一种求解各向异性夹芯复合材料锥壳弯曲、稳定和振动问题的有效方法

本文首先从理论上推导了夹芯复合材料叠层锥壳弹性常数的一般关系式;其次,建立了一种适用于具有对称铺层的各向异性夹芯复合材料叠层锥壳弯曲.稳定和振动问题的精确分析理论;在此基础上提出了一种半解析半离散的具有有限无法特征的分段算法,该方法可解决沿轴向变厚度、变铺层角、含开口锥壳和任意旋转壳的弯曲,稳定和振动问题:为便于工程应用,本文还给出了一种简明,有效的近似方法-(分段)等效圆柱壳法.计算结果表明,本文的分析方法是十分有效的.      

可逆热致变色竹塑复合材料的性能

利用色差计、万能试验机、流变仪表征复合材料的物理、力学及流变性能,比较并分析变色微胶囊和复合材料在不同温度下的紫外光谱数据。研究结果表明,复合材料的颜色随着温度的升高而变浅,人的视觉能够明显察觉,钛白粉使得竹塑表面的L*值和ΔE增大;复合材料能够随着环境温度变化而改变太阳反射比;钛白粉不影响材料的拉伸强度、弯曲强度和熔体流变性能,但会使得材料的冲击韧性、G′和tanδ略有提高;紫外光谱分析说明变色微胶囊具有良好的变色可逆性,且将其加入到竹塑复合材料并不影响其变色效果,但经100次25℃～80℃循环处理之后,变色的敏感度下降。     

复合材料夹芯圆柱壳水下振声性能试验研究

为了评估复合材料夹芯圆柱壳的振动和声辐射特性,专门设计了一个复合夹芯圆柱壳模型以及一个等质量的钢壳作为对比模型,进行水下振动和声辐射试验。试验结果表明:吸声壳和钢壳前七阶固有频率测试值与有限元仿真结果吻合较好,说明了实验结果的可靠性。钢壳和复合材料壳频响测试曲线与数值仿真结果在低频段的吻合程度更高,且钢壳频响测试曲线与有限元计算曲线吻合程度优于复合材料夹芯壳。从复合材料夹芯壳的减振效果来看,试验测试平均减振18.3 dB,数值计算结果平均减振18.9 dB,说明该芯材壳体具有良好的阻尼性能。从复合材料夹芯壳低频段的吸声效果来看,八个方位角处声压级最大降幅为5.05 dB,平均降幅为2.28 dB,表明该复合材料夹芯圆柱壳能够有效抑制低频线谱噪声。     

复合材料夹芯结构非线性热传导分析

针对复合材料夹芯结构温度场分布的特点, 提出一种用于复合材料夹芯结构热传导精细分析的有限单元模型。这种单元模型为三维六面体模型, 单元模型厚度方向的插值函数在芯层和面板交界节点处温度值是连续的, 但温度变化率是不连续的, 而芯层内部节点处沿厚度方向温度值和温度变化率都是连续的。在考虑材料热传导参数随温度变化的情况下, 基于这种有限单元模型建立的复合材料夹芯结构瞬态温度场分析有限元方程为非线性方程。在求解此瞬态热传导非线性有限元方程时, 改进了常用的动力学平衡方程的解法, 改进后的动力学平衡方程解法避免了迭代运算, 提高了求解非线性动态平衡方程的效率。数值算例结果显示了该分析模型的有效性和可靠性。      

纤维缝合结构对夹芯结构复合材料力学性能的影响

通过RTM工艺成型了点阵增强夹芯结构复合材料,研究了纤维缝合结构对复合材料平压及侧压力学性能的影响,并探索了侧向压缩载荷下夹芯结构复合材料的破坏模式。结果表明,采用纤维缝合的方式可显著提高夹芯结构复合材料的力学性能。双向增强夹芯复合材料在长度和厚度方向上的侧压强度和模量相同,单向增强的侧压强度和模量表现出方向性,且长度方向上的模量明显高于宽度方向的。     

复合材料壳结构弹塑性分析

本文用退化的等参壳元分析了铺设角和铺层数对复合材料层合壳的弹塑性响应的影响。     

面芯脱粘缺陷对复合材料夹芯圆柱壳屈曲特性影响分析

面芯脱粘是复合材料夹芯结构常见的损伤形式。本工作综合考虑面芯界面损伤演化、分层屈曲以及分层扩展的耦合作用,建立了深水静压载荷下复合材料夹芯圆柱壳极限承载能力预报方法。基于非线性极限载荷计算方法,通过预制初始缺陷,开展了含面芯脱粘缺陷复合材料夹芯圆柱壳屈曲特性分析,揭示了典型面芯脱粘缺陷对复合材料夹芯圆柱壳失效模式及极限承载的影响机理,得到不同面芯脱粘形式、脱粘尺寸、脱粘位置的影响规律。研究发现,随贯穿面芯脱粘长度增加,结构失效模式发生整体屈曲→混合屈曲→局部屈曲演化;外蒙皮/芯层面芯脱粘对含环向贯穿面芯脱粘复合材料夹芯圆柱壳极限承载敏感度更高,内蒙皮/芯层界面脱粘对含纵向贯穿面芯脱粘缺陷复合材料夹芯圆柱壳极限承载敏感度更高;对于多个局部圆形面芯脱粘,沿纵向分布越集中、沿环向分布越离散,结构极限承载损失率越高。研究成果对面芯脱粘缺陷复合材料夹芯圆柱壳的优化设计与可靠性评估具有很好的指导意义。     

不同含量POE增韧竹塑复合材料的力学和动态力学性能

为研究增韧剂聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer,POE)对竹粉/高密度聚乙烯复合材料(竹塑复合材料,BPC)的增韧作用,制备了高性能竹塑复合材料。在竹塑复合材料中分别添加不同含量的 POE 制备试样,对制备的试样进行力学性能测试和动态热力学分析。力学性能测试结果表明,随着 POE 含量的增加,竹塑复合材料的冲击强度明显增大,但拉伸强度和弯曲强度均减小,当 POE 含量为40%时,竹塑复合材料的冲击强度最好;动态热力学分析结果表明,随着 POE 含量的增加,竹塑复合材料的韧性增强,当 POE 含量为40%时,竹塑复合材料的韧性最强。     

核壳结构纳米复合材料的研究进展

纳米粒子由于具有大量的潜在应用,近年来已引起人们极大的关注.通过制备具有核壳结构的纳米复合材料可以使其获得更多特殊的性质.综述了最近几年制备壳核结构纳米粒子的方法,根据其核、壳的不同材料分了4类,并对其中某些方法进行了比较,同时指出了目前该领域的应用前景、存在的不足和今后的研究发展方向.     

核壳结构纳米复合材料的研究进展

核壳结构纳米复合材料可同时具备核层和壳层材料的性能,能表现出优异于单组份材料的光、电、磁和催化等理化性质。综述了核壳纳米结构材料的制备方法,主要包括溶胶-凝胶法、水热法、自组装法、超声化学法等,介绍了核壳纳米结构材料的性能特点,重点阐述了它们在光子晶体、生物医学、催化等领域的应用,最后展望了核壳结构纳米复合材料未来的发展方向。     

造纸剩余物竹屑含量对竹质纤维-高密度聚乙烯复合材料力学及热性能的影响

为探索造纸剩余物竹屑高效利用新途径,采用挤出成型工艺制备竹质纤维-高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,探讨了不同质量分数竹屑对复合材料力学和热学性能的影响。结果表明:当竹屑质量分数为70%时,竹质纤维-HDPE复合材料综合力学性能较优;加入竹屑降低了复合材料起始分解温度,但提高了其高温耐烧蚀性;竹质纤维-HDPE复合材料结晶度随着竹屑质量分数的增加先上升后降低,当竹屑质量分数为60%时,复合材料结晶度较高,玻璃化转变温度最高,在承受动态载荷时刚性好,热变形小。     

造纸白泥添加量对竹质纤维/高密度聚乙烯复合材料力学性能的影响

以造纸剩余物白泥为填料,马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)为相容剂,采用挤出成型工艺将竹质纤维和高密度聚乙烯(HDPE)进行熔融复合制备竹质纤维/HDPE复合材料。利用万能力学试验机、冲击试验机、扫描电镜及动态力学分析仪,研究了白泥质量分数对复合材料力学性能的影响,并应用分形理论对拉伸强度与断口分形维数之间的关系进行了研究。结果表明,复合材料的冲击强度随着白泥的质量分数增加明显降低,当白泥质量分数为18%时,其弯曲和拉伸性能较好,复合材料拉伸强度与分形维数呈近似指数函数关系;白泥质量分数对复合材料的损耗因子无明显影响,玻璃化转变温度以前,白泥质量分数对复合材料储存模量、损耗模量影响显著,玻璃化转变温度之后对复合材料无明显影响。     

核壳结构丙烯酸酯聚合乳液的研究进展

综述了近年来核壳结构丙烯酸酯乳液聚合的研究进展。重点介绍了不同树脂、有机硅、有机氟及纳米二氧化硅对核壳丙烯酸酯乳液的改性方法,并展望了核壳结构丙烯酸酯乳液的发展趋势及应用前景。     

木塑复合材料的研究进展

阐述了近年来木塑复合材料的加工工艺、表面相容性的处理、偶联剂的选择、胶粘剂以及固化剂等,综述了木塑复合材料的研究进展,探讨了目前我国木塑复合材料存在的问题,并展望了木塑复合材料的未来前景.     

竹纤维增强聚氯乙烯发泡复合材料的制备与性能

以竹纤维和聚氯乙烯为原料,加入冲击改性剂、偶联剂、发泡剂等生产助剂,通过熔融混炼挤出,最后注塑成型为复合材料试样.研究了竹粉含量、冲击改性剂含量、偶联剂和发泡剂种类对该复合材料力学性能的影响,并利用扫描电镜分析了发泡复合材料的微观结构.结果表明：竹粉在一定添加量范围内对聚氯乙烯塑料基体的力学性能具有一定的增强效果,当竹粉添加质量分数超过20％后,复合材料的力学性能开始降低;抗冲击改性剂CPE的加入,可以在聚氯乙烯/竹粉复合材料体系中形成橡胶态过渡结构,组成不均匀相,进而提高复合材料的韧性;选用的几种偶联剂中,硅烷偶联剂对复合材料力学性能的作用效果最好,马来酸酐接枝聚丙烯次之,随后是改性EVA、铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂;组合发泡剂对聚氯乙烯/竹粉复合材料的发泡效果优于单一发泡剂,当AC＋尿素的添加质量分数为1.0％,且两者的质量比为1∶1时,其作用效果最优,泡孔数量多且均匀.     

共沉淀法制备Al_2O_3-YAG复相陶瓷及其显微结构研究

用共沉淀法制备了Ａｌ２Ｏ３－ＹＡＧ复合粉体,ＹＡＧ的结晶温度在１０００℃左右．共沉淀法 制备的Ａｌ２Ｏ３－ＹＡＧ复合粉体经１５５０℃热压烧结,获得致密烧结体,ＹＡＧ的加入量对烧结温度 的影响不大． Ａｌ２Ｏ３－５ｖｏｌ％ＹＡＧ复合材料的抗弯强度为６０４ＭＰａ,断裂韧性为５．０ＭＰａｍ１／２; Ａｌ２Ｏ３－２５ｖｏｌ％ＹＡＧ复合材料的抗弯强度为６１１ＭＰａ,断裂韧性为４５ＭＰａｍ１／２．所有这些数据 都高于单相Ａｌ２Ｏ３陶瓷的力学性能,说明ＹＡＧ的加入有利于Ａ１２Ｏ３陶瓷力学性能的提高． 通过显微结构观察发现：大的ＹＡＧ颗粒位于Ａｌ２Ｏ３晶界上,小的ＹＡＧ颗粒位于Ａｌ２Ｏ３晶粒 内．在 Ａｌ２Ｏ３－５ｖｏｌ％ＹＡＧ复合材料中,许多小的白色区域存在于 Ａｌ２Ｏ３晶粒内,这可能和较低 的Ｙ２Ｏ３含量有关．     

以竹代塑产品在包装领域应用现状

目的 介绍不同种类竹材包装的生产加工方式及其应用,并对以竹代塑产品在包装领域的发展进行展望,以期为以竹代塑产业发展提供借鉴和参考。方法 总结不同以竹代塑产品生产工艺和性能的特点,分析原竹包装和经过化学改性竹包装技术在包装领域的应用现状和存在问题。结果 可以在竹包装材料加工过程中添加功能助剂,或者对竹基材进行物理或化学改性,以及生产设备的机械化和智能化延伸,提升以竹代塑产品的品质和货架期。结论 以竹代塑产品的广泛应用势必会推动以竹代塑产业的可持续高质量发展,为提高竹包装品质和内装产品安全性提供了借鉴和参考。     

典型木塑制品抗弯性能的研究

以3种典型木塑制品结构为研究对象,进行抗弯性能试验研究,通过建立各结构的有限元模型,施加特定载荷和约束条件,模拟试验条件下的实际受载情况,实施有限元分析。研究结果表明,利用模拟分析结果中的特定指标来评价典型结构基本性能,具有较高的精度和可行性,可以简化型材的结构设计,对木塑型材结构的研究设计具有很好的指导意义。     

彩色木塑复合材料的老化性能

向桦木粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料中添加白色、黄色和红色着色剂,采用热压成型工艺制备彩色木塑复合材料。研究着色剂种类及含量对木塑复合材料力学性能和表面颜色的影响,同时分别考察彩色木塑复合材料在户外自然老化和紫外光加速老化箱中的老化情况,分析讨论其老化机制。结果表明:添加着色剂可提高木塑复合材料的力学性能,改善材料的外观颜色;木塑复合材料的力学强度和总色差随着色剂用量的增加而逐渐增大,当着色剂用量为3.5wt%时,复合材料的性能达到最佳;木塑复合材料经老化实验后表面褪色明显且力学强度显著降低,但自然老化后其性能下降更明显。这主要是因为木塑复合材料在老化过程中,不仅受到紫外光的照射发生了光降解,而且长期被雨水冲刷导致材料表面的桦木纤维及着色剂大量剥落,降低了材料界面结合强度,从而导致材料性能明显下降。     

核壳型铂基燃料电池催化剂制备方法与微结构控制综述

目前催化剂是制约燃料电池走向市场的关键,限制了燃料电池发展及大规模商业应用,寻求能够同时降低催化剂成本和提高催化剂性能的有效方法十分迫切。具有核壳结构的Pt-M催化剂不仅可以降低贵金属铂的用量,而且能显著提高催化活性。本文总结了近20年来核壳型Pt-M催化剂的主要制备方法,包括晶种法、去合金法、电化学沉积法等;重点分析非贵金属-铂核壳结构(M@Pt,M=Ni、Co、Cu、Fe等)的制备途径,总结了每种方法的特点。另外,还讨论了核壳结构在纳米层次上的精细控制和设计方案,这有助于理解核壳结构对电化学催化动力学的作用规律,更好地设计开发新型催化剂。