湿热老化对T700/TDE-85复合材料层间剪切强度的影响

对T700碳纤维/TDE-85环氧树脂(T700/TDE-85)复合材料进行人工加速湿热老化试验,研究了复合材料的吸湿特性和层间剪切强度随老化时间的变化规律,分析了吸湿率与层间剪切强度的关系,并观察了复合材料的表面和断口形貌。结果表明:当老化1 369h左右时,复合材料达到饱和吸湿状态,饱和吸湿率为0.74%,水分子在复合材料中的扩散系数为5.6×10~(-5) mm~2·s~(-1);在湿热老化初期,随老化时间的延长,复合材料层间剪切强度下降幅度较大,当达到饱和吸湿状态后,层间剪切强度下降幅度变小;复合材料层间剪切强度保持率与吸湿率呈近似线性关系;随老化时间的延长,复合材料的裂纹由层内向层间发展。     

T700和T300碳纤维增强环氧树脂基复合材料耐湿热老化性能的对比

在温度为70℃、相对湿度为85%的湿热环境下,分别对T700碳纤维/环氧树脂基复合材料、T300碳纤维/环氧树脂基复合材料以及两种复合材料/金属胶接结构进行了70 d的加速老化试验,并对老化前后的试样进行了力学性能试验和无损检测.结果表明:湿热环境没有改变两种复合材料的破坏模式,但使复合材料的纵、横向压缩强度和剪切强度略有降低;对复合材料/金属胶接结构,湿热老化环境不会导致胶接界面产生损伤,但会使胶接强度下降;老化前两种复合材料的力学性能基本相当,老化70 d后T700碳纤维/环氧树脂基复合材料的性能保持率略优.     

摩擦化学反应对环氧复合材料摩擦性能的影响

碳纤维和纳米粒子混杂填充环氧复合材料对其减摩耐磨性能的提高具有协同效用。为了研究其协同作用机制,用X射线光电子能谱仪(XPS)对材料摩擦前后磨损面进行分析;用与扫描电镜联用的X射线能谱仪(EDS)对摩擦后的对偶面进行分析;用纳米闪光导热仪对材料的导热系数进行分析;用热分析仪对材料磨损面热性能进行分析。结果表明,复合材料中碳纤维增加了基体的导热性,纳米粒子增强了基体的力学性能,减弱了分子链的氧化降解反应,混杂填料兼备两方面的因素且互相促进,在提高复合材料的减摩耐磨性中表现出协同效应。     

2D-C/SiC复合材料面内剪切强度分布研究

基于2D-C/SiC复合材料面内剪切强度实验数据,以双参数Weibull分布为假设分布模型,采用线性回归法进行参数估计,结合Kolmogorov非参数检验,针对2D-C/SiC复合材料面内剪切强度分布规律进行研究.结果表明:2D-C/SiC复合材料面内剪切强度服从双参数Weibull分布,利用双参数Weibull分布预...     

高速剪切对碳纳米管/环氧树脂复合材料导电性能的影响

为提高碳纳米管在复合材料中的分散性,利用高速剪切分散工艺将碳纳米管分散于环氧树脂基体中制备碳纳米管/环氧树脂复合材料,研究了剪切时间和碳纳米管加入量对复合材料导电性能的影响.结果表明:剪切速率一定时,复合材料表面电阻率随剪切时间的增加而降低,但当剪切时间超过10min,对导电性能的影响不再明显;随着碳纳米管加入量的增加,复合材料导电性能提高,当碳纳米管的质量分数高于10%时,导电性能的变化趋于平缓.     

环境介质对UHMWPE纤维织物复合材料摩擦学性能的影响

采用玄武三号栓-盘式摩擦磨损试验机研究超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维织物复合材料在干摩擦及在海水、机械油介质中的摩擦磨损性能,并采用扫描电子显微镜对其磨损表面和摩擦对偶表面进行观察和分析。结果表明,海水和机械油可以分别在对偶表面形成软质薄膜和润滑膜,起到了减摩作用;同时,水分子和油分子会渗入到复合材料内部,降低纤维与树脂间的黏接强度,导致复合材料抗磨性能的降低。     

T700/QY8911缝合复合材料层合板的拉伸与疲劳性能

对T700/QY8911缝合复合材料层合板进行了静载拉伸试验和拉-拉疲劳试验,研究了不同缝合方向[0/90]4s和[0/45/90/-45]2s铺层层合板的拉伸和疲劳性能;建立了T700/QY8911缝合复合材料层合板有限元模型并对其弹性模量进行了模拟。结果表明:缝合能明显提高复合材料层合板抵抗分层破坏的能力;缝合层合板在静拉伸载荷下呈线弹性材料的特点,当载荷达到峰值时,缝合层合板具有后续承载能力,而未缝合层合板在峰值后承载能力出现连续下滑,并发生最终破坏;缝合层合板在拉-拉载荷下的疲劳刚度衰减曲线呈三阶段函数特征;缝合层合板的纵向弹性模量的有限元计算结果与试验结果吻合较好,证实了模型的有效性。     

油介质对聚四氟乙烯纤维织物自润滑复合材料摩擦学性能的影响

采用栓-盘式摩擦磨损试验机研究航空煤油和液压油介质对聚四氟乙烯纤维织物自润滑复合材料的摩擦磨损性能的影响;利用扫描电子显微镜(SEM)观察和分析复合材料磨损表面形貌,并分析探讨摩擦磨损机制。结果表明,油介质的存在可明显降低复合材料的耐磨性能和极限承载能力,其中液压油的影响更为显著;介质浸泡处理的复合材料在摩擦过程中,磨损形式由黏着磨损逐步过渡到疲劳磨损,并且界面结合强度降低,导致材料耐磨性能下降。     

环境介质对UHMWPE纤维织物复合材料摩擦学性能影响的研究

采用玄武三号栓-盘式摩擦磨损试验机研究超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维织物复合材料在干摩擦及在海水、机械油介质中的摩擦磨损性能,并采用扫描电子显微镜对其磨损表面和摩擦对偶表面进行观察和分析。结果表明,海水和机械油可以分别在对偶表面形成软质薄膜和润滑膜,起到了减摩作用;同时,水分子和油分子会渗入到复合材料内部,降低纤维与树脂间的黏接强度,导致复合材料抗磨性能的降低。     

不同磁特性填料对环氧胶剪切强度的影响

采用自制的装置研究了在环氧胶中加入不同磁特性的填料后,对经磁场处理钢-环氧胶接头剪切强度的影响。研究结果表明:逆磁性填料对磁处理效果的影响不明显;顺磁性填料可进一步提高磁处理效果;加入铁磁性填料会由于在胶层中受到明显的磁场力作用导致接头的强度下降。     

湿热环境对纤维增强树脂基复合材料加筋板剪切性能的影响

对纤维增强树脂基复合材料加筋板进行湿热试验,使其在70℃、水浴条件下达到吸湿平衡;分别对普通加筋板和吸湿后加筋板进行了剪切试验,研究了湿热环境对复合材料加筋板剪切性能的影响。结果表明:试验过程中,两种加筋板均未出现明显的屈曲现象,其破坏形式主要表现为试样的四角破损、蒙皮开裂、变形等;湿热环境对试样的剪切破坏载荷有着显著的影响,吸湿后复合材料加筋板的破坏载荷下降了9.9%。     

阳极氧化对碳/环氧复合材料力学性能的影响

利用真空浸渍法制得碳纤维增强环氧复合材料,研究了阳极氧化处理前后碳纤维表面状态的变化及表面处理对复合材料力学性能的影响。结果表明：适当的阳极氧化处理使复合材料的弯曲和剪切性能有很大改善,但冲击性能有所降低。     

稀土对700 MPa级大焊接热输入用钢的组织和性能影响

面向700 MPa级大焊接热输入用钢的迫切需求,通过加稀土(RE)改进制备钢板,基于Gleeble试验模拟焊接热影响区,并开展力学性能测试,以及显微组织和断口分析,结果显示,钢板具有优良的强韧性匹配和抗大焊接热输入性能,母材屈服强度R_(eL)≥600 MPa,抗拉强度R_m≥700~850 MPa,断后伸长率A≥16%,-40℃下冲击吸收能量KV_2≥47 J、焊接热影响区的冲击吸收能量KV2≥34 J,满足相关技术要求。分析发现,添加RE可明显改善钢板母材和焊接热影响区的低温韧性,主要由于细小含RE复合氧化物作为针状铁素体的形核核心,促使焊接热影响区内形成针状铁素体,明显改善了焊接热影响区的韧性。     

闭式T形工作台结合面结构对气浮导轨性能的影响

闭式T形工作台在加工过程中选择不同的工艺方法导致结合面结构变化对气浮导轨性能的影响是不容忽视的。通过建立一体式和组合式两种结构的气浮导轨气膜面有限元模型,对其压力场分布、承载力、刚度和耗气量进行分析、对比。通过分析发现:砂轮越程槽会影响气膜结合面处的压力场分布,进而造成导轨承载能力的变化,但对耗气量的影响并不明显;与一体式导轨结构相比,组合式导轨结构明显提高了各气膜及导轨的承载力。结果表明:使用组合式的结合面结构形式不但能降低加工难度和材料成本,还能获得较大的承载力。     

Z-pin增强对自动铺丝复合材料T型接头拉脱、剪切性能影响的试验研究及数值模拟

针对自动铺丝复合材料T型接头,开展了Z-pin增强对结构件拉脱以及剪切性能影响的试验研究及数值模拟,拉脱试验和剪切试验分别在电子拉伸试验机(CMT5504)和MTS大吨位疲劳系统上进行。试验研究了Z-pin增强和非增强两种试件,绘制了位移-载荷曲线图。拉脱试验结果表明:Z-pin增强可显著提高拉脱承载能力,同时,与非增强T型接头相比,Z-pin增强明显延缓了掉载。试验件的破坏位置都在中间层和蒙皮之间;剪切试验结果表明;Z-pin增强可显著提高剪切承载能力,Z-pin增强试验件的破坏位置在筋条和中间层之间,非增强的试验件的破坏位置在中间层和蒙皮之间。在此基础上建立了T型件拉脱以及剪切有限元模型,采用内聚力模型模拟界面的破坏情况,在分层的部位建立添加非线性弹簧来模拟Z-pin的增强作用,模拟结果与实验结果比较吻合,验证了模型的有效性。     

平纹编织C/SiC复合材料的剪切性能

采用IOSIPESCU纯剪切试件,改进反对称四点弯曲装置进行循环加卸载,试验研究了CVI工艺二维平纹编织C/SiC复合材料的面内剪切特性。分析了不同应力水平下卸载模量、残余应变的变化。基于试验研究结果,将剪切应变分解为弹性应变与非弹性应变,分别分析弹性应变和非弹性应变的变化规律,给出了剪切应力应变关系表达式。试件断裂时,最窄截面位置形成平断面,断面扫描电镜分析发现,基体和界面裂纹是主要损伤机理,0°纤维束最后断裂。     

700MPa级热轧高强钢在剪切加工过程中分层开裂的原因

700MPa级热轧高强钢板在剪切加工过程中于剪切断面出现分层开裂现象,采用形貌和显微组织观察、化学成分分析、微区成分分析、拉伸性能测试等方法,对分层开裂的原因进行分析。结果表明:高强钢中由成分偏析造成的严重的铁素体-珠光体带状组织是出现分层开裂的直接原因,在裂纹尖端变形区域中大尺寸第二相粒子或夹杂物附近的微小孔洞的长大加剧了裂纹的扩展;通过控制连铸机起车速度、稳定浇铸速度,调整扇形段辊缝的精度,采取各种提高钢液洁净度的措施后^,该高强钢在剪切加工过程中未再出现分层开裂现象。     

等温容器内多孔介质分布对强化导热以及等温性能的影响

为了提高等温容器的等温性能,基于拓扑方法将内部细铜丝的分布对强化容器壁向中心导热的影响进行研究。建立导热模型,计算在均匀填充下横截面上的温度场以及容器中心温度。在容器壁温度、中心初始温度和细铜丝平均孔隙率一定的情况下,导热时间15 s,以中心温度最高为优化目标,分别采用线性变密度填充法和自适应成长法优化铜丝分布。两种优化结果的中心温度与均匀填充相比分别提高了0.6℃和2.62℃,并且得到了相应的铜丝分布曲线。将等温容器内部的铜丝根据优化结果进行分层填充后进行试验验证,先用导热试验说明改变细铜丝分布可以强化容器壁向中心的导热,接着用等温容器放气试验例证了该填充方案能够有效提高等温容器的等温性能。     

介质温度对柱塞泵性能影响的研究

针对某钢厂使用的A4VSO-250轴向柱塞泵,探讨了柱塞泵的工作原理,并且通过理论和实验的方式研究了油温对柱塞泵工况下泄漏流量、容积效率以及机械效率的影响,从而分析了温度对柱塞泵性能影响.     

筋条参数对复合材料加筋壁板剪切承载能力的影响

通过对飞机上大量使用的复合材料加筋壁板进行剪切试验,得到了不同筋条间距和腹板高度下加筋壁板的屈曲载荷和破坏载荷,分析了筋条间距和腹板高度对加筋壁板剪切承载能力的影响。结果表明:随着筋条间距增大,加筋壁板由局部屈曲变为整体屈曲,屈曲载荷和破坏载荷均逐渐减小;随着腹板高度增大,加筋壁板的屈曲载荷和破坏载荷均增大,当腹板高度达到35mm时则基本不再变化,分别保持在425kN和775kN左右。