新型高强度胞状铝合金的压缩及能量吸收性能

测量了新型轻质（0.14-0.09ρ0，ρ0为纯铝的密度）高强度胞状铝合金（ZL111）的压缩应力（σ）－应变（ε）曲线，研究了材料的能量吸收性能与密度的关系，胞状铝合金的压缩σ-ε曲线与胞状纯铝相似分为三个部分：弹性阶段、平台阶段和压实阶段。胞状铝合金的压缩屈服强度σa比后者高40％以上，其σ-ε曲线呈锯齿状，平台斜度（dσdε)比后者小，因而具有更高的能量吸收能力（C）和能量吸收效率（e），当ε为0.15-0.6时吸能效率达到峰值0.85。     

胞状铝(合金)的准静态压缩性能

测量了新型轻质(0.14ρ0 ~0.09ρ0,ρ0 为纯铝的密度)高强度胞状铝合金(ZL111)和胞状纯铝的压缩应力(σ) 应变(ε)曲线。胞状铝合金的压缩屈服强度σs比胞状纯铝高40%以上,其σε曲线呈锯齿状,平台斜度(dσdε)比后者小。提出了确定泡沫金属材料致密化起始点εD 的方法,为实际应用和科学研究提供了依据。     

PP/POE/SGF三元复合泡沫体的压缩吸能特性研究

在准静态单向压缩条件下,测试和分析了聚丙烯(PP)/乙烯-1-辛烯共聚物(POE)/短玻璃纤维(SGF)三元泡沫复合材料的压缩性能,考察了SGF的质量分数对压缩弹性模量、屈服强度和能量吸收特性的影响.结果表明:PP/POE/SGF泡沫复合材料的压缩应力-应变曲线具有典型的弹性变形、屈服平台和致密化三个阶段;适量SGF的引入提高了压缩弹性模量、屈服强度和吸能能力,而在研究的范围内,较高含量(20%以上)的SGF才能提高泡沫复合材料的吸能效率,其增强效果不如吸能能力明显.     

层合方式和压缩方向对层合瓦楞纸板压缩性能的影响

目的研究层合方式和压缩方向对层合瓦楞纸板压缩性能的影响。方法通过静态压缩对平齐式和交错式等2种层合瓦楞纸板的3个方向进行实验,得到相应的应力-应变曲线,运用能量效率法对其峰应力、平均抗压强度、总吸能和比能量吸收进行对比分析。结果 2种层合方式的瓦楞纸板在x,y,z方向的应力-应变曲线走势大致相似,峰应力、平均抗压强度、总吸能和比能量吸收均为x方向最大,y方向次之,z方向最小。在x,y,z各个方向上,平齐式层合瓦楞纸板的峰应力、平均抗压强度、总吸能和比能量吸收均高于交错式层合瓦楞纸板。结论不同层合方式和压缩方向对层合瓦楞纸板压缩性能的影响较大,设计重型缓冲包装时可以优先选择平齐式层合瓦楞纸板的x方向,可以更好地达到提高缓冲效果和节约材料的目的。     

泡沫铝环氧树脂互穿相复合材料压缩力学性能

通过一系列准静态压缩实验研究了纯泡沫铝、 纯环氧树脂及三种不同体积分数的空心玻璃微珠(HGB)泡沫铝-环氧树脂互穿相复合材料(IPC)等五种材料压缩的变形过程和破坏形貌, 分析了其破坏机制, 并对三种IPC进行了应力松弛实验。通过绘制应力-应变曲线, 分析了其变化规律, 得出了有效弹性模量、 屈服极限等力学性能及能量吸收特性。结果表明: 三种IPC的有效弹性模量、 屈服极限及比强度、 比刚度均较纯泡沫铝有较大的提高, 泡沫铝-环氧树脂的单位体积吸能率最大, 且吸能率随空心玻璃微珠体积分数的增加而减小。泡沫铝-环氧树脂IPC有效弹性模量的预测结果与实验值较为符合。应力松弛率随空心玻璃微珠体积分数增加而增大。     

泡沫铝填充薄壁铝合金多胞构件与单胞构件吸能性能研究

为研究泡沫铝填充薄壁铝合金多胞结构与单胞结构的吸能能力,该文基于有限元软件LS-DYNA建立了泡沫铝填充薄壁铝合金多胞结构与单胞结构的数值仿真。对经典薄壁圆管试验及泡沫铝填充薄壁圆管试验进行了数值模拟,分析表明该数值模型能够较好的模拟泡沫铝填充薄壁圆管在轴向冲击过程中的撞击力和变形发展。基于该模型对比研究了不同因素下泡沫铝填充薄壁铝合金多胞结构与单胞结构的轴向吸能特性,分析了其破坏模式、吸能机理和两者吸能效率。结果表明:在轴向冲击荷载作用下,泡沫铝填充薄壁铝合金的破坏模式为轴对称渐进折叠破坏模式,冲击力-位移曲线和变形模态图显示其变形过程分为3个阶段:弹性阶段、平台阶段和强化阶段。当冲击压缩距离为构件高度的80%时,7种不同参数下的泡沫铝填充薄壁铝合金多胞结构的吸能效率明显高于7种单胞结构,吸收的能量E和比吸能SEA都提高了50%以上,是一种优秀的吸能构件,可广泛应用于防护工程中。     

泡沫铝-聚氨酯复合材料压缩性能分析

目的研究泡沫铝孔径(泡沫铝内部孢孔直径)对泡沫铝压缩性能的影响,并对泡沫铝、聚氨酯(PU)、泡沫铝-聚氨酯复合材料的压缩性能和吸能性能进行对比分析。分析泡沫铝孔隙率、聚氨酯含量对泡沫铝-聚氨酯复合材料压缩性能和吸能性能的影响规律。方法对试样进行准静态压缩试验。结果通过准静态压缩试验,分别得出了对应的应力-应变曲线,并通过应力-应变曲线推导出吸能-应变曲线。结论从试验所得的应力-应变曲线和吸能-应变曲线可知,泡沫铝压缩性能、吸能性能随着泡沫铝孔径的增加而变好,且在泡沫铝中加入聚氨酯形成泡沫铝-聚氨酯复合材料后,其压缩性能、吸能性能相对于单纯泡沫铝、聚氨酯有很大提升。当泡沫铝孔隙率一定时,泡沫铝-聚氨酯复合材料的压缩性能、吸能性能会随着聚氨酯含量的增加而变好。当聚氨酯含量一定时,泡沫铝-聚氨酯复合材料的压缩性能、吸能性能会随着泡沫铝孔隙率的减小而变好。     

闭孔EVA泡沫类静态缓冲性能的研究

目的 研究密度与应变率对闭孔EVA泡沫材料类静态缓冲性能的影响规律。方法 基于包装用缓冲材料静态压缩试验法和能量吸收图法,对密度为80、95、106、124和180kg/m³的闭孔EVA泡沫试样在不同应变率下进行类静态压缩试验,得到应力-应变曲线,基于此进一步处理得到相应的单位体积能量吸收、能量吸收效率、缓冲系数和最大比吸能等曲线,同时绘制试样类静态压缩过程中的能量吸收图。结果 闭孔EVA泡沫材料的密度越高,密实化应变越小,最大单位体积能量吸收越大;在压缩应变相同时,应变率越大,应力、单位体积能量吸收、能量吸收效率、最大比吸能越大;得到了5种密度闭孔EVA泡沫材料的本构方程和闭孔EVA泡沫材料的能量吸收图及其斜率与应变率的关系式;通过分析密实化应变与相对密度的关系,得到相关拟合公式。结论 密度与应变率对闭孔EVA泡沫材料的缓冲性能有着非常大的影响,在一定的应力水平下会有一个最佳的密度使得刚好能吸收完能量,并保护产品不破损,该最佳密度受应变率的影响,因此可以通过能量吸收图进行相关的缓冲包装优化设计。     

闭孔泡沫Al-Cu填充铝合金薄壁管的低速冲击性能

目的 研究闭孔泡沫Al-Cu填充铝合金薄壁管在低速冲击载荷下的力学及吸能性能,探究泡沫Al-Cu与铝合金薄壁管之间的交互作用。方法 采用粉末冶金发泡法制备闭孔泡沫Al-Cu,并将其直接填充到铝合金薄壁管中,获得闭孔泡沫Al-Cu填充薄壁管(简称“填充管”)。采用万能电子试验机和冲击试验机对试样进行力学及吸能性能测试,采用VIC-3D系统和高速摄像机观察试样的宏观变形行为,采用扫描电子显微镜(SEM)分析试样的微观断口形貌。结果 在不同冲击能量下,泡沫Al-Cu具有较稳定的吸能特性。在相同位移下,较大冲击能量下的填充管能够吸收更多能量。与薄壁管相比,受冲击后填充管的形变较小且其冲击曲线更加平稳,表明泡沫Al-Cu芯材的填入能够增强变形稳定性及整体吸能能力。与泡沫Al-Cu相比,填充管受应变率影响较小,可在较宽应变率范围内稳定吸能,较高应变率下的冲击会导致泡孔发生脆性断裂。结论 填充泡沫Al-Cu芯材能够提高薄壁管受冲击载荷时的变形稳定性,两者之间的相互作用使填充管结构具有更好的吸能性能。     

不锈钢纤维多孔材料的准静态压缩性能

以直径为■8,20μm的316L不锈钢纤维毛毡为原料,通过烧结工序制备了孔隙率为64.3%~89.3%的不锈钢纤维多孔材料,采用INSTRON测试仪测试了其准静态压缩性能,利用Vic-3D非接触应变测试仪获得了材料的静态压缩应力应变曲线,利用高速摄像机拍摄了材料的静态变形过程,系统分析了孔隙率、纤维直径、材料厚度对多孔材料弹性模量和能量吸收值的影响规律。研究表明不锈钢纤维多孔材料的准静态压缩应力应变曲线分为3个阶段,即弹性变形阶段、弱变形强化阶段和强变形强化阶段。随着孔隙率的降低,多孔材料的弹性模量和能量吸收值逐渐增加,其弹性模量和能量吸收值最大分别达到542 MPa和27.7 MJ/m~3(孔隙率为64.3%)。     

连续混炼过程比能耗分析

将连续混炼过程的有效比能耗分为升温、混炼、脱挥和建压比能耗,并提出了计算各项的一种方法。用该方法对不同机型、不同规格、不同加工对象的连续混炼机的比能耗进行了分析。结果表明,在多数连续混炼过程中,升温比能耗在总有效比能耗中所占比例都较大,建压比能耗所占比例都很小;原料热物性是影响有效比能耗及其构成的根本因素;当原料和混炼产物质量确定时,连续混炼机的螺杆与机筒结构、螺杆直径、产量、混炼工艺等都会影响有效比能耗及其构成。     

热剥离温度对石墨烯结构及电性能的影响

以天然石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨(GO),再在200~700℃进行热还原,制备石墨烯。采用SEM、XRD和比表面积仪测试分析样品的微观结构和比表面积;并用恒流充放电测试仪测试样品的电容性能。研究表明:所得石墨烯具有片层结构,层间距为0.3783~0.3873nm,晶粒大小为2.030~3.359nm,层数均为5~9层;随着热还原温度的升高,石墨烯的层间距、晶粒大小和层数均逐渐减小,而比表面积逐渐增大。随着温度的升高,比电容先升高后降低,循环性能一直增加,400℃热还原的石墨烯首次放电比电容为318.6F/g,经过500次循环后容量保持率为54%。     

电推力器的比冲及其选取

根据电推力器的性能特点,给出了国际单位制下电推力器比冲的表达式和单位,结合电推进系统在航天器上的应用,讨论了诸因素对电推进系统最佳比冲的影响以及电推力器比冲的选取.     

几个机械状态监测特征量的特性研究

本文深入分析了机械状态监测中常用的几个特征量：峭度系数、重心频率、均方频率和频率方差的特性,指出峭度系数虽然对信号中的突变成分很敏感,但当突变发生的频度增加时,峭度系数值反而下降;而重心频率、均方频率和频率方差近似由自相关系数决定,也即它们的信息都包含在自相关系数中,可用时域公式快速计算。     

磁性蓄冷材料HoCu2的物理性能

综合研究了磁性蓄冷材料ＨｏＣｕ２的物理性能,测量了ＨｏＣｕ２的密度研究了化合物ＨｏＣｕ２从２Ｋ到３０Ｋ的比热容,由比热曲线发现ＨｏＣｕ２有两个峰,分别在７．０２Ｋ和９．３４Ｋ。另外,还测量了ＨｏＣｕ２的抗压强度,这些结果表明,ＨｏＣｕ２是替代铅的比较好的磁性蓄冷材料。     

三维正交机织复合材料的拉伸力学性能及介电性能研究

三维纺织复合材料的发展越来越广泛,其轻质,抗分层等优点是层合板式复合材料无法比拟的.本工作对自行设计并制作的五种玻璃纤维芳纶纤维混合增强的环氧树脂复合材料的拉伸力学性能和介电性能进行了研究.结果表明纯芳纶结构的三维复合材料有着最高的比强度和比模量;而在玻璃纤维含量较多的结构材料里介电性能呈现集中且稳定的趋势.在不同的应用中,可以将不同纤维混合作为增强体以发挥各种纤维的优势和特点,满足不同的设计和实际需要.     

DNTF/AP/Al 体系炸药的能量特性分析

为了研究 DNTF（3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱）/ AP/ Al 体系炸药的能量特性,选取了质量比为 DNTF/AP/ Al（35/35/30）的试样进行了水下爆炸能量测定和爆热测试,并将试验结果与 TNT 和 RS211进行了对比。结果表明：试样的比冲击波能是 TNT 的1.38倍,与 RS211相当;比气泡能分别为 TNT 和 RS211的4.56倍和2.91倍;总能量为 TNT 和 RS211的3.56倍和2.26倍。经计算发现试样的能量利用率高达98％。为了研究造成该配方试样高气泡特性和高能量利用率的原因,通过分析对比试样、DNTF 和 DNTF/ Al（70/30）体系的水下爆炸试验结果发现, Al 粉的加入显著提高了比气泡能,降低了热损失能;Al 粉和 AP 的联用进一步提高了比气泡能和能量利用率,同时也提高了比冲击波能。     

气体吸附法测定低比表面积氧化铝粉体的比表面积

采用气体吸附法原理,以低比表面积氧化铝粉体标准物质为例,利用美国麦克仪器公司的ASAP2020比表面积和孔隙度分析仪测定其比表面积,通过改变测试条件分析各项参数值对测定结果的影响。结果表明:吸附系统"死体积"、样品用量和脱气条件等对测定结果都有比较明显的影响;对于低比表面积氧化铝粉体的理想测定条件为脱附温度250℃,脱附时间2h,样品用量2.5~3g。试验所得结果可为低比表面积粉体的比表面积准确测定提供参考。