纤维增强金属基复合材料残余应力及其在拉伸时的行为

根据弹性力学理论建立了纤维增强金属基复合材料中纤维周围基体中的残余热应力模型。探讨了在单向拉伸时该残余热应力对材料性能的影响 ,为分析复合材料的力学行为提供理论指导。     

纤维拔出时Coulomb摩擦界面应力传递

假设纤维/基体界面分离区域内的摩擦剪切应力遵循Coulomb摩擦律，包括泊松效应的影响，建立了纤维拔出时的摩擦界面应力传递模型，获得了包含摩擦滑移和由纤维/基体热失配引起的法向残余热应力效应的纤维轴向应力和界面剪切应力的表达式.对纤维增强复合材料SCS-6/Ti-6Al-4V作参数化的数值计算，且和有限元结果进行比较.结果表明，随纤维轴向位置的增加，纤维轴向应力和界面剪切应力均减小；法向残余热应力、高纤维体积分数和短纤维延缓纤维失效.     

纤维增强金属基复合材料残余应力及其在拉伸时的行为

根据弹性力学理论建立了纤维增强金属基复合材料中纤维周围基体中的残余热应力模型。探讨了在单向拉伸时该残余热应力对材料性能的影响,为分析复合材料的力学行为理论指导。     

FRP残余应力及纤维最佳预张力分析

分析了复合材料在制造过程中温变引起的残余应力和应变,同时考虑了纤维预加张力引起的残余应力和应变,提出了FRP纤维预加张力复合原理,确定了纤维最佳预加张力的范围,导出的结果是对FRP产品优化设计理论的补充。     

剑麻纤维/沥青复合材料界面性能

使用经碱处理后的剑麻纤维改性沥青制备剑麻纤维/沥青复合材料,通过扫描电子显微镜观察复合材料界面的结合情况。结果表明:剑麻纤维可以有效抑制细微裂缝的发展,提高混凝土的强度;添加一定量的剑麻纤维后,复合材料中剑麻纤维可很好地包覆在沥青中,使集料表面形成比普通沥青混凝土更厚的沥青膜,促使沥青与集料更紧密结合在一起,从而提高沥青混凝土的强度和韧性、抗裂性能,即提高沥青混凝土的路用性能。     

环锭纺"加捻细颈区"纤维配列取向与转移机理分析

为了探明环锭纺纱“加捻细颈区”内纤维配列取向规律与转移机理，本文建立三维模型对环锭纺“加捻细颈区”的形态及该区内纤维流动取向的排列规律和转移方式进行描述和分析，得出了新的与传统理论不同的“加捻细颈区”纤维配列取向规律与转移机理理论。该理论对进行环锭纺的多组份复合纺纱以及提高纺纱质量具有指导意义。     

界面形貌对涂层残余应力影响的数值模拟

应用有限元软件ANSYS中的热分析功能,对涂层中的残余应力进行有限元分析,得到不同界面形貌模型残余应力的分布状况。分析表明,平面界面形貌比其他形貌有明显的局部应力集中现象,该结论为提高涂层界面结合强度的界面造形提供了理论支持。     

CMMp复合材料热残余应力的计算模型

采用统一型非线性动态粘弹塑性本构模型，经修改完善后用于ＣＭＭｐ复合材料残余应力的计算，算例的计算结果表明，该力学模型比弹性本构模型和弹塑性本构模型更正确地描述了ＣＭＭｐ复合材料中的热残余应力的分布变化情况。     

氧化铝短纤维/铝合金复合材料挤压浸渗的凝固界面

在挤压浸渗法制备复合材料的基础上,研究了Al_2O_3纤维/Al合金的界面。结果表明,在复合材料中,纤维与基体之同存在明显的界面层,合金元素通过适当的化学反应可改善润湿状况,有利于纤维与基体的结合。试样断口分析还表明,复合材料的界面结合状况良好,可传递足够的载荷到纤维上,发挥其增强作用。     

TiC涂层梯度硬质合金残余热应力分析

采用有限元方法分析有无梯度2种TiC涂层硬质合金的残余热应力,研究了残余应力随涂层及梯度层厚度的变化。结果表明:增加梯度层后,涂层内残余热应力的减小超过10%,合金中残余应力减小30%以上,表面残余应力也明显下降;随着涂层厚度的增加,涂层内拉应力大幅减小,剪切应力与等效应力略微增加,涂层梯度硬质合金的等效应力呈下降趋势;随着梯度层厚度的增加,涂层内残余应力减小,当梯度层厚度较大时,残余应力不再改变。因此,选择合适的涂层和梯度层厚度,涂层厚度一般为5～8μm,梯度层厚度控制在20μm左右,可以有效缓和残余应力,提高材料的结合强度。     

CMM_P复合材料热残余应力的计算模型

采用统一型非线性动态粘弹塑性本构模型，经修改完善后用于ＣＭＭＰ复合材料热残余应力的计算．算例的计算结果表明，该力学模型比弹性本构模型和弹塑性本构模型更正确地描述了ＣＭＭＰ复合材料中的热残余应力的分布变化情况     

预应力碳纤维薄片加固RC梁放张后界面受力分析

以碳纤维薄片(CFL)加固钢筋混凝土(RC)梁为研究对象,采用压梁法对CFL施加预应力,计及混凝土与CFL之间界面的软化行为,理论推导了预压力放张后界面粘结剪应力和CFL轴向正应力的分布规律,实施放张实验对界面应力的计算值进行了验证,并以界面断裂能作为剥离判据,建立了不引起界面剥离最大预压力的计算模型。实验与计算结果表明,预压力放张后,CFL轴向应力的计算值与实验值吻合较好;预压力放张后,CFL端部的界面粘结剪应力急剧增大;减小CFL的厚度或弹性模量有利于防止界面剥离的发生。     

磨削残余应力产生机理的研究

本文对现行磨削残余应力产生机理的假说进行了归纳分析,在此基础上,对磨削过程和法向磨削力对磨削残余应力的影响进行了试验研究,详细探讨了磨削残余应力的产生机理,提出了磨削过程中的约束越多加工残余应力越大及砂轮材料扩散到工件表面层可以提高加工残余压应力的新观点,并对残余应力的平衡机理给出了新的解释.     

Al2O3／ZL108复合材料凝固界面的研究

利用挤压铸造制备Ａｌ２Ｏ３／ＺＬ１０８复合材料，研究了氧化铝纤维／铝合金基体的界面，结果表明，在复合材料中，纤维与基体之间的界面层，合金元素通过适当的化学反应可形成尖晶石，有利于纤维与基体的结合，试样断口分析表明，复合材料的界面结构状况良好，可传递足够的载荷到纤维上，发挥其增强作用。     

Residual Thermal Stresses of Laser Cladding of Intermetallic-Ceramic Composite Coatings

The stresses in laser cladding of Ni3Al-WC composite coating co and in heat affect zone (HAZ) σh have been induced based on considering the influences of laser processing parameters power P and beam traverse speed v.According to the calculated results, certain limits of P and v are necessary in order to obtain crack free coatings. It agrees well with the experimental results.     

固化剂用量对SF/UF共混复合材料力学性能的影响

剑麻纤维(SF)经碱处理后与自制的低毒改性脲醛树脂(UF)、固化剂等原料进行捏合、模压成型,制成SF/UF共混复合材料,研究了不同固化剂用量对复合材料力学性能的影响:并用DSC对树脂进行了固化分析,采用扫描电镜(SEM)对材料的微观形貌进行了观察.结果表明,固化剂用量对复合材料的力学性能有较大影响:用量为1.0%时,复合材料的冲击强度达到12.39 kJ/m2,磨损体积仅为1.47×10 mm3,弯曲强度达到了55.24 MPa.     

颗粒形状对铝基复合材料热残余应力影响的有限元分析

通过复合材料显微组织观察，建立了平面应力状态的复合材料组织模型，利用有限元方法对Al2O3p/2024Al复合材料和SiCp/2024Al复合材料淬火过程的热应力进行了数值模拟，研究了颗粒形状对铝基复合材料淬火处理过程下热残余应力的影响．结果表明，由于增强颗粒与铝基体之间的热膨胀系数差异较大，淬火处理后颗粒和基体的界面附近产生很大的热残余应力场，同时基体发生塑性应变．