碳-芳纶二维编织复合材料层板的抗低速冲击性能

为评价不同混杂结构复合材料冲击阻抗的混杂效应,通过引入芳纶纤维增强体制备了层间混杂(IE)、夹芯混杂(SA)、非对称混杂(US)和层内混杂(IA)的碳-芳纶二维编织复合材料,并通过落锤冲击实验研究了混杂结构对其冲击载荷、冲击吸收能量、损伤形貌等性能的影响.实验结果表明:层内混杂(IA)试样具有最高的峰值载荷(4.28 k N),比非混杂结构层板高37.2%;其他混杂结构试样中,峰值载荷均低于非混杂结构层板,层板IE的韧性指数DI值比层板SA的高31.5%,说明层间混杂结构表现出比夹芯混杂结构优良的冲击韧性;但IA的弹性应变能(5.964 J)最大,其他试样弹性应变能(几乎为0)远小于试样IA,表明试样IA在冲击过程中产生了较大的弹性变形,表现出优良的韧性性能.通过超声扫描成像系统观察并评价层板内部冲击损伤及失效机理可知:碳纤维层板产生了较严重的内部损伤,试样SA和试样US侧面产生了分层现象;试样IE的C扫描图像显示试样产生了程度较轻的内部损伤,但和试样IA相比,其蓝色区域分布范围较大;IA试样冲击内部损伤面积较小,说明碳纤维和芳纶纤维相互交织排列的层内混杂结构,表现出较强的塑性变形能力和良好的抗冲击性能.     

高性能纤维层叠复合材料的抗冲击性能研究

制备碳纤平纹机织布(T)、芳纶平纹机织布(K)、玻纤平纹机织布(G)、高强聚乙烯UD布(U)增强双酚A环氧乙烯基酯层叠复合材料,并对复合材料进行抗冲击性能测试。研究不同种类层叠复合材料的防弹性能以及防弹机理。结果表明:制备的高性能纤维不同层叠复合材料的抗冲击性能BPI值的大小关系是:UUUUGUTKGGKKTTKKKKKKGGGGTTTT;高性能纤维层叠复合材料着弹面纤维织物发生剪切破坏吸收能量,背弹面纤维织物发生拉伸断裂吸收能量;高性能纤维层叠复合材料的着弹面应选择抗剪切性能比较好的无机纤维碳纤、玻纤等;背弹面应选择抗拉伸性能较好的有机纤维芳纶、高强聚乙烯等。     

高性能纤维层叠复合材料的抗冲击性能研究

制备碳纤平纹机织布(T)、芳纶平纹机织布(K)、玻纤平纹机织布(G)、高强聚乙烯UD布(U)增强双酚A环氧乙烯基酯层叠复合材料,并对复合材料进行抗冲击性能测试。研究不同种类层叠复合材料的防弹性能以及防弹机理。结果表明:制备的高性能纤维不同层叠复合材料的抗冲击性能BPI值的大小关系是:UUUUGUTKGGKKTTKKKKKKGGGGTTTT;高性能纤维层叠复合材料着弹面纤维织物发生剪切破坏吸收能量,背弹面纤维织物发生拉伸断裂吸收能量;高性能纤维层叠复合材料的着弹面应选择抗剪切性能比较好的无机纤维碳纤、玻纤等;背弹面应选择抗拉伸性能较好的有机纤维芳纶、高强聚乙烯等。     

混杂方式对CF/GF/环氧混杂复合材料低速冲击性能的影响

针对复合材料抗低速冲击性能较差的不足,利用通用有限元软件ABAQUS建立了5种不同形式的混杂复合材料。利用基于刚度衰减的VUMAT子程序,对不同形式的混杂层合板进行了低速冲击仿真实验。结果表明:与纯碳纤维增强环氧树脂复合材料相比,玻璃纤维的添加可以提高材料的韧性,从而增加层合板的抗冲击性能;不同混杂方式的复合材料在承受冲击载荷时,吸收的能量不同,玻璃纤维靠近层合板表面铺设时吸收的能量最多,当玻璃纤维的布置靠近层合板上下表面时,材料的抗冲击性能提升最为明显。     

STF-柔性复合材料的防弹性能研究

为了研究STF-柔性复合材料的防弹性能和冲击耗能模式,首先使用纯Kevlar织物和STF的分散体系按照一定的工艺复合制备成ST F-柔性复合材料,然后采用万能材料试验机对其进行拉伸性能测试,并借助气控高速发射装置分别对不同SiO2固含量以及不同铺层角度的STF-柔性复合材料进行防弹性能测试,以单位面积吸收的能量来表征其防弹性能。结果表明：万能材料试验机低速作用时,纯Kevlar织物和ST F-柔性复合材料断裂强力基本一致,说明STF的黏度不会剧烈增加而影响人们的活动;随着SiO2固含量由0增加到45％,单位面积吸收能量由78．8J·m2/kg增加到87．4J·m2/kg,说明STF-柔性复合材料的防弹效果变佳;铺层角度对防弹性能的影响由优到劣的顺序为45°;、90°、0°。     

STF-柔性复合材料的防弹性能研究

为了研究STF-柔性复合材料的防弹性能和冲击耗能模式,首先使用纯Kevlar织物和STF的分散体系按照一定的工艺复合制备成STF-柔性复合材料,然后采用万能材料试验机对其进行拉伸性能测试,并借助气控高速发射装置分别对不同SiO2固含量以及不同铺层角度的STF-柔性复合材料进行防弹性能测试,以单位面积吸收的能量来表征其防弹性能。结果表明:万能材料试验机低速作用时,纯Kevlar织物和STF-柔性复合材料断裂强力基本一致,说明STF的黏度不会剧烈增加而影响人们的活动;随着SiO2固含量由0增加到45%,单位面积吸收能量由78.8J·m2/kg增加到87.4J·m2/kg,说明STF-柔性复合材料的防弹效果变佳;铺层角度对防弹性能的影响由优到劣的顺序为45°、90°、0°。     

碳/钢混杂纤维水泥基复合材料的性能研究

研究了碳 /钢混杂纤维水泥基复合材料的电性能和力学性能。结果表明 :单一碳纤维水泥基复合材料的体积电阻率在碳纤维用量为 0 .5 %时出现了“渗滤”现象 ,而当碳纤维与钢纤维混杂使用时可使水泥基复合材料的电性能出现明显的混杂效应 ,但是其力学性能并没有明显的混杂增强效应。     

Kevlar/丙纶织物交织阻力及其STF复合材料的防弹性能

采用Kevlar纤维作为原料,改变并织丙纶参数,试制14种平纹织物,以剪切增稠液体(STF)修饰织物,按照一定的复合工艺制备STF-Kevlar织物复合材料;采用万能材料试验机对织物进行交织阻力测试,借助气控高速发射装置测试复合材料的防弹性能,探讨不同的丙纶参数对复合材料性能的影响。结果表明:随着Kevlar织物中丙纶线密度的增加,加强纱线间的结合,织物交织阻力增大,复合材料的防弹性能变优;织物交织阻力与并织丙纶根数呈线性关系,纱线结合度高的区域扩大,复合材料防弹性能加强;织物中丙纶分布较密,复合材料在单位面积上吸收的能量较多。     

2D编织混杂复合材料圆管压缩和弯曲性能研究

通过玻璃/芳纶混杂纤维复合材料圆管的轴向静态压缩和三点弯曲实验,分析了复合材料圆管的压缩及弯曲性能,探讨了编织角和纤维混杂比对复合材料圆管压缩及弯曲性能的影响,并对其破坏形式进行了分析.结果表明:当编织角分别为30毅、45毅和60毅时,玻璃/芳纶混杂比为1颐1时圆管的压缩强度最低,圆管2G/2K-60的压缩强度最低为58.4 MPa,比纯玻璃纤维圆管G-60降低了约31.7%;另外,在相同编织角下,玻璃/芳纶混杂比为1颐3时圆管的弯曲强度最高,复合材料圆管G/3K-30具有最好的弯曲性能;当玻璃/芳纶混杂比分别为3颐1、1颐1和1颐3时,编织角越小,圆管的压缩强度和弯曲强度越大.可见,复合材料圆管的压缩和弯曲破坏机理与纤维混杂比及编织工艺参数有关.     

基于纤维包覆法制备碳纤维增强热塑性复合材料

采用热塑性长丝包覆碳纤维束和热压法制备单向碳纤维增强复合材料,测试了试样的拉伸和冲击性能,研究了长丝包覆在树脂浸润过程中缩短流程的作用。同时,采用了多向包覆法制备了聚酯/芳纶长丝包覆碳纤维束并得到单向碳纤维增强复合材料,包覆芳纶进一步提高了热塑性复合材料的力学性能,结果表明:和碳纤维增强聚酯复合材料相比,芳纶/碳纤维增强聚酯复合材料拉伸强度增加了22.8%和49.5%,冲击强度增加了65.8%和45.6%。     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

单面约束系统的微分变分原理与运动方程

研究单面约束力学系统的微分变分原理和运动方程。方法利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理．Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理,结果与结论得到系统的微分变分原理和带乘子的Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ形式,Ｎｉｅｌｓｅｎ形式和Ａｐｐｅｌｌ形式的运动方程。     

q-树的重构性

q 是一个正整数,所谓 q-树的图是递归定义的:最小的 q-树是完全图 K_q,一个 n+1阶的 q-树是通过在 n 阶 q-树上加上一个新点并连接这点与 n 阶 q-树中任意 q 个互相邻接的点而获得,其中 n≥q.1-树我们通常称为树.在本文中,证明了对任意正整数 q,q-树是可重构的.     

β-环糊精-毛细管区带电泳分离扑尔敏对映体

采用毛细管区带电泳模式,以β-环糊精为手性选择剂分离了药物扑尔敏的光学对映体.考察了在不同背景电解质 pH 值尤其是较低 pH 值下环糊精浓度对对映体表观淌度差的影响,并研究了有机改性剂尿素在分离中的作用.     

层状球形夹杂复合材料的弹性模量

利用层状球形夹杂在无限大基体中的局部化关系及平均应力场理论,给出了一种方法来分析含 n 种层状球形夹杂所构成复合材料的弹性模量.对于文献给出的空心玻璃球和高分子基构成的复合材料,该理论的预测与实验吻合很好.当表层稍失时,该理论退化为传统的 Mori-Tanaka平均应力场理论.     

CVD涂层硬质合金刀具的失效机理

通过系统的实验研究和理论分析,揭示了 CVD(化学气相沉积)涂层硬质合金刀具在磨损和破损状态下的不同的失效机理,并在机理分析的基础上,阐明了涂层硬质合金刀具对于切削条件的特殊适应性.     

特征关系与工艺决策

从并行工程的原理出发,提出了一个基于特征的并行 CAPP 系统.在特征建模的基础上,系统能够推理特征之间的关系,产生零件的特征向量图;利用加工知识库,通过动态规则匹配,系统可以确定特征的加工方法、加工参数及其加工顺序;通过优化确定最佳的工艺计划.