Elastic Properties of Model Porous Ceramics

The finite-element method (FEM) is used to study the influence of porosity and pore shape on the elastic properties of model porous ceramics. Young's modulus of each model is practically independent of the solid Poisson's ratio. At a sufficiently high porosity, Poisson's ratio of the porous models converges to a fixed value independent of the solid Poisson's ratio. Young's modulus of the models is in good agreement with experimental data. We provide simple formulas that can be used to predict the elastic properties of ceramics and allow the accurate interpretation of empirical property–porosity relations in terms of pore shape and structure.     

缠绕角对碳纤维增强复合材料输电杆塔力学性能的影响

通过材料的选择和纤维的缠绕方式提高了复合材料输电杆塔的力学性能,利用有限元分析法对玻璃纤维增强树脂基复合材料（GFRP）杆塔、碳纤维增强GFRP杆塔在标准检验荷载下的受力和变形情况进行对比分析。结果表明,碳纤维的加入可以有效提高复合材料杆塔的刚度,杆塔最大位移相对减小20 %;在此基础上,设计了纱丝螺旋缠绕结合单向布纵向缠绕的线型缠绕方式,计算不同缠绕角度复合材料杆体的等效模量,分析纤维取向对碳纤维增强GFRP输电杆塔力学性能的影响,确定最优纤维缠绕设计角度为纵向缠绕角20 °,螺旋缠绕角50 °~55（°）。     

粘结层对压电纤维复合材料机电响应行为的影响

本文从功能材料力-电耦合的角度分析了粘结层参数对压电纤维复合材料(macro fiber composites, MFC)机电响应行为的影响。通过有限元模拟计算发现,减少粘结层厚度及增大其介电常数有利于缓解MFC介电失配现象,提高有效电场加载,从而获得高压电性。试验制备了MFC并进行了驱动及传感性能表征,试验结果与模拟仿真一致。减少粘结层厚度和弹性模量,及增大其介电常数,能有效增大MFC尖端位移和输出电压,提高驱动和传感性能。该研究对驱动和传感用MFC的设计提供了指导。     

2．5维编织复合材料的细观结构与弹性性能

介绍2．5维编织工艺的概念,归纳3种较有代表性的细观结构几何模型并对比各结构模型的优缺点,从理论计算与数值模拟两方面总结2．5维编织复合材料弹性性能预测的研究成果,最后分析了几何结构及经、纬密等工艺参数对纤维体积分数（体积含量）与复合材料弹性性能的影响。     

短纤维取向对短纤维/天然橡胶复合材料性能的影响研究

研究短纤维取向度和取向角对短纤维/天然橡胶复合材料性能的影响。结果表明:短纤维取向度和取向角越大,在该方向上复合材料综合性能越好,并且表现出了各向异性的特性;短纤维胶料流动性较差,基质变形受到很大限制。通过建立实验系统实现了对短纤维取向的定性表征。     

夹芯复合材料力学性能分析方法对比

采用真空导流成型工艺制备了芳纶/玻纤—泡沫夹芯复合材料,并对其力学性能表征方法进行了研究分析,其表征方法主要包括力学性能测试和有限元数值仿真分析。通过样品的力学性能测试和对样品进行建模仿真分析得出:两种力学性能表征方法的分析结果误差在8%以内,验证了有限元数值仿真分析的可靠性;此外,将有限元分析技能应用于产品的开发过程,可实现产品研发由传统的"经验指导实验"模式向"理论预测、实验验证"新模式转变,在新产品的应用上取得突破,实现缩短研发周期、降低研发成本的目标。     

连续玄武岩纤维增强复合材料力学性能试验研究

连续玄武岩纤维(CBF)由于其优异的力学性能、物理性能和较低的价格,在土木工程中应用前景广泛。CBF可以与树脂复合制作片状、板状、筋状等各种各样的复合材料(CBFRP),在实际工程中科学合理应用CBFRP,必须对其力学性能作深入了解。对CBFRP片材和棒材的力学性能进行研究,重点讨论了影响CBFRP力学性能的各种参数,研究结果可为CBF及其CBF片材生产厂家提供参考,并为CBF的深入研究和工程应用打下基础。     

Effect of Fiber Origin,Proportion, and Chemical Composition on the Mechanical and Physical Properties of Wood-Plastic Composites

This study assessed the potential of wood residues as fiber sources for wood-plastic composites (WPC) and examined the impact for intrinsic fiber properties on strength development. Sawmill sawdust, underused wood species, bark, composite panel, and pulp and paper sludge residues were sampled. Fibers were characterized for cellulose content, ash content, and fiber aspect ratio. WPC samples were formed by twin-screw extrusion compounding, followed by injection molding at three fiber proportions. WPC mechanical properties, water uptake, and water swelling increased with increasing fiber proportion, whereas tenacity decreased. WPC made with residues had lower mechanical and physical properties than those made with clean wood, with some exceptions. Kraft sludge produced one of the best WPC formulations in terms of thickness swell, water swelling, tensile strength, and impact energy. Deinking sludge produced the toughest and the most dimensionally stable WPC. Panel industry residues formed roughly similar WPC to those made with clean wood. Bark led to poorest WPC in terms of mechanical properties. High correlation coefficients were found between cellulose content, wood content, and all WPC properties except impact energy. However, the correlations between aspect ratio and the WPC were insignificant.     

高强玻璃纤维复合材料的性能及应用

本文研究了一种新研制生产的纤维复合材料，阐述了这种新型防弹材料优异的机械性能和抗弹性能，简要介绍了成型工艺技术，探讨了它在防护工程和民用领域中的应用及前景。     

弹性聚酯复合纤维的定性方法研究

通过燃烧法、显微镜观察法、差示扫描量热仪法研究了弹性聚酯复合纤维的外观形态及物理特征,确定了弹性聚酯复合纤维的定性鉴别方法。     

炭黑聚集体填充橡胶的力学性能分析

采用Digimat软件建立5种不同炭黑聚集形态的多颗粒炭黑聚集体随机分布的三维代表体积单元(RVE)模型,研究橡胶形变、应力集中和炭黑聚集体形态对橡胶复合材料力学性能的影响。结果表明:RVE模型预测结果与试验数据吻合较好;在单轴拉伸的变形场下,炭黑聚集体形变较小,应力集中点主要位于炭黑聚集体与炭黑聚集体相接近的区域;当炭黑体积分数较小且颗粒处于相对理想分散状态下,采用接近三棱柱或二十面体形状的聚集体模型描述炭黑聚集体形态更能真实反映填充橡胶的力学行为。     

聚烯烃弹性纤维XLA^TM的结构及其弹性表征

通过扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT—IR）、力学试验和差示扫描量热法（DSC）等测试方法表征了聚烯烃弹性纤维XLA^TM的结构和弹性,对比分析了氨纶和XLA州纤维弹性的作用机理。XLA^TM纤维截面为圆矩形,表面较光滑;分子组成中不存在不饱和双键和非烃类物质,化学结构稳定;晶体中存在准六方晶和正交晶系两种晶型,结晶度为30％,比一般聚烯烃类纤维低很多;常温下处于高弹态,熔程较宽,为45～80℃;该纤维初始模量较氨纶高,在伸长率大于130％后拉伸强度比氨纶小;弹性回复率随伸长率的增加呈非线性下降趋势,塑性变形在180S内随回复停顿时间的延长而减小。     

快速固化环氧树脂/碳纤维复合材料的性能

利用差示扫描量热分析仪研究了一种快速固化环氧树脂体系的固化工艺参数,确定了以真空辅助树脂灌注工艺制备快速固化环氧树脂/碳纤维复合材料的成型方法,并与常规固化环氧树脂体系制备的碳纤维复合材料进行对比,采用傅里叶变换红外光谱仪对两种材料的树脂基体进行了分析,考察了两种复合材料的纤维含量、孔隙率及力学性能,最后通过扫描电子显微镜观察了快速固化树脂基体与碳纤维的界面结合性。结果表明,快速固化树脂在99℃下固化6 min后固化度可达96%,能够大幅缩减碳纤维复合材料的成型时间,以其制备的碳纤维复合材料拉伸强度比常规固化环氧树脂复合材料高11.20%,弯曲强度高16.92%,纵横剪切强度高7.44%,快速固化树脂与碳纤维界面结合性良好。     

Elastic analysis and engineering design formulae for bonded joints

The general elastic plane strain problem of adhesively bonded structures which consist of two different adherends is considered. To facilitate a truly general approach the adhesive joint is modelled as an adherend-adhesive sandwich with any combination of tensile, shear and moment loading being applied at the ends of both adherends. A full elastic analysis is presented which calculates the adhesive shear and tensile stresses in the overlap region, this analysis has been validated for a range of load cases using a finite element program. Basic design approaches are outlined and explicit expressions are developed which enable the simple evaluation of the stress distributions in the adhesive overlap. Simplified two parameter design formulae are also produced which accurately describe the peak stresses at the ends of the adhesive overlap in both the transverse and longitudinal shear directions. In all of the analyses the adherends are assumed to behave as linear elastic cylindrically bent plates with the adhesive forming an elastic interlayer between them. In the simplified analyses only one component of adhesive stress is considered, while in the full elastic analysis two components of stress are considered with a consequent increase in the complexity of the required solution method, but also an increase in accuracy over the simplified analyses for a wider range of joint configurations.     

三维编织复合材料的力学性能

三维编织复合材料是一种新型结构材料，具有优异的力学性能。本文综述了三维编织复合材料力学性能的部分研究进展，并对发展趋势进行了简要的评价与展望。     

玄武岩纤维及其复合材料性能研究

本文研究了一种与玄武岩纤维相匹配的环氧基体及其与玄武岩纤维复合材料的性能。对比了玄武岩纤维／环氧和S2玻纤／环氧两种复合材料的性能。结果证明玄武岩纤维可替代一部份的玻璃纤维。     

三维机织复合材料力学性能分析与研究

通过对三维机织复合材料几何细观结构的研究,分析了三维机织复合材料的力学性能,采用椭圆形纤维束截面假设并结合实际的纱线形态建立了一种新的三维机织复合材料力学模型,对三维机织复合材料的拉伸、压缩和层间剪切强度进行了理论分析,并与实验结果进行了对比,验证了力学模型的正确性。     

增容剂对GF增强SAN复合材料性能的影响

玻璃纤维(GF)增强苯乙烯-丙烯腈塑料(SAN)复合材料采用熔体浸渍工艺制备,研究了不同增容剂对GF增强SAN复合材料性能的影响。结果表明,添加增容剂的GF增强SAN复合材料的缺口冲击强度、拉伸强度和弯曲强度均有提高,加入增容剂苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(SAG)时,复合材料的综合性能最优,其缺口冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别为23.09 k J/m2,103.48 MPa,174.92 MPa;复合材料的储能模量最大,损耗因子峰值最小。加入SAG的GF增强SAN复合材料的相容性比加入苯乙烯接枝马来酸酐(SMA)的复合材料的好。扫描电子显微镜分析表明,GF增强SAN复合材料中的GF没有被拔出,且表面包覆一层基体树脂。     

合成纤维对超高韧水泥基复合材料力学性能的影响

超高韧水泥基复合材料(UHTCC)是在水泥制备过程中掺入了可以起到增强增韧作用的一定体积分数的纤维。对常见增强纤维种类与性能进行归纳总结,对增强理论、掺入纤维对UHTCC基本力学性能的影响进行了综述,认为UHTCC在桥体、路面、码头、军事工程等领域具有广泛的应用前景,需深入研究掺入纤维的力学性能对复合材料的抗拉、抗剪、抗冲击韧性、抗疲劳等力学性能以及抗渗性能的影响,从而为实际应用提供理论依据。     

纸尿裤用氨纶的制备及其性能

介绍了烟台泰和新材料股份有限公司研究开发的纸尿裤用氨纶,并对其生产方法和产品性能进行详细阐述。其关键生产工艺包括:半连续聚合方法,圆形纺丝甬道氮气保护下的干法纺丝,机械假捻等。对制备的氨纶产品与其他公司产品进行了性能对比,测试结果表明:该产品具备优异的物理指标(高断裂强力、高定伸长应力、高断裂伸长率和高回弹),且该产品与非织造布的黏合性能比其他公司产品更好。