GLARE层合板抗低速冲击性能分析与数值模拟

采用不同冲击能量对玻璃纤维增强铝合金层合板(GLARE层合板)进行落锤低速冲击试验,得到了冲击载荷、位移和能量与时间的关系曲线。在不同冲击能量下,对层合板的冲击响应以及冲击过程中的损伤演化进行了分析。结果表明,不同冲击能量下基体压缩损伤面积随着冲击能量的增大而增大,而冲击能量相同时,受冲击面方向的第一、二层基体拉伸损伤面积远大于第三、四层,玻璃纤维/环氧树脂预浸料的铺层顺序以及方向是影响层合板抗冲击性能的主要因素。基于ABAQUS建立了GLARE层合板的低速冲击有限元分析模型,数值模拟结果说明:在低能量冲击时采用延性损伤准则作为铝合金材料的损伤判据是合理的。     

基于落球法的复合材料板冲击特性试验

为研究落球冲击法对复合材料的多次冲击变化规律,采用落球冲击装置对玄武岩纤维板以及玻璃纤维板两种复合材料层合板进行了低速冲击试验研究。利用压力传感器记录了落球冲击过程中冲击载荷时程曲线,并且以此计算了位移时程曲线以及能量时程曲线。试验结果表明:落球冲击所引起的复合材料板损伤与落锤冲击损伤形态不一致,更多产生基体开裂、板体断裂等损伤形式,多次冲击对复合材料板会产生累积损伤,多次冲击以后板体的载荷峰值减小,回弹速度变小,吸收能增大。在同等冲击次数下,玄武岩纤维板的抗冲击能力会高于玻璃纤维板。试验结果说明利用落球冲击法对复合材料板的抗冲击特性进行评定是合理的。     

复合材料层合板低速冲击损伤阻抗性能影响因素研究

基于复合材料层合板的结构特点及典型损伤和破坏模式,建立了基于ABAQUS有限元软件的复合材料层合板低速冲击模型.与实验数据对比结果表明,该模型可以准确地模拟复合材料层合板低速冲击损伤阻抗特性.采用该有限元模型,研究复合材料层合板的铺层材料面内性能和铺层角度等参数对其在低速冲击作用下损伤阻抗性能的影响规律.分析结果表明,提高铺层纤维方向拉伸模量可明显提升其抗冲击损伤能力,在复合材料层合板中增加±45°铺层数量能明显提升其抗分层能力,而提高其它方向弹性模量对复合材料层合板低速冲击损伤阻抗性能的影响不明显.     

复合材料层合板低速冲击及其剩余压缩强度

为了研究冲击能量对层合结构冲击性能及吸能特性的影响规律,本文主要采用不同冲击能量作用下的复合材料层合板低速冲击性能及其剩余压缩强度的研究方法.通过低速冲击实验,研究了冲击能量对复合材料层合板的损伤影响.通过准静态压缩试验,较好地分析冲击能量对试件的压缩剩余强度的影响.     

玻纤铝合金层板受低速冲击损伤实验和仿真

为了研究GLARE板受冲击载荷下破坏机理。落锤实验分析了GLARE板抗低速冲击性能,给出了其在实验中的破坏响应。实验分析了该材料的时间接触力曲线、时间变形曲线、时间能量吸收曲线、以及变形接触力曲线变化过程和试件两面的铝合金层的破坏情况。在ABAQUS软件中,建立了落锤低速冲击的有限元模型。通过对比在不同冲击能量时实验和数值模拟的时间接触力曲线、时间变形曲线、时间能量吸收曲线和铝合金层的破坏,验证了有限元模型的可靠性。在分析对比不同冲击时复合材料和铝合金破坏之后,发现复合材料层的破坏程度变化并不大,相反铝合金层的破坏程度有较大变化,所以铝合金层在材料整体抗冲击性能起重要作用。     

低速冲击碳纤维增强铝合金层合板力学响应

基于ABAQUS/Explicit建立低速冲击碳纤维增强铝合金(CFRP/Al)层合板有限元模型。采用Johnson-Cook本构模型模拟铝合金蒙皮力学行为,使用材料子程序VUMAT定义3D Hashin准则,以此判定碳纤维增强复合材料层内失效,Cohesive单元模拟层间胶粘层分离与分层损伤。模拟结果表明,铝合金蒙皮可以有效提高碳纤维增强基复合材料抗冲击性能,并且随着蒙皮厚度增加,CFRP/Al层合板变形量、接触力峰值会有所增大,吸能量和剩余冲击能占比有所减小;随着冲击能增加,层合板变形量、吸能量、接触力峰值、剩余冲击能占比皆呈增大趋势。     

FRP/金属混杂层合板低速冲击损伤数值分析

在三维动态有限元分析的基础上，对层合板的低速冲击损伤进行数值模拟，研究其在受载过程中的应力状态，并用Chang-Chang面内失效准则和分层判据进行损伤分析．对损伤的单元进行相应的刚度退化和分层形状、面积的模拟计算．通过具体算例以及与文献中的结果相比较．验证了模型的可靠性和方法的有效性，并对比了纤维增强金属层合板（FRMLs）与传统纤维增强复合材料层合板（FRP）的冲击损伤面积．说明FRMLs具有较好的抗冲击性能。     

层间混杂复合材料的弹道侵彻性能研究

结合高性能纤维材料力学性能的差异设计并制备碳纤维、对位芳纶和高强玻纤织物增强单一和厚向层间混杂防弹复合材料,进行弹道侵彻试验并表征冲击能量吸收和弹道极限指数BPI.试验表明就单一复合材料而言,Kevlar129芳纶纤维防弹性能优于S2玻璃纤维,T300-6K碳纤维相对较差,而厚向层间混杂复合材料能有效地提升三种纤维的防弹性能.在此基础上,结合复合材料在弹道侵彻下的冲击响应、破坏模式以及能量的吸收的模式对抗弹道侵彻机理进行了初步探讨.     

纺织结构复合材料铺层顺序设计与力学性能分析

为研究铺层顺序对纺织结构复合材料力学性能的影响,将玻璃纤维平纹织物与玻璃纤维双轴向缝编毡按照5种不同的铺层方案铺叠,并用真空辅助成型方式制备成复合材料。利用落锤冲击试验机与万能试验机对具有不同铺层顺序的5种复合材料进行抗冲击性与抗拉强度测试。结果表明:合理设计铺层顺序可以改善纺织结构复合材料的力学性能;其中将两种不同结构的增强织物进行交替排列,可以获得具有较高单位吸收能量和优良经纬向抗拉强度的复合材料。     

铺层次序对于碳／玻璃混杂复合材料破坏过程的影响

本文使用有限元方法模拟了三种碳/玻璃编织状混杂复合材料层合板的破坏过程，三种层合板有相同的碳纤维和玻璃纤维的体积比和重量比。层数比相同铺层次序不同，假设碳纤维层首先破坏，计算了破坏处周围的最大拉伸应力、拉伸应变和层间剪切应力，从应力、应变分析和能量分析的观点探讨了铺层次序对于混杂复合材料破坏过程的影响，结果表明：铺层次序影响着脱层破坏的出现，三种分析方法可以得到一致的结论，并与试样断口分析的结果相吻合。     

10Gbit/s时分波分混合复用无源光网络系统

为了解决时分复用无源光网络的低带宽、高延时和波分复用无源光网络的高成本、低利用率的问题,提出一种新型时分波分混合复用无源光网络系统。利用马赫曾德尔干涉光开关阵列和高速铌酸锂马赫曾德尔调制器,可灵活、快速地为不同光网络单元传递数据包,减少了光调制器的使用数量,降低了系统成本。该系统结合光载波抑制调制和波长重用技术,实现了下行10Gbit/s、上行1.25Gbit/s的通信速率,传播距离可达50km以上。     

聚丙烯/海藻酸钙/二氧化硅杂化材料的制备与性能

以海藻酸钙/二氧化硅凝胶作为改性剂,聚丙烯接枝马来酸酐作为增容剂,通过模压成形工艺,对聚丙烯树脂进行改性,制备了聚丙烯/海藻酸钙/二氧化硅杂化材料。利用红外光谱分析仪、万能试验机、扫描电子显微镜、毛细管流变仪和氧指数仪等对杂化材料的性能进行表征。结果表明,杂化材料的力学性能略有下降,海藻酸钙/二氧化硅凝胶粒子均匀分散在基体聚丙烯中,杂化体系为典型的假塑性流体,杂化材料的耐燃烧性能略有提高,降解性能明显改善。     

Preparation and characterization of polyimide/silica hybrid films

Polyimide (PI) thatserves as a typical kind of en-gineering polymer material has been used widely in aer-ial, nuclear and microelectronic industries because ofits outstanding characteristics, such as excellent ther-mal stability, relatively high tensile strength and modu-lus and, especially, preeminentelectrical properties in-cluding low dielectric constant[1]. But the pure poly-imide also has many disadvantages, such as high wetta-bility, thermal expansivity and poor corona-resistance.Moreove…     

曝气对一体式PAC／UF工艺的影响

针对一体式PAC／UF工艺的重要环节——曝气,通过小试和中试实验,研究曝气方式、曝气量等因素对一体式PAC／UF工艺运行及除污染性能的影响．结果表明:相对于间歇曝气,连续曝气情况下PAC／UF工艺去除有机物效果略好;连续曝气会使出水颗粒数略微增多;同时连续曝气可以更充分发挥粉末活性炭减缓膜污染的作用．增加曝气量也可以减缓膜污染．但是在实验条件下,间歇曝气可以节约电能0221 kW·h／m³．综合考虑PAC／UF工艺膜污染、除污染效能和运行成本,对于PAC／UF工艺,间歇曝气更经济合理．     

并网型风光储混合发电系统中储能系统容量优化研究

以并网型风光储混合发电系统中储能系统容量优化为目标,利用风电、光伏的发电数据和电网的调度数据,提出合理优化配置并网型风光储混合发电系统中由超级电容器和蓄电池组成的混合储能系统容量的方法。进行了优化计算程序的编制和算例分析,结果表明,同时考虑电网连续电能缺失总量和电网瞬时功率缺失两方面能提高储能系统容量优化的准确性,超级电容器和蓄电池组成的混合储能系统能提高电网整体安全性与经济性。     

溶胶-凝胶法制备聚氨酯/二氧化硅杂化材料

为了获取一种新型的聚氨酯／二氧化硅杂化材料，采用溶胶-凝胶法制备了不同二氧化硅含量的聚氨酯／二氧化硅杂化材料，详细研究了加水量、催化剂HCl用量、温度对溶胶-凝胶过程的影响以及偶联剂的加入对杂化材料性能的影响；确定了实验最佳条件为：n(H2O)：n(TEOS)=4：1，n(HCl)：n(TEOS)=0．5：1，通过红外光谱、扫描电镜和光电子能谱等手段考察了杂化材料的结构与性能。结果表明：通过溶胶-凝胶法制备的PU／SiO2杂化材料中PU和SiO2形成了较强的化学作用，而不是简单的共混，同时随着SiO2含量的增加材料的脆性逐渐增大，但加入偶联剂后，材料的韧性又有所提高。     

陀螺飞轮信号的EMD/LPF混合去噪方法

为提高陀螺飞轮系统的标定与辨识精度进而保证姿态测量性能,对其信号去噪方法进行研究以便从复杂噪声中提取标定辨识所需的有用信息.首先基于噪声产生机理对陀螺飞轮信号的噪声特性进行分析.其次,在不影响信号低频特性的前提下,采用传统低通滤波（LPF）方法对信号进行预处理以抑制高频周期噪声.然后应用经验模态分解方法（EMD）对LPF预处理后的信号进行分解,根据信号和各模态分量的概率密度函数的相似性度量,给出一种模态判定准则.在此基础上,结合现有阈值滤波方法,提出一种EMD/LPF混合去噪方案. 结果表明:所提出的基于相似性度量的模态判定准则在不同信噪比条件下均能够实现分界点的准确判定;将所研究的去噪方法分别应用于标准测试信号和陀螺飞轮实测信号;所提出的混合去噪方法相比于现有去噪方法更为有效.     

交直流混合有源配电系统保护方案研究

交直流混合有源配电系统的直流侧故障保护困难,现有的直流系统保护方法不能直接应用于交直流混合有源配电系统。分析交直流混合系统中配电网故障类型和各类故障的特点,针对混合配电网直流侧的故障特点,提出基于非单元保护的保护方案,并给出相应的保护判据与整定原则,该保护方案能在系统发生单极短路故障时,切除故障极,保证非故障极仍能单极运行;且能区分母线故障与馈线故障,有选择性地迅速检测和隔离故障,防止故障进一步延伸。PSCAD/EMTDC仿真分析表明:该保护方案能够快速地切除故障。     

车速变化对吸收/压缩混合制冷循环的影响

通过对不同车速下客车发动机排气参数的定量分析和吸收/压缩混合制冷循环计算,确定了发生器的结构形式和换热面积,建立了发动机排气参数和发生器内工作流体的传热分布参数模型。进而分析了在不同车速下发生器负荷特性对混合制冷循环的影响。结果表明,制冷负荷为30kW的条件下,车速大于100km/h时,废热制冷就能满足客车冷负荷需求;车速在35～100km/h时,废热制冷和压缩制冷联合运行才能满足客车冷负荷需求;车速低于35km/h时,客车冷负荷完全由压缩制冷提供。     

载银TiO2纳米管/PVDF共混杂化膜的性能

将载银TiO2纳米管(AgTNT)添加到PVDF铸膜液中,利用相转化法制备载银TiO2纳米管/PVDF杂化膜;通过扫描电子显微镜、接触角测定、过滤实验和抑菌实验等考察了杂化膜的微观结构、亲水性、抗污染性和抑菌性,并研究了杂化膜在光照下的自清洁能力.结果表明:添加适量AgTNT纳米材料后,杂化膜的分离性能、亲水性、抗污染性和抑菌性都得到了改善;膜清洗实验表明采用曝气/光照组合清洗可以使杂化膜的通量恢复率达到86.2%;在多次污染-清洗循环使用中,杂化膜表现出了稳定的通量恢复率.