复杂形状三维薄壁构件RTM制造工艺注模过程模拟

采用有限单元/控制体积方法,编写了RTM工艺注模过程模拟程序SHELLCV。SHELLCV程序包含三角形壳元和矩形壳元两种单元,可以模拟复杂形状三维薄壁构件的RTM制造工艺注模过程,得到任意时刻的树脂流动前峰曲线、压力场分布。与解析解比较验证了SHELLCV程序的稳定性和可靠性。算例研究表明SHELLCV程序可为工艺设计:注射口和排气口的布置,合模压力提供有效的参考依据。      

RTM工艺注模过程边缘效应模拟分析

RTM工艺需将纤维预制体预置到模具中,由于纤维预制体结构不均匀性和模具形状、尺寸等影响,极易产生边缘效应。边缘效应会严重影响树脂流场发展和压力场分布。本文作者采用等效渗透系数方法模拟边缘效应,得到了其影响下的树脂流动前峰曲线和压力场。研究表明:一方面边缘效应可能导致不期望的树脂流场发展而形成工艺缺陷——干斑;另一方面可以利用边缘效应提高工艺效率:常流率注射时减小合模压力和注射压力,常压力注射时可以减少注模时间。      

南堡凹陷3号构造区古近系东营组/沙河街组不整合结构特征

南堡凹陷古近系东营组/沙河街组(Ed/Es)不整合结构普遍发育,不同区域的发育特征不尽相同,其中南堡凹陷3号构造区就显示出了明显的差异性。综合三维地震、测井曲线、钻井岩芯、物性分析等资料,系统分析南堡凹陷3号构造区Ed/Es不整合结构岩石学、测井响应、物性以及空间分布特征。结果表明:Ed/Es不整合结构可以划分为不整合面之上的岩石、风化黏土层和半风化层3层,其中风化黏土层发育程度较低;不整合结构具有不同的岩石学特征,不整合面之上的岩石风化程度最低,泥质含量高,风化黏土层风化程度高,物性最差,半风化层受改造程度高,物性最好;不整合结构的分布在平面和空间上较为一致,不整合面之上的岩石和半风化层岩石在顺物源方向上较为发育,在垂直物源方向上发育程度较低,风化黏土层在垂直物源方向上中部地区较为发育,在顺物源方向上欠发育;不整合结构发育程度上的非均一性对油气产生不同影响,其中不整合面之上的岩石和风化黏土层主要作为油气的封盖层,半风化层则主要作为油气运移的输导层。     

基于神经网络的炭/炭复合材料烧蚀性能预测

采用人工神经网络(ANN)对炭/炭复合材料烧蚀性能进行了预测。确定了炭/炭复合材料的密度、 石墨化程度和基体炭类型为其烧蚀性能的关键控制因素, 通过人工神经网络表征了炭/炭复合材料的密度、 石墨化程度与其烧蚀性能之间的关系。在大量实验基础上对神经网络结构与参数发生变化时的网络性能进行了评估。结果表明, 当网络训练集规模、 隐层节点数、 初始学习率与动量项等参数的取值分别为35、 7、 0.5和0.2时网络预测性能达到最佳状态, 在此基础之上对炭/炭复合材料的质量烧蚀率进行了预测与评价。实践证明, 采用人工神经网络对炭/炭复合材料的烧蚀性能进行预测时误差小于11％, 满足工程实践的精度要求。      

基于三维载荷传递机制的单向复合材料纵向拉伸的多尺度模型

首先建立了单向复合材料代表性体积单元(RVE)载荷传递的三维有限元模型,阐述了载荷传递系数和载荷传递无效长度的计算方法。其次,基于单丝拉伸强度Weibull分布,引入Monte-Carlo概率随机数,建立了渐进损伤分析和强度预报的解析模型。再次,测量了东丽T700S和T800H以及国产GCT700和GCT800等四种碳纤维单丝拉伸强度,并通过拟合得到Weibull函数,作为力学模型输入;为验证模型有效性,用热压罐成型工艺制造了与碳纤维分别对应的四种单向复合材料,并测量其纵向拉伸强度。最后,模拟了单向复合材料纵向拉伸渐进损伤过程,并对四种碳纤维增强复合材料强度的预报值和实验值进行了对比分析,表明该多尺度力学模型能较为准确地预报单向复合材料损伤过程和拉伸强度。     

单向碳纤维/环氧树脂预浸料叠层的面内变形行为

为了充分了解热隔膜成型过程中预浸料的变形行为，通过偏轴拉伸测试探索了热固性单向碳纤维/环氧树脂预浸料在高温条件下的面内变形机制。研究参数包括试验温度、拉伸速率、预热时间和铺层顺序等。利用数字图像相关技术，在测试过程中监测单向碳纤维/环氧树脂预浸料的变形和纤维的旋转情况。结果表明，提高试验温度或降低拉伸速率均有利于促进单向碳纤维/环氧树脂预浸料的变形。铺层顺序对单向碳纤维/环氧树脂预浸料铺层的变形行为有很大影响，[45/–45/90]_S铺层方式比 [45/90/–45]_S铺层方式更有利于纤维旋转，且[45/–45/90]_S铺层方式变形阻力更小。采用铰链连接网(Pin-joined net, PJN) 理论对单向碳纤维/环氧树脂预浸料铺层变形过程中纤维角度变化进行预测并与实验结果进行对比，结果表明，用PJN理论预测的纤维旋转角度值与测试值存在较大偏差，说明其并不适用于预测热固性单向碳纤维/环氧树脂预浸料变形过程中纤维角的变化。同时，80℃预加热可以提高单向碳纤维/环氧树脂预浸料的变形阻力。      

光纤传感器在民用建筑结构中的应用

为了降低建筑结构的维修与维护成本,增加结构安全可靠程度,对建筑结构的健康状况在线监测与评估就显得十分重要,光纤传感器相对于传统监测手段具有体积小、与结构相容性好、灵敏度高、具有线性响应、信带宽、抗电磁干扰能力强、抗衰减能力强、安装方式灵活和可进行长期在线监测等特点,因此用于监测民用结构的研究非常活跃,新的传感器不断出现,并且已经开始在实际施工当中尝试进行如应变、应力、裂纹、振动等对安全至关重要的信息的监测,根据用途对适用于民用建筑结构的光纤传感器进行归纳分析,介绍了其原理、使用方法以及在应用过程中易出现的问题与解决方法,对光纤传感器在民用建筑结构中应用研究的发展方向提出了指导性观点。     

层合板连接结构挤压强度测试方法的研究

利用单钉单剪层合板连接结构挤压性能测试方法和单钉双剪层合板连接结构挤压性能测试方法 (ASTM D 5961A/B),对T700/5429开孔层合板螺栓连接结构的挤压性能进行试验研究,分析不同测试方法对开孔层合板连接结构挤压性能的影响。研究表明:两种试验方法中层合板连接构件均在连接孔处出现有效的挤压破坏形式,但单剪连接试验的稳定性差,影响因素较多,试验数据的离散性较大,且测得的连接结构的极限挤压强度和偏移挤压强度均低于双剪试验的结果。因此,双剪试验方法更适合用于复合材料层合板连接结构设计中挤压许用值的测量。     

富勒烯及其衍生物光限幅技术研究进展

富勒 激发态吸收光限幅研究在富勒烯光电子领域潜在应用研究中占据主导地位。本文介绍了富勒烯及其衍生物的激发态吸收光限幅技术的研究新进展。