泡沫金属复合材料的研究进展EI北大核心CSCD

泡沫金属复合材料是一种轻质复合材料,具有低密度、高强度、高屏蔽性能、高阻尼性能等特性,其在航空航天、钻井隔水管浮筒、人工骨等多个领域具有广泛的应用前景,备受人们关注。本文通过对现有文献的研究,介绍了泡沫金属复合材料的制备方法,深入分析泡沫金属复合材料的显微结构对其性能的影响,综述了材料的力学性能、阻尼性能、屏蔽性能、隔热等性能和机制的进展以及其在相关领域的应用,为未来泡沫金属复合材料的开发提供一定的理论依据,并对其新制备工艺、建模研究、夹芯结构以及高性能泡沫空心球的制备等研究方向进行展望。     

岩棉夹芯金属屋面板的阻尼性能研究

岩棉夹芯金属板广泛应用于大跨度屋盖结构中,其弱刚度和阻尼性能会改变屋面脉动风荷载特性并影响屋盖结构的风振性能,但目前在设计中还鲜有考虑。对岩棉夹芯材料的拉压强度、弹性模量和泊松比等基本力学参数进行了测试。采用振动梁法进行了岩棉夹芯材料的阻尼性能试验,根据试验结果拟合得到了其损耗因子-频率曲线。进一步对一块0.4m×2m的典型跨度岩棉夹芯屋面板的阻尼特性进行数值分析,运用模态应变能法计算出该屋面板各阶模态下的损耗因子。结果表明,岩棉夹芯金属屋面板的模态损耗因子可高达0.5,其中垂直屋面板主振型的最小损耗因子都接近0.2,说明屋面板的阻尼效应在结构风振分析中不容忽视。     

圆锥滑动轴承-转子系统中金属橡胶阻尼器力学性能研究

针对金属橡胶材料优良的阻尼性能,设计了应用于圆锥滑动轴承-转子系统中的金属橡胶阻尼器,制备了专用实验台,在其既承受转子不平衡力等径向载荷又承受轴向载荷作用下,研究了轴向力对金属橡胶阻尼器刚度及能量耗散系数的影响,得到了金属橡胶阻尼器刚度、阻尼性能随变形幅值及轴向载荷的变化关系式,为金属橡胶阻尼器在圆锥滑动轴承-转子系统中的实际应用奠定了基础。     

玻璃纤维夹芯材料力学性能与阻尼特性分析

对大跨度建筑用复合金属屋面板的玻璃纤维夹芯材料的力学性能进行了试验测定。测得了玻璃纤维棉层压方向和顺纹方向的拉压强度、弹性模量和泊松比等基本力学参数,结果表明层压方向和顺纹方向的力学性质不相同。采用振动梁法进行了阻尼特性试验,得到了材料损耗因子的值,并根据试验数据拟合出了玻璃纤维棉损耗因子-频率的曲线,在测试频率范围内材料的损耗因子值为0.5左右,表明该材料为高阻尼材料。进一步以一块玻璃纤维夹芯复合金属板为算例,采用模态应变能法对其阻尼特性进行了数值分析。玻璃纤维夹芯复合屋面板的各阶模态损耗因子在0.3～0.5左右,表明玻璃纤维夹芯复合金属板具有较高的结构阻尼,在大跨度结构风振计算中将玻璃纤维夹芯复合金属屋面板看作刚性板是不正确的。     

钛板夹芯结构透声窗设计方法

对两层金属平板、中间橡胶夹芯的结构进行了设计,认为金属平板和芯层中都有纵波和横波的传播,应用传递矩阵法建立了平板夹芯结构声学设计的理论模型。利用该模型设计出一种钛板夹芯结构,并对该夹芯结构进行了透声性能分析。数值计算结果表明该方法设计出的钛板夹芯结构具有良好的透声性。     

高速列车及其用复合材料的发展

介绍了国内外高速列车及其用复合材料的发展,分析了列车高速化带来的问题以及实现列车高速化的主要途径,阐述了夹芯结构复合材料的性能特点及取代传统层合板结构复合材料的趋势,并提出了将三维整体复合材料夹芯结构用于制造高速列车车体结构件,从而弥补传统泡沫夹芯结构制造大尺寸构件刚度不足的缺点。     

橡胶减震材料研究进展

控制振动、降低噪音,已成为当今社会急需解决的问题。文中对橡胶减震材料最近的研究动态作了概述,内容涉及橡胶阻尼减震机理和阻尼减震性能的影响因素。影响橡胶阻尼性能的最主要因素是橡胶的分子结构,其次为填充体系、硫化体系、增塑体系等。文中介绍了阻尼橡胶的改性方法,包括共混、互穿网络技术和填充填料等方法,并指出减震橡胶材料今后的研究方向。     

新型折叠夹芯结构材料研究进展

折叠夹芯结构是一种具有轻质、高比强、高比刚度以及多功能潜力的新型三维结构材料,近几年受到国内外学者的极大关注.它将成为新一代结构功能一体化的理想结构材料.主要概述了折叠夹芯结构的发展历程,包括折叠芯材的拓扑构型设计、制备工艺研究以及折叠夹芯结构力学性能、失效方式、数值模拟和隔音、热力学等方面的工作.同时结合折叠夹芯结构的性能和优势,对其可能应用的领域进行预测,并对其未来研究方向进行了展望.     

夹芯复合材料结构阻尼特性研究

从粘弹性材料的本构关系出发,应用复特征值理论推导了夹芯复合材料结构阻尼的计算方法;同时基于能量损耗原理和阻尼的产生机理,研究了夹芯复合材料结构阻尼计算的模态应变能方法;提出了两种承载/减振夹芯复合材料结构模型,应用动态力学热分析方法测量了芯材的阻尼参数;应用两种阻尼计算理论和有限元数值分析相结合的方法研究了两种夹芯结构模型的损耗因子,并与试验结果进行了比较;分析了夹芯厚度对结构损耗因子的影响.     

Z向增强泡沫夹芯结构的制备技术研究

Z向增强泡沫夹芯结构解决了传统泡沫夹芯材料承载能力不足的问题,同时又具有比强度高、比模量大、隔音、减震降噪性能好等众多优点,目前已在航空、航天、航海领域得到广泛的应用.本文对泡沫夹芯结构Z向增强技术进行了分类,并着重对泡沫夹芯结构Z向增强技术的制备工艺进行了详细介绍.     

0Cr18Ni9Ti金属橡胶多孔材料的气体渗透性

将一种新材料——金属橡胶材料应用于制备节流元件,其较高的承载能力、抗堵塞能力及节流孔隙随压力连续可调性能是其它多孔材料所无法比拟的。对金属橡胶多孔材料的基本性能进行了实验研究,测量了具有不同丝径、不同结构尺寸的金属橡胶多孔材料的最大孔隙直径和平均孔隙直径。得出了最大孔隙直径、平均孔隙直径与孔隙度、金属丝直径和液压直径之间的关系。     

金属橡胶隔振器抗冲击性能研究

对金属橡胶隔振器的冲击性能进行了理论和实验研究。借助于金属橡胶构件的加载曲线和迟滞回线,研究了具有非线性干摩擦阻尼隔冲系统在短冲击和长冲击时的最大响应的计算方法,并借助于Matlab实现了最大冲击响应的逐步积分计算。通过实验研究了构件结构形状和参数、负载质量、冲击加速度等对金属橡胶构件抗冲击性能的影响,对理论方法进行了验证,为工程实践提供了依据。     

安装预紧量对金属橡胶构件干摩擦阻尼的影响

为了研究安装预紧量对金属橡胶构件的干摩擦阻尼性能及寿命的影响,分别对预紧量为Q=1.11mm和Q=2.2mm的金属橡胶隔振器进行了静态及振动实验研究.结果表明:改变金属橡胶隔振器的预紧量,其承载能力及能量耗散性能均将发生变化,具有较小预紧量(Q=1.1 mm)的金属橡胶隔振器的承载能力及耗散振动能量的能力优于具有较大预紧量(Q=2.2 mm)的金属橡胶隔振器的相应指标,且使用寿命比较长.实验证明,适当控制金属橡胶构件的预紧量,可以实现对金属橡胶隔振器的干摩擦阻尼性能的有效控制.     

热塑性复合材料夹芯结构熔融连接研究进展

面芯界面性能是复合材料夹芯结构发挥其力学/多功能优势的关键,热塑性树脂具有可熔融再造的特点,使热塑性复合材料夹芯结构(TPCSS)可在不引入新材料的前提下,形成连续可靠的面芯界面。对近年来热塑性复合材料夹芯结构熔融连接研究进展进行了梳理,总结了常见构型与所用材料,重点归纳了主要的熔融连接方法,包括热板焊接、模压成型、连续热压、面芯共编和增材制造等。基于国内外研究和应用现状,展望了熔融连接热塑性复合材料夹芯结构的未来发展趋势和应用前景。     

弹性阻尼金属螺旋丝网夹芯结构连接工艺及力学特性

针对弹性阻尼螺旋金属丝网夹芯结构界面连接性能不明确的问题,分别采用真空钎焊和胶结两种典型连接工艺,进行了面内压缩和拉伸剪切力学性能试验,结合SEM和EDS等材料微观表征方法,展开夹芯结构界面结合的物理机制和力学特性的研究.研究结果表明:钎焊连接界面相对胶结更均匀连续,钎料中Ni、Si元素与芯材、面板中的Fe、Cr元素扩...     

热固性环氧泡沫材料的研究进展

热固性环氧泡沫材料因具有优异的性能而在夹芯材料领域具有广泛应用,并成为新的研究热点.总结了近年来的新型制备技术、新型结构泡沫材料以及空心微球填充环氧合成泡沫的研究概况,详细概述了环氧泡沫材料的改性研究新进展,包括在泡沫基体中引入新基团/新组分、短切纤维增强、纳米材料改性、橡胶粒子改性等.     

柱胞夹芯复合材料设计加工及吸能性能研究现状

柱胞夹芯复合材料因其在吸能减振方面的优异性能以及比强度、比刚度高,被认为是新型吸能材料。为全面了解其在抗冲击吸能方面的优势,本文介绍了柱胞夹芯复合材料的基本概念;阐述了柱胞夹芯复合材料的吸能机理、吸能评估方法以及国内外设计的不同几何构型柱胞单元;分析了填充多孔材料对柱胞单元吸能性能的增强机理;概述了柱胞夹芯复合材料的不同加工工艺,比较各种加工工艺的优缺点及改进方法。文章最后对柱胞夹芯复合材料的发展前景进行了展望。     

阻尼夹芯复合材料加筋板的振动分析与数值模拟

以阻尼夹芯复合材料加筋板为研究对象,依据一阶剪切变形理论(FSDT)和Hamilton原理,推导板和加强筋的应变能、动能表达式,采用变分原理建立控制微分方程,根据相关边界条件和傅里叶级数求解方程。建立了ANSYS阻尼夹芯复合材料加筋板的有限元模型,该模型考虑到阻尼夹芯复合材料加筋板中阻尼材料与纤维预浸料间的结合方式,用模态应变能有限元数值模拟方法研究了结构的动力学性能,并通过对数值模拟结果与理论解的比较,验证了模型的合理性和有效性。探讨了不同的筋条尺寸、不同的筋条数量、不同的筋条分布方式对阻尼夹芯复合材料加筋板动力学性能的影响,得出了阻尼夹芯复合材料加筋板的一阶模态频率和损耗因子随不同参数的变化曲线,其结论为阻尼夹芯复合材料加筋板的优化设计提供参考。     

金属橡胶的刚度特性和阻尼试验研究

基于金属橡胶内部微元螺旋卷结构,并以弹簧理论建立其力学模型,分析了在螺旋卷之间不同接触("未接触、滑动、压缩")形式下的刚度公式并解释载荷作用下刚度曲线不同阶段的特性。基于金属橡胶的非线性对阻尼进行计算,通过试验研究金属橡胶构件的密度、厚度对静态刚度曲线不同阶段的影响,及在不同振幅、频率下比阻尼随密度和厚度的变化规律,为金属橡胶的设计及工程应用有重要的指导意义。     

金属橡胶／硅橡胶复合阻尼材料疲劳性能研究

探讨金属橡胶／硅橡胶复合阻尼材料的疲劳性能,结果表明：复合硅橡胶显著提高金属橡胶的刚度;以软特性段刚度下降5．0％为疲劳判据,测试出其位移-疲劳寿命曲线。