含噁唑结构固化剂的分子动力学模拟研究

首先利用分子模拟技术建立了缩水甘油醚双酚A环氧树脂/二胺基苯并噁唑(E/ABO)固化环氧树脂体系的简单分子模型,并利用这些模型在计算机上对树脂体系的玻璃化转变温度进行研究,同时利用实验进行验证.结果表明,利用分子模拟技术可以很好地预测环氧树脂固化体系的玻璃化转变温度;同时新开发的E/ABO环氧树脂固化体系的玻璃化转变温...     

碳纤维/环氧树脂层压板疲劳性能研究进展

介绍了碳纤维/环氧树脂层压板的疲劳机理、复合材料界面的疲劳研究及疲劳性能的影响因素,总结了疲劳寿命预测研究及有限元数值模拟等方面的研究进展,并对复合材料疲劳性能方面进一步的研究进行了展望.     

玻璃钢与含CO2流体界面模型与MS模拟

在CO_2驱油项目中,由于CO_2是以超临界状态与水交替注入井下,局部形成了具有腐蚀性的CO_2和水的混合物.为研究玻璃钢(GFRP)与这种混合物的界面间相互作用,本文采用Material Studio(MS)模拟软件建立了环氧树脂与链烃、水、CO_2、H_2CO_3 4种纯净物流体之间的界面模型,以及树脂与链烃/水/CO_2、链烃/H_2CO_32种混合流体间的界面模型,并通过分子动力学计算得到了6种界面模型的最低能量结构和界面能.结果表明,链烃与树脂界面几乎不吸附,CO_2、水与树脂界面吸附较差,H_2CO_3与树脂界面能较高,能与树脂中的—NH_2、—OH基团形成氢键具有较好的吸附作用,即H_2CO_3是混合体系中与环氧树脂作用的主要物质.     

聚合物基复合材料低速冲击损伤的研究进展

聚合物基复合材料具有许多优异的性能,如比强度高和耐疲劳等,因此,被广泛应用于各个领域.然而,在其服役过程中,会受到低速冲击作用而产生明显或潜在损伤,易导致应力集中,形成安全隐患.为此,国内外科研人员对此展开了多方面的研究工作.本文综述了聚合物基复合材料低速冲击损伤及环境和材料结构对其影响的研究现状,归纳了环境作用后聚合物基复合材料的冲击损伤机理,总结了国内外对冲击损伤的测试与评估方法,对比了不同有限元模拟软件的分析方法,指出了目前研究中存在的问题,并展望了未来需要着重开展的研究方向.     

高低温交变湿热环境下外加载荷对不同孔隙率CFRP拉伸力学性能影响

通过高低温交变加速湿热循环试验及有限元模拟,研究了孔隙率和外加载荷对CFRP层合板湿热拉伸力学性能及界面破坏机理的影响.通过控制模压压力,制备出3种孔隙率的层合板;加载载荷分别为层合板最大弯曲载荷的30%、40%和60%.结果表明,孔隙率的增大是导致CFRP层合板湿热老化后拉伸性能大幅下降的主要原因,孔隙率越大,湿热拉伸强度下降越多.外加载荷能加速纤维与树脂基体界面脱粘,使材料湿热拉伸性能进一步下降,而且对不同孔隙率的层合板影响程度不一样,其中影响最大的是孔隙率为0.08的层合板,其次是孔隙率0.04的层合板,影响最小的是孔隙率为0.11的层合板.并且载荷越大,影响也越大,但其对材料湿热拉伸性能的影响远不如孔隙率的影响大.使用ABAQUS软件建立有限元模型,计算得到了层合板的各层拉伸应力分布,结果发现湿热循环导致90°层承受的拉伸应力上升,因此容易发生基体开裂及纤维/基体界面脱粘,导致力学性能下降,这一结果与试验结果相一致.计算得到的拉伸力学强度变化趋势与试验结果相一致.     

CF/PPES界面结构的XPS表征

复合材料中增强材料与基体间的界面具有复杂的结构，具有传递应力的能力。通过对界面结构的研究和表征，促进对复合材料界面近程结构的认识，扩大其应用领域。利用X射线光电子能谱(XPX)研究了碳纤维／杂萘联苯聚醚砜(CF／PPES)的界面状态和结构，证明了CE／PPES的界面上确有新的化学结构出现，使CF／PPES的宏观性能优异。     

面向高端装备零部件的稀土改性MCrAlY涂层

长期以来,在高温防护领域广泛应用的MCrAlY系列涂层受到了各国研究者和工程技术人员的持续关注。文中总结了哈尔滨工业大学纳米表面工程课题组近年来将稀土改性技术应用于制备热喷涂MCrAlY系列涂层的有关研究,结果表明：稀土改性可使NiCrAlY涂层的硬度提高30%~40%,涂层和基体间的结合强度达到60 MPa以上。加入稀土的NiCrAlY涂层热震抗力明显增加,其在1000℃的热震循环寿命超过100次以上。在1000℃条件下,加入稀土的NiCrAlY涂层在190 h后依然完整,表面无特殊变化;质量分数0.1%稀土氧化物涂层1000℃氧化250 h增重速率比未加稀土涂层降低了60.53%。加入稀土还可以显著提高NiCrAlY涂层的抗高温硫化能力及抗腐蚀性能。稀土改性可以有效改善MCrAlY系列涂层的高温性能,满足国家对高端装备零部件高温防护涂层的要求。     

硫醇分子在Au(111)表面吸附结构的DFT研究

采用分子模拟方法对硫醇分子在Au(111)表面上的吸附行为进行了研究。对于化学吸附过程,采用了密度泛函理论(DFT)的算法对甲基硫醇和2-巯基乙醇的吸附结构和能量进行了分析。优化结果显示在头基硫原子的多种吸附位置中bridge-fcc位是最稳定的,S-C键相对于金表面法线形成53~54°的倾斜角。对于全覆盖率下的自组装有序结构,采用了分子动力学方法比较了3种不同排布形式的稳定性,结果证明含有3种链取向的C(4×2)结构最稳定。另外,采用DFT方法对电子结构的分析显示,在bridge-fcc吸附位上,硫原子的p电子和邻近的金原子的d电子通过杂化形成了新的成键轨道和反键轨道,这一过程通过对硫和金原子反应前后的局部态密度的分析,进行了详细的论证。