal stability, light mass and high toughness, etc. Among…     

SiC纤维增强高温合金复合材料可行性分析

SiC纤维增强金属基复合材料因耐高温、低密度等特点,在航空航天领域逐渐推广。为进一步提高SiC纤维增强金属基复合材料的使用温度,国内外开始尝试将SiC纤维与高温合金进行复合,以期发挥两者的优点,获得性能更加优良的高温结构材料。但SiC纤维增强高温合金复合材料发展缓慢,诸多尝试均未取得突破性的成功,界面问题是制约该类材料发展的"瓶颈"。虽然在克服界面反应方面也采取了诸多尝试,但该问题并未获得实质性的解决,因此有必要从根源入手对SiC纤维增强高温合金复合材料这一研究方向的可行性进行探讨。本文采用资料研究和实验研究相结合的方式,从SiC纤维增强高温合金复合材料的发展历史、界面反应问题的解决方案、SiC与高温合金界面反应的本质等几个方面逐层展开、一一论述,对SiC纤维增强高温合金复合材料的可行性进行阐述和分析。     

双曲壳结构复合材料的热临界屈曲温度研究

以双曲壳结构复合材料为研究对象,利用Block-Lanczos研究分析法对复合材料层合双曲壳结构在温度场下热屈曲行为进行研究,并研究了复合材料层合双曲壳铺层厚度、边界条件、纤维方向等对临界屈曲温度的影响。结果表明:在均匀温度场下复合材料层合双曲壳临界屈曲温度与边界条件、铺层厚度、纤维方向有密切关系并成一定规律分布。通过对复合材料双曲壳结构的热屈曲性能分析,为复合材料结构设计和实际工程应用提供了一种有效的分析及建模方法。