复合材料对称元件的缓冲吸能性能研究

复合材料对称元件的缓冲吸能特性受到越来越多的关注,并已在工程中得到应用。试验研究表明在相同重量下,设计合理的复合材料对称元件可以比金属元件吸收更多的冲击能量。在笔者的研究基础上,综述了复合材料对称元件缓冲吸能性能试验研究的主要成果,包括元件的宏观压溃模式、载荷-位移曲线、微观破坏形式和影响因素,然后论述了复合材料对称元件缓冲吸能特性分析研究的代表性成果,比较了这些分析模型之间的优缺点,并提出了应进一步研究的内容。     

蜂窝厚度对纸蜂窝/聚乙烯泡沫复合层状结构的动态缓冲吸能特性的影响

针对纸蜂窝与聚乙烯泡沫的2种复合层状结构的缓冲防护作用，研究分析在不同跌落冲击条件下蜂窝厚度对其加速度响应、压缩变形和缓冲吸能特性的影响规律。在静态压缩中一层蜂窝对应一个应力波峰，而跌落冲击动态压缩中较大厚度蜂窝会出现次坍塌行为导致的小应力波峰，蜂窝厚度的增加能够提高聚乙烯泡沫及其复合层状结构的抗冲击能力。对于厚度为10、15、20、25 mm的纸蜂窝与聚乙烯泡沫的复合层状结构，在低冲击能量作用下蜂窝厚度的增加降低了缓冲吸能特性，而在高冲击能量作用下蜂窝厚度的增加能提高能量吸收能力。但是，大厚度70 mm纸蜂窝与聚乙烯泡沫的复合层状结构的缓冲吸能效果相对较差。对于相同的蜂窝厚度情况，在相同的冲击质量或冲击能量作用下，单面复合层状结构的应变能、比吸能和行程利用率相比双面复合层状结构分别提高了11.5 %、39.1 %和16.2 %，缓冲吸能效果更好。     

复合材料结构耐撞性能的数值模拟研究

本文研究了复合材料结构耐撞性能数值模拟的策略和方法,包括接触-碰撞有限元理论、复合材料层板缓冲吸能模型和薄弱单元,并在DYNA3D(研究版)软件中加入了复合材料板缓冲吸能模块.采用改进后的程序对波纹梁盒段的坠毁过程进行了数值模拟,并将正面坠毁的数值模拟结果与试验结果进行了比较.结果表明本文采用的理论和有限元模型是合理可行的,同时还对波纹梁盒段斜碰撞的情况进行了数值模拟.本文所提出的方法为复合材料结构的耐撞性设计分析提供了一种有效的工具.     

格构腹板增强泡沫夹芯复合材料准静态压缩吸能试验

复合材料夹层结构具有轻质高强、弯曲刚度大、耐腐蚀、可设计性强、抗冲击、吸能效果好等特点,用玻璃纤维增强复合材料制作面板和格构腹板,以聚氨酯泡沫作为芯材,采用真空导入成型工艺,制备格构腹板增强泡沫夹芯复合材料试件。保持试件的平面尺寸不变,改变腹板间距、腹板高度、腹板铺层数和泡沫密度等参数,对试件进行准静态轴向压缩试验,对比研究其吸能性能。得到以下结论:格构腹板间距和厚度对抗压承载力和吸能性能影响较大,而泡沫芯材的密度影响较小;该新型复合材料的抗压承载力以及吸能性能随着腹板所占的体积比增大而增大,格构腹板对芯材的承载及吸能增强效果显著。     

泡沫填充GFRP复合材料圆筒的轴向压缩吸能特性

泡沫填充圆筒是一种新型碰撞吸能结构,具有较好的吸能特性,现已广泛应用于汽车安全设计、航天器回收等领域。本文提出了一种以聚氨酯泡沫(PU)作为芯材,外侧缠绕玻璃纤维布并通过树脂室温固化形成的新型玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筒体结构。通过这种泡沫填充GFRP圆筒的轴心受压试验,研究了泡沫密度、外壁厚度以及筒体高度对泡沫填充GFRP圆筒的力学性能与吸能能力的影响。     

“CHINAPLAS 2012国际橡塑展”回馈社会 业界与院校师生联手设计未来汽车

未来汽车的用料及设计将是怎样?一如既往强调安全、性能、美观,还是讲求节能、环保呢?据有关资料显示,由于塑料较钢材等车用材料轻、在碰撞中能起到缓冲及吸能作用,极为符合汽车工业追求节能、环保及     

复合材料管的缓冲吸能研究

本文综述了复合材料管受轴向载荷的缓冲吸附研究进展，介绍了复合材料管的破坏机理，影响缓冲吸能特性的因素及吸能特性的分析模型，指出了这一领域的进一步研究方向。     

碳纳米管在聚合物基吸波复合材料中的应用

碳纳米管作为一种新型电磁吸波剂,因其独特的物理和化学性能引起了人们极大的关注。本文简述了碳纳米管的吸波机理及吸波性能的表征,重点介绍了碳纳米管在聚合物吸波复合材料中的应用,如碳纳米管/树脂基复合材料、碳纳米管/导电高聚物复合材料、碳纳米管/橡胶基复合材料,最后展望了吸波材料的发展方向。     

碳纤维复合材料管件与金属配件销钉连接的研究

碳纤维复合材料因其轻质、高强等性能在汽车领域得到广泛应用。碳纤维复合材料吸能盒作为汽车的重要部件,在汽车装配中与金属配件的连接问题是研究能量吸收的重要方向。为研究能量吸收盒的装配可行性问题,本文采用机械连接中的销钉连接方式首先研究了开孔对管件的能量吸收影响,其次通过正轴向、偏轴向准静态压缩实验分析复合材料管件与金属配件悬垂式与非悬垂式连接的能量吸收性能差异并观察其破坏过程,结果表明,底部开孔对管件能量吸收无较大影响,本文设计的悬垂式销钉连接方式无法稳定有效吸能,不具有可行性,非悬垂式销钉连接方式具有可行性,可采用非悬垂式销钉连接进行进一步研究。     

结构型吸波复合材料的研究进展

结构型吸波复合材料具有吸波性能好、质量轻、可承载等优点,已成为当代吸波材料的主要发展方向,对隐身材料的设计和制造有着重要意义。本文从纤维增强体的截面形状和制备工艺、纤维的铺排结构和夹层复合结构、吸波剂改性等影响吸波复合材料吸波性能的主要因素出发,系统地总结了结构型吸波复合材料的最新研究热点和成果,并指出吸波复合材料的未来发展方向。     

结构型吸波复合材料研究进展

介绍了结构型吸波复合材料的发展历程,重点阐述了国外热塑性混杂纱型、多层结构和夹芯型、耐高温型和智能型结构吸波复合材料的最新进展,表明结构型吸波复合材料是一种多功能复合材料,它既能作为承载结构件,具备复合材料轻质高强的特点,又能吸收电磁波,是当代吸波材料发展的主要方向。并结合结构型吸波复合材料的优化设计方法,指出了结构型吸波复合材料未来发展的方向。     

聚氨酯在汽车上的应用

汽车工业是聚氨酯的主要消费市场，本文叙述了聚氨酯材料在国内外汽车上的应用，包括聚氨酯泡沫垫材如汽车座垫、靠垫、头枕和扶手和吸能缓冲材料和如缓冲仪表板、保险杆、挡泥板和车身材料。     

复合材料吸能圆管轴向准静态压缩失效机理研究

提出了一种复合材料吸能圆管轴向准静态压缩的仿真方法,用于分析该吸能圆管在准静态压缩过程中的失效机理。同时采用壳单元在ABAQUS中建立了一个复合材料吸能圆管准静态压缩仿真模型,该模型采用Hashin准则来判断材料是否达到失效状态,当达到失效极限时,对网格进行删除以模拟管壁的断裂过程,并根据对应实验建立了压头模型和底座模型以确定仿真的加载和边界条件。最后利用ABAQUS/explicit求解器计算得到该模型的最终仿真结果。结果表明,最大载荷与平均载荷的仿真结果相对于实验结果均具有较小的误差。     

叠层成型用吸胶材料吸树脂量分析

本文介绍ＱＹ８９１１／Ｔ３００叠层复合材料成型过程中及胶材料吸树脂量的试验情况，对吸胶材料单位面积吸树脂量进行了分析，为ＱＹ８９１１／Ｔ３００叠层复合材料成型中吸胶系统的设定提供了试验依据。     

片状FeSiAl/Al2O3共填充聚偏氟乙烯复合材料的吸波导热性能研究

以片状铁硅铝(FeSiAl)与氧化铝(Al₂O₃)为功能填料、聚偏氟乙烯(PVDF)为基体制备了系列吸波导热复合材料，同时加入硅烷偶联剂进行表面改性，详细研究了不同填料的配比与偶联剂处理对复合材料吸波和导热性能的影响。结果表明，经偶联剂处理后，当片状FeSiAl与Al₂O₃的填充量都仅为20%(质量分数，下同)时即获得良好吸波性能，最低反射损耗值达到了-37.1 dB，而当FeSiAl与Al₂O₃的含量分别为20%和30%时，热导率较纯PVDF提升了168.2%；通过将片状FeSiAl和Al₂O₃两种填料进行复配并结合偶联剂处理，在较低填充量下实现了吸波和导热性能的兼顾提升。     

铁氧体复合材料吸波性能研究进展

介绍了铁氧体吸波材料的概况。重点总结了近年来铁氧体复合材料的研究现状和吸波性能。详细介绍了聚苯胺/铁氧体复合材料、环氧树脂/铁氧体复合材料以及铁氧体与其它导电聚合物的复合材料的吸波性能,这些复合材料将是今后吸波材料研究和发展的重要方向。针对未来发展提出了建议。     

碳纤维增强复合材料微波吸收性能研究进展

传统的铁基复合材料和陶瓷基复合材料存在密度大、吸收性能差、吸收频带窄等缺点，在电磁波吸收领域应用受限。近年来，碳基复合材料具有密度低、电导率高等优点，成为备受关注的吸波材料。碳纤维增强复合材料（CFRP）作为一种轻质、高强度、高刚度和耐高温的材料，在吸波材料领域具有独特的优势。文章介绍了吸波材料的作用机理和电磁波损耗机理，并综述了近年来碳纤维增强复合材料（CFRP）吸波改性的研究进展。其中吸波改性主要分为两大类，一类是在材料基体中引入特殊的物质和结构，包括磁性金属改性、纳米改性、表面结构改性；另一类则是对材料表面进行涂层处理，包括复合涂层和梯度涂层。文章对CFRP吸波复合材料的发展趋势进行展望。     

结构型碳纤维吸波复合材料的研究及应用

结构型碳纤维吸波复合材料结合了复合材料轻质高强的结构优势和吸波特性,是雷达隐身材料的重要发展方向。本文主要从异型截面碳纤维、手性碳纤维和碳纳米管等新型吸波碳纤维增强体以及夹芯结构、点阵结构形式等方面总结了结构型碳纤维吸波复合材料国内外的最新研究和应用进展,并指出了未来发展方向。     

诱导孔对AL–CFRP混合管轴向压缩变形行为影响

为了研究了不同数量、位置和尺寸的诱导孔对铝–碳纤维复合材料混合管(AL–CFRP混合管)压缩变形模式与吸能特性的影响,建立了AL–CFRP混合管的有限元模型,并利用试验对有限元模型进行了验证。结果表明:诱导孔的数量、位置和尺寸均对AL–CFRP混合管压缩变形与吸能特性有较大影响;单排诱导孔时,混合管的变形模式随孔的数量增多逐渐由混合模式变化为手风琴模式,降低了初始峰值载荷,提高了吸能特性,但诱导孔数量不能过多;多排诱导孔时,诱导孔开设在管件端部能够使AL–CFRP混合管吸收更多的碰撞能量;同时,诱导孔尺寸从上往下依次降低能够使AL–CFRP混合管的吸能过程更加稳定,吸能效率更高,吸收的能量也越多;但过大的诱导孔尺寸,将降低管件的吸能能力,同时改变其变形模式。     

纳米吸波材料的研究现状与发展趋势

评述了纳米吸波材料的特性及吸波原理,介绍了纳米铁氧体吸波材料、纳米金属吸波材料、纳米陶瓷吸波材料、纳米导电高分子吸波复合材料、碳纳米管吸波材料、纳米复合吸波材料研究现状及发展情况,指出了纳米复合吸波材料是未来纳米吸波材料的研究重点。