环氧树脂对玻璃纤维/水泥复合材料界面性能的影响

在细观单纤维拔出实验基础上,利用ANSYS有限元程序,结合生死单元方法,对环氧树脂接枝处理的玻璃纤维/水泥基复合材料纤维拔出行为进行数值模拟,获得了界面理想结合/界面非理想结合下的拔出荷载-位移曲线。讨论了环氧树脂光滑接枝与粗糙接枝对玻璃纤维/水泥基复合材料界面强度的影响,研究表明,环氧树脂接枝不仅具有良好的界面结合性,还具有良好的机械嵌合性。     

复合材料界面研究现状（上）

本文综述了复合材料界面研究现状,着重介绍了界面控制、界面表征及界面微观力学研究的国外最新进展.     

复合材料界面研究现状（下）

本文综述了复合材料界面研究现状，着重介绍了界面控制、界面表征及界面微观力学研究的国内外最新进展．     

同核双原子分子流体液汽界面的分子动力学模拟研究

引言流体的界面性质是化工、冶金、材料等工业生产和设计过程中所需的重要基础物性,近年来采用分子模拟方法从微观角度考察流体界面性质的研究日趋活跃。界面体系的分子模拟较为复杂、费时。目前对简单的球形单原子模型流体及其二元混合物液汽界面体系的研究已较为深入,如Holcomb等采用分子动力学（MD）模拟方法较系统地对Lennard-Jones(LJ）流体的液汽界面进行了研究;郭明学和李以圭采用等概率扰动MonteCarlo（MC）模拟方法考察了方阱流体的液汽界面,但对多原子非球形分子模型流体液汽界面体系的研究报道则很少,只有Thompson,Gu…     

复合材料界面研究现状 中

本文综述了复合材料界面研究现状，着重介绍了界面控制、界面表征及界面微观力学研究的国内外最新进展。     

石墨烯基聚合物复合材料热性能的分子动力学研究

在石墨烯上采用碳氢基链接枝的化学功能化法以提高石墨烯基聚合物复合材料的热性能。其中分子动力学模拟(MD)用于确定单层石墨烯和石墨烯基聚合物纳米复合材料的导热系数。采用非平衡分子动力学(NEMD)模拟研究了石墨烯的碳链功能化对石墨烯基聚乙烯纳米复合材料界面热导的影响,探讨了接枝密度(碳氢链数)对石墨烯和纳米复合材料导热性能的影响。     

陶瓷基复合材料疲劳损伤模拟与界面优化设计

本文从界面损伤模拟出发研究了陶瓷基复合材料(CMCs)的抗疲劳设计方法.以CMCs微观结构演变为切入点,在微观尺度建立复合材料各组分损伤机制的物理模型,然后集成到细观尺度的有限元分析之中,从而建立CMCs疲劳损伤的数值模拟方法,并对界面相组成、结构等因素影响疲劳性能的作用机制进行探究,以实现界面的抗疲劳设计.通过多尺度...     

聚合物基纳米复合材料的界面

对聚合物基纳米复合材料进行了简单的归类，综述了各种聚合物基纳米复合材料的界面研究进展。具体介绍了改善聚合物一热液晶聚合物(TLCP)纳米复合材料界面相容性的方法及TLCP的增韧机理、无机纳米粒子与聚合物界面相互作用对增强、增韧效果的影响及纳米粒子的增韧机理。并对纳米复合材料的界面研究提出了一些看法。     

纤维增强热塑树脂基复合材料界面问题

界面在高分子复合材料中占有很大比例,界面相互作用力的强弱决定着高分子复合材料的性能和应用,因此高分子复合材料的界面改性研究有着十分重要的意义。本文对树脂基复合材料中的结晶型热塑树脂复合材料界面和非结晶型热塑树脂复合材料界面问题进行了讨论和总结。     

OPEO表面活性剂在油水界面的分子动力学模拟

辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)是常用的非离子型表面活性剂,可以显著降低油水体系的界面张力。选择醋酸乙烯酯/水体系,通过改变OPEO中氧乙烯基的数量,采用MS7.0软件中的分子动力学(MD)模拟方法,在常温常压下对油/表面活性剂/水体系的界面生成能、界面厚度等指标进行测定,结果表明,氧乙烯基数量为12时,OPEO的界面生成能较高,降低醋酸乙烯酯/水体系界面张力的能力较好。     

赤藓糖醇微观固液相变及热传导的分子动力学研究

采用分子动力学方法对微尺度下赤藓糖醇的固液相变及热传导现象进行了模拟研究。首先选用GROMOS力场计算了赤藓糖醇固液两相的密度并将预测结果与实测值进行对比,验证了该力场的适用性。采用界面/NPT法模拟了赤藓糖醇的微观熔化过程,通过体系的体积突变得到预测熔点约为400 K,和实测值（392±1） K较为吻合。与直接加热纯固态赤藓糖醇的方法相比,该方法由于引入固液界面降低了成核自由能位垒,使得微观熔化过程的模拟更准确。此外,基于非平衡分子动力学方法研究了赤藓糖醇分子间的微观热传导现象。模拟得到液态赤藓糖醇的热导率为0.33～0.35 Wm^-1K^-1,与宏观实测值（0.33±0.02） Wm^-1K^-1保持一致。因为处于液态时赤藓糖醇的分子分布具有无序性,所以其热导率预测值几乎不随模拟系统的尺寸而变化。     

Mixed-mode failure of interfaces studied by the 2D linear elastic–brittle interface model: Macro- and micro-mechanical finite-element applications in composites

Macro-scale delamination and micro-scale fiber–matrix debonding events may notably affect the mechanical performance of fibrous composite elements. This article presents a two-dimensional finite-element (FE)-based formulation of interface of a small but finite thickness relying on the so-called linear elastic-brittle interface model (LEBIM) to be applied for simulation of an adhesive interface debonding and fiber–matrix decohesion failures. This modeling strategy is implemented in the commercial FE package ABAQUS by means of the user-defined subroutine UMAT. The practicability of the developed interface model is assessed through the comparison of the computational results with experimental data and with previous boundary element method (BEM) analyses using the LEBIM formulation. Specifically, LEBIM results for the interlaminar fracture toughness test showed an excellent agreement with experimental results (adhesive saw-tooth post-peak response was captured). Besides, studies of several micro-mechanical fiber–matrix configurations showed that fiber–matrix debonding events are the predominant failure mechanisms for moderate transverse loading values. The developed tool will certainly contribute to elucidate several open aspects regarding the interface crack behavior in fiber-reinforced composite materials.     

金属基聚合物复合材料短纤维桥接界面强化机理

针对金属基聚合物复合材料易诱发界面剥离损伤失效的共性问题,研究了通过多层复合组装注射成型,在聚合物复合层与粘接层界面形成短纤维桥接,实现复合界面强化.基于内聚力剥离损伤模型,构建了短纤维桥接强化界面剥离裂纹扩展断裂失效过程的模拟仿真技术,模拟建立了界面剥离裂纹快速失稳扩展断裂损伤失效临界载荷—桥接纤维特性—界面剥离断裂...     

利用超声细化羟基磷灰石制备胶原-羟基磷灰石复合膜的研究

为了克服市售颗粒状羟基磷灰石（HA）颗粒过大,与胶原复合后界面结合不充分的缺点,在不破坏HA本体晶格结构的前提下,采用超声细化法制备HA-胶原复合膜,通过对材料的拉伸强度的测试以及SEM形貌观察证实了此法的优越性。通过XRD、DSC和IR等手段考查HA在超声处理后与胶原的复合过程中,HA本体结构是否遭到破坏,界面是否发生化学反应以及超声细化处理是否有利于两种材料的复合。结果表明,HA经超声细化处理后,胶原-HA复合材料界面的黏合效果明显好于胶原-HA直接混合的效果,HA经超声细化后本体的晶格结构没有被破坏,而且胶原-HA复合膜界面有化学键C-O-P形成,宏观上表现为材料的拉伸强度增加。     

介孔复合材料内界面热阻及热导率

界面广泛存在于复合材料中,对介孔复合材料热物性起着决定性的影响,研究界面的导热特性对于认识和理解介孔复合材料的导热机制十分重要。利用非平衡的分子动力学模拟方法计算介孔复合材料中基材与填充物间的界面热阻,考察界面热阻随温度、材料质量差异的变化,进一步用界面热阻修正介孔复合材料的有效热导率。结果表明,界面热阻的数量级为10^-11m²·K·W^-1,并随温度升高逐渐降低。界面两端材料质量差异越大,界面热阻越高。可通过减小孔径、减小纳米线长度、增大纳米线间距、降低纳米线填充率来降低介孔复合材料的有效热导率。界面热阻能降低材料的有效热导率。孔径越小、纳米线间距越小、纳米线长度越长、填充率越高,界面热阻降低热导率效果越显著。     

Investigating the strength of Ti/TiB interfaces at multiple scales using density functional theory,molecular dynamics,and cohesive zone modeling

Titanium/titanium boride (Ti/TiB) composites are interesting technological materials with prospective applications in the aerospace, automotive, and biomedical industries. However, not much has been studied about the failure mechanisms of these composites. This article thoroughly investigates the adhesion and strength of two well-known Ti/TiB interface variants formed during the production of Ti/TiB composites below and above 910 °C, respectively. The studies were carried out using different theoretical methods at multiple scales, including density functional theory (DFT), molecular dynamics (MD), cohesive zone modeling (CZM), and the finite element method (FEM). First, we employed DFT to investigate the interfacial adhesion and strength of the selected planes. Then, MD simulations were utilized to study the misfit dislocation networks and derive interfacial CZMs for FEM modeling and simulation of composites. Our FEM simulations showed that the Ti/TiB interface has sufficient strength to transfer the shear load from Ti to TiB without debonding at room temperature. The results have confirmed the same phenomenon observed in some experimental studies and interpreted this phenomenon from a multiscale point of view. The research findings can be used in quantifying the failure stress of TiB whiskers directly from tension tests on Ti/TiB composites by ruling out the possibility of interface debonding.     

化学工程中的分子动力学模拟

综述了计算机分子动力学（MD）模拟的原理及其在化学工程,尤其是化工新技术研究方面的应用．文中提及的实例涉及表面及界面、复杂流体、超临界流体和膜等领域．对MD模拟今后的发展,包括其在化工研究中的作用也进行了评述．     

Dynamic tensile strength of polyurea-bonded steel/E-glass composite joints

The dynamic tensile strengths of E-glass composite/polyurea and polyurea/steel interfaces within the E-glass composite/polyurea/AL-6XN stainless steel joint were measured using a laser spallation technique. Values of 370?±?20?MPa were obtained for the polyurea/composite interface while a much higher value of 486?±?20?MPa was obtained for the steel/polyurea interface. Because of the transient nature of the stress pulse, the strain rate changes continuously as the interface stress builds up. A peak strain rate of 5?×?10⁵?s^?1 was estimated. The effect of moisture on the tensile strength of the E-glass/polyurea interface was also examined. The effect was found to be minimal, with the tensile strength stabilizing at 320?±?25?MPa after 30?days of exposure to a 90%RH, 50?°C environment. When comparing the strengths of corresponding interfaces in an epoxy-bonded joint from a previous study, it was concluded that polyurea results in a much stronger and durable joint.