HGB/EP复合泡沫材料界面破坏模拟研究

空心玻璃微珠(HGB)/环氧树脂(EP)复合泡沫材料是一种新型的结构功能双重材料,其两种材料相互间的黏结性能对复合材料的力学性能有较大的影响。通过设计玻璃与环氧树脂的黏结力实验测得了黏结力与变形的关系。建立玻璃微珠与环氧树脂的数值模拟模型,采用实验所得数据在其间设置黏结单元,对六种情况下的模型施加拉伸和压缩均布载荷进行数值模拟,考察两种材料间界面的变形和破坏情况,研究了界面破坏时复合泡沫材料所受的极限载荷,分析了极限载荷随玻璃微珠半径及填充比的变化规律,发现其与相关文献实验结果一致。     

泡沫铝-空心玻璃微珠/环氧泡沫复合材料压缩及弯曲力学性能

制备了泡沫铝、泡沫铝-环氧树脂及含有不同体积分数空心玻璃微珠(HGM)的三种泡沫铝-HGM/环氧泡沫互穿相复合材料(IPC).通过一系列准静态压缩实验,观察了其变形形貌,研究了其弹性模量、屈服极限、比强度及比刚度等力学性能与HGM体积分数的关系.通过三点弯曲实验,研究了IPC的弯曲极限载荷、弯曲弹性模量等性能,分析了其断口形貌与材料结构的关系.实验结果表明:四种IPC的力学性能均较纯泡沫铝有大幅度的提高,其中,泡沫铝-环氧树脂的压缩和弯曲力学性能最好.随着复合材料中HGM体积分数增加,IPC力学性能逐渐缓慢降低.     

芦苞水闸管涌处理初探

芦苞水闸是北江大堤上的一座重要的分洪闸。改建工程完工后，在闸下游发现有管涌现象，对芦苞水闸管涌及产生管涌的原因进行了分析，并初步提出了处理管涌的措施意见。     

玻璃微珠/环氧树脂胶结型复合材料的刚架-弹簧-阻尼模型

针对玻璃微珠/环氧树脂构成的胶结型颗粒复合材料提出了刚架-弹簧-阻尼模型。考虑到环氧树脂基体的阻尼特性,通过动态热机械分析,得到常温低频下环氧树脂的损耗因子,并应用于刚架-弹簧-阻尼模型。采用有限单元分析方法进行数值仿真分析,得到了玻璃微珠/环氧树脂胶结型复合材料损耗因子随玻璃微珠粒径增大的变化规律。结果表明:随着玻璃微珠粒径的增大,颗粒复合材料的刚架-弹簧-阻尼模型单元计算的损耗因子会逐渐增大,且切向损耗因子要比轴向的大;对整体材料而言,刚架-弹簧-阻尼有限元模型计算的损耗因子也会逐渐增大,其中,按照平面正四边形网格模型计算得到的损耗因子要大于平面正六边形网格模型,即颗粒复合材料的孔隙率越大,材料的损耗因子越大。仿真分析结果与实际材料的阻尼变化规律相符,这种模型是可靠的。      

自然老化对空心玻璃微珠/环氧树脂及泡沫铝-空心玻璃微珠/环氧树脂力学性能的影响

制备了空心玻璃微珠(HGM)/环氧树脂复合泡沫材料、泡沫铝-HGM/环氧树脂两类环氧树脂基复合材料,测量了其在北方室内环境中自然老化前后的密度.通过一系列准静态压缩实验研究了HGM/环氧树脂和泡沫铝-HGM/环氧树脂两类复合材料的有效弹性模量、屈服极限等力学性能,分析了其破坏形貌与材料结构的关系及力学性能改变的原因.研究表明:环氧树脂老化后屈服极限有所降低,但HGM/环氧树脂复合泡沫材料的力学性能随着HGM填充量的增加呈先增加后降低的趋势.泡沫铝/环氧树脂复合材料老化后的力学性能出现明显降低,但添加HGM体积比高于20％的泡沫铝-HGM/环氧树脂复合材料的力学性能则有所增加.     

泡沫铝/环氧树脂复合材料电磁屏蔽及力学性能实验

以环氧树脂填充泡沫铝.制备了具有一定结构性能及电磁屏蔽功能的结构和功能一体化复合材料试件,泡沫铝的孔径设计为1.0 mm和2.0 mm,厚度为5.0mm、10.0 mm和15.0 mm.通过法兰同轴测试法,分别测试了这6组试件的电磁屏蔽效能,研究发现:泡沫铝厚度一定,频率为10～300 MHz时,随着孔径的增大屏蔽效能增强;频率为300 MHz～1.5 GHz时,孔径对屏蔽效能的影响不明显.泡沫铝孔径一定,频率为10～300 MHz时,随着厚度的增大屏蔽效能增强;频率为300 MHz～1.5 GHz时,厚度对屏蔽效能影响不大.同时,通过拉伸和弯曲实验测试了复合材料中泡沫铝孔径不同的试件的强度和弹性模量等力学性能.结果表明,泡沫铝孔径小的复合材料的抗拉和抗弯性能比孔径大的更好.     

实施学科创新 加快学科发展

长江大学“地球探测与信息技术”学科,实施学术队伍建设创新,采取多种形式培养和引进人才,建立了一支年龄结构、学历结构、职称结构合理,具有创新精神、创新意识和创新能力的学术队伍;积极开展学科建设管理创新,明确学科建设重点,加大学科建设的经费投入力度,取得“地球探测与信息技术”学科博士授予权,提高了人才培养层次;实施人才培养模式创新,建立“厂校合作,联合育人”的人才培养模式,建立科研基地和实习基地,提高了人才培养质量。     

浸泡腐蚀对玻璃纤维-空心玻璃微珠/环氧树脂复合泡沫材料弯曲性能的影响

制备了不同纤维质量分数的玻璃纤维-空心玻璃微珠/环氧树脂复合泡沫材料。通过三点弯曲试验研究了纤维质量分数对复合泡沫材料力学性能的影响。将复合泡沫材料试件置于蒸馏水和海水中浸泡,研究了浸泡腐蚀对试件弯曲性能的影响,并结合扫描电镜照片分析其原因。研究表明:纤维质量分数越高,玻璃纤维-空心玻璃微珠/环氧树脂复合泡沫材料的吸湿率越大,且在蒸馏水中的吸湿率较海水中的更大。试件的弯曲强度随纤维质量分数增加而增大,当纤维质量分数为10%时达到最大,比未添加纤维的试件增强了51%,之后则随纤维质量分数增加逐渐降低。浸泡腐蚀降低了试件的弯曲性能,其中海水浸泡后的试件弯曲性能最低。玻璃纤维-空心玻璃微珠/环氧树脂复合泡沫材料弯曲强度降低的直接原因是浸泡腐蚀使得部分玻璃微珠和玻璃纤维与环氧树脂基体间的界面层受到破坏。     

空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料力学性能

对不同填充质量比的改性空心玻璃微珠(HGB)/环氧树脂复合材料进行了拉伸、压缩准静态实验。研究了改性空心玻璃微珠不同填充量对复合材料密度、弹性模量、拉伸强度和压缩强度的影响, 并分析其应力松弛。实验发现, 材料的各项数据随填充比增加均有所降低。空心玻璃微珠的填入使材料表现出脆性破坏, 但破坏前有较大的变形, 破坏后回弹率大, 说明玻璃微珠的填充增强了材料的弹性。HGB/环氧树脂复合材料具有明显的应力松弛现象, 且填充比越高, 应力松弛速率越大, 可见HGB/环氧树脂复合材料具有明显的黏弹性。