纺织复合材料纤维预制体力学性能测试方法研究进展

纺织复合材料具有质量轻、强度高，可设计性强等诸多优势，在航空航天领域得到广泛应用。纺织预制体的纤维结构对复合材料的最终力学性能有着决定性影响。然而，预制体的纤维结构在织造过程中不可避免地会发生宏观尺寸和微细观结构的变形，甚至产生褶皱缺陷。纺织预制体作为一种柔性骨架，其变形机制十分复杂。采用试验测试来表征预制体的力学变形特性是最直接、最有效的方法，也是建立理论和数值分析模型的基础。本文对纺织复合材料预制体的拉伸、压缩、弯曲、剪切和成型试验等测试方法进行了综述，讨论了不同测试方法的优缺点及适用条件，对后续的研究工作进行了展望。本研究将为预制体力学测试技术的改进、测试标准的建立和成型过程中的准确控形提供理论指导，对纺织复合材料的结构设计和工程应用起到推动作用。     

超高分子量聚乙烯纤维增强中空蜂窝模压复合材料性能研究

为研制车船等壳体所用的轻质、高强复合板材,选用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)短纤维纱,制备成单层经纬为120根/(10 cm)的平纹组织,采用多组经纱持续更替交织层的方法制成2L(1+0)型、4L(2+1)型、6L(3+2)型3种多层角联锁结构织物,采用扦插芯棒、模压成型方法制成菱形蜂窝状的热固性环氧树脂基中空板,并与2块真空吸液法制成的面板组成“三合一”复合板,同时测定了复合板材的结构特征及其平拉、平压和弯曲性能。结果表明:3种类型复合板的密度均远小于水的密度,其中6L(3+2)型最小,为0.48 g/cm³;复合板层数越多,环氧树脂越难渗透尤其是在中空板菱形交叉点处,复合板平拉、平压、抗弯曲强度则呈现递增,制成的6L(3+2)型复合板试样平压强度可达到1.03 MPa。     

3D打印裂隙岩体动态力学性能及能量耗散规律初探

地下岩体结构经常遭受到地震、爆炸、冲击振动等产生的动力扰动，利用3D打印技术的优势研究冲击荷载下岩体动态力学性能对实现3D打印技术在工程领域的应用具有重要意义。采用φ50 mm的变截面霍普金森压杆(SHPB)装置，对含预制裂隙的3D打印岩体试样进行动态单轴压缩试验。研究结果表明：试样的动态抗压强度随着预制裂隙倾角的增大呈现出先减小后增大的趋势，当预制裂隙倾角为30°时试样强度最小，当预制裂隙倾角为90°时试样强度最大。与3D打印岩体试样的静态单轴压缩强度对比发现，3D打印砂性材料具有明显的率效应，当应变率为139.65 s^-1时，3D打印岩体试样的动态抗压强度是静态抗压强度的4.34倍。预制裂隙缺陷在一定程度上加剧了试样的能量耗散和破碎过程，并且30°倾角预制裂隙对试样能量耗散和破碎结果的影响程度最大。同时，3D打印岩体试样的能量耗散过程与破碎块度表现出明显的自相关性，所用的3D打印砂性材料的宏观破碎结果与能量耗散之间的关系与天然岩石材料有一定相似性，为今后3D打印材料模拟天然岩体应用于动态力学试验的可行性奠定了基础。     

配分工艺对中碳Ti-Mo高强Q&P钢组织和性能的影响

摘要：采用盐浴实验、扫描电镜、透射电镜、拉伸实验和磨损实验等手段，研究了配分工艺对中碳Ti Mo钢组织和性能的影响，分析了不同配分工艺处理下的组织演变和性能变化。结果表明，显微组织主要由回火马氏体、渗碳体、(Ti，Mo)C粒子组成。随着配分时间的延长和配分温度的升高，板条马氏体数量减少，马氏体板条厚度增加，边界钝化。此外，随着配分温度从310℃提高至400℃，抗拉强度、硬度和低温冲击韧性同时下降，分别降低约250MPa、56HV和15J。最后，Ms以下温度配分（310℃）试样的耐磨损性能明显优于Ms以上温度配分（400℃）试样。Ms以下温度配分试样磨损表面形貌以塑性变形为主，Ms以上温度配分试样磨损表面以犁沟为主。     

针刺复合生态土工布的制备及植生性能研究

以黏胶短纤维和再生植物纤维为主要原料,采用短纤维干法成网-针刺加固工艺,在针刺密度为60～160针/cm2、针刺深度为3.5～ 12.0 mm、针刺频率为720～ 940次/min的条件下,制备单位面积质量在196～979g/m2、厚度在3.6～ 14.4 mm、再生植物纤维质量分数在39.6％ ～ 70.9％的针刺复合生态土工布,用于植生护坡.性能测试和植物种植试验结果表明:针刺复合生态土工布具有较好的力学性能和吸水保水性能,且对植物的生长具有良好的促进作用;随着针刺复合生态土工布单位面积质量的增加,其力学性能增加,吸水保水性能变好,发芽率、植株高度和植株质量也均呈现出增加的趋势.     

梯度铝蜂窝夹芯板的力学行为

梯度分层铝合金蜂窝板是一种有效的吸能结构,本工作在梯度铝蜂窝结构的基础上根据梯度率的概念,通过改变蜂窝芯层的胞壁长度,设计了4种质量相同、梯度率不同的铝蜂窝夹芯结构。通过准静态压缩实验,并结合非线性有限元模拟准静态及冲击态下梯度铝蜂窝夹芯结构的变形情况及其力学性能,分析对比了相同质量下梯度铝蜂窝夹芯结构在准静态下的变形模式以及冲击载荷下分层均质蜂窝结构和不同梯度率的分层梯度蜂窝结构的动态响应和能量吸收特性。结果表明:在准静态压缩过程中,铝蜂窝梯度夹芯板的变形具有明显的局部化特征,蜂窝芯的变形为低密度优先变形直至密实,层级之间的密实化应变差随芯层密度的增大而逐渐减小;在高速冲击下,梯度蜂窝板并非严格按照准静态过程中逐级变形直至密实,而是在锤头冲击惯性及芯层密度的相互作用下整体发生的线弹性变形、弹性屈曲、塑性坍塌及密实化;另外,在本工作所设计的梯度率中,当梯度率为γ₁=0.0276时,梯度蜂窝夹芯板的吸能性达到最好,相较于同等质量下的均质蜂窝夹芯板,能量吸收提高了10.63%。     

挤出型3D打印混凝土力学性能研究进展

介绍了3D打印混凝土的特点与前景,综述了挤出型工艺的3D打印混凝土的压、拉、折、剪基本力学性能以及增强措施。研究表明:打印层在喷嘴的挤压作用下密实度有所提高,但同时层间易形成薄弱界面,造成性能的各向异性,通过调整胶凝材料、掺入纤维、优化工艺、水浴养护、布筋等措施能有效改善。此外,提出了还需进一步研究的问题。