自蔓延高温合成理论研究与进展(Ⅱ)

简要介绍了固体火焰现象的科学发现和发展。系统地阐述了ＳＨＳ的体系类型、燃烧方式、燃烧机理、燃烧热力学、燃烧理论与数学模型、结构宏观动力学、燃烧化学合成和高温下的化学反应动力学理论研究的历史与现状。简要介绍了相关实验方法及进展     

均匀化方法的ABAQUS实现

为了利用通用有限元软件来对复杂的均匀化方程进行便捷求解,从而对具有周期性构造复合材料有效性能进行预测.根据文献[1]提出的热应力方法和边界力方法将均匀化方程转化为通用有限元可以进行计算的形式,通过ABAQUS用户子程序和脚本语言的编写,便捷的实现了均匀化方程的求解,得到了均匀化系数.通过均匀化方程的ABAQUS的便捷求解(包括热应力方法和边界力方法),计算了单向复合材料有效性能,并与细观力学方法进行比较,结果表明两种方法具有一致性和有效性.     

单丝复合体系界面力学行为的表征

界面是纤维增强树脂基复合材料的重要细观结构,极大程度地影响着该材料的宏观性能以及破坏模式.单丝复合体系是界面力学性能表征的主要研究对象.从细观力学实验,细观力学模型以及数值模拟3个方面出发,全面地阐述了单丝复合体系界面力学行为表征的手段和方法.细观力学实验是建立细观力学模型以及发展数值模拟方法的基础,应充分利用三者的关系,建立完善的界面性能表征体系,以便更加准确的预报复合材料的力学性能,满足各个行业的要求.     

碳短纤维-ZrB2陶瓷基复合材料的制备与性能研究

对ZrB2-Sic（ZS）材料和碳短纤维，ZrB2-SiC（ZSC）材料的断裂韧性、室温至900℃弯曲强度进行了测试和研究。结果表明：短纤维的加入可以显著提高材料的断裂韧性、从4．25MPa．m^1/2提高到6．56MPa．m^1/2，纤维拔出和脱粘以及裂纹的桥接和偏转是材料断裂韧性提高的原因；ZS和ZSC材料弯曲强度从室温到900℃经历了不同的过程，但都是两种因素共同作用的结果，即温度升高，晶界软化所带来的对裂纹的愈合作用与温度升高所带来的界面结合强度下降的作用。     

碳短纤维-ZrB2陶瓷基复合材料的制备与性能研究

对ZrB2-SiC(ZS)材料和碳短纤维/ZrB2-SiC(ZSC)材料的断裂韧性、室温至900℃弯曲强度进行了测试和研究.结果表明:短纤维的加入可以显著提高材料的断裂韧性、从4.25 MPa·m1/2提高到6.56 MPa·m1/2,纤维拔出和脱粘以及裂纹的桥接和偏转是材料断裂韧性提高的原因;ZS和ZSC材料弯曲强度从室温到900℃经历了不同的过程,但都是两种因素共同作用的结果,即温度升高,晶界软化所带来的对裂纹的愈合作用与温度升高所带来的界面结合强度下降的作用.     

Residual strength model for composite laminates

To research the approach of predicting composites fatigue life,the cumulative fatigue damage of fiber-reinforced plastic laminates(FRP) was investigated,and based on the complex exponential function,the residual strength model was obtained. This model can accurately describe the propagation of cumulative fatigue damage of FRP in three stages,especially in the initial stage and the ceasing stage. Applying this model in the experiment with two loading cycles,it can be found that the prediction result has good coincidence with experimental data. So a reliable residual strength model can be provided for studying the cumulative fatigue damage of FRP.     

应用瑞利-里滋法分析储箱内液体晃动模态

将瑞利-里滋法进一步拓展到储箱内液体晃动的模态分析中,结合瑞利商给出储箱内带自由液面液体晃动基频的计算方程,使得瑞利-里滋计算模态的方法得到进一步的扩展,同时对液体晃动基频计算提出更为有效的计算方法.此外,应用有限元程序ADINA,对圆柱形储箱内带自由液面的晃动频率和模态进行数值模拟.研究了液面半径和深度对液体晃动固有频率和模态的影响.模拟得出的结论与瑞利商和里滋法的计算结论基本相符,从而验证了所提出的瑞利-里滋法解析解的有效性.所给出的解析方法适合任意储箱内液体晃动的模态分析.     

PET/MMT纳米复合材料的制备及性能研究

聚合物/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,特别是剥离型的聚合物/MMT纳米复合材料的制备,是提高聚合物力学性能、耐热性能和阻隔性能的重要途径.然而,对于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),由于其中等极性,难以得到剥离型的PET/MMT复合材料.本文采用PET缩聚阶段的催化剂醋酸锑对Na-MMT进行插层改性,并用原位聚合法分别制备了PET/Sb-MMT纳米复合材料和PET/Na-MMT纳米复合材料,采用XRD、TEM分析了PET/MMT复合材料的层间距和微观形貌,并通过DSC、TGA、水平燃烧实验和紫外一可见光透过率分析等方法分别考察了PET/MMT复合材料的结晶性能、热稳定性、阻燃性能以及紫外-可见光透光率.研究结果表明:醋酸锑插层MMT有效地提高了MMT的层间距;与PET/Na-MMT相比,PET/Sb-MMT纳米复合材料的层间距略有增加,且MMT片层有剥离趋势;同时,MMT的加人提高了PET的结晶速率,PET/Sb-MMT的热稳定性,阻燃性和透光率与PET/Na-MMT相比均有提高.     

考虑纤维初始位错的复合材料轴向压缩性能

通过试验及模拟对复合材料的轴向压缩失效过程进行了研究。试验中,采用高速摄像机对失效过程进行捕捉,并对最终破坏模式进行光学显微镜分析。基于纤维初始位错、纤维随机强度及基体Ducker-Prager塑性本构,通过有限元软件ABAQUS建立了复合材料轴向压缩的有限元模型,并对比分析剪切型及拉伸型两种不同初始位错模型的模拟结果。研究结果表明,复合材料轴向压缩包含弹性变形及塑性变形阶段,离散的纤维基体二维有限元模型能够有效模拟压缩的渐进损伤过程,且模拟结果与试验结果相吻合。复合材料轴向压缩强度是纤维初始位错及塑性基体剪切屈服共同作用的结果,其随着纤维初始位错幅值的减小、波长的增加及纤维体积分数的增加而增加。     

c轴择优取向ZnO薄膜RF溅射工艺研究

通过射频磁控溅射在Si(100)基片上制备了ZnO薄膜,该文着重研究了磁控溅射中各生长参数如衬底温度、氧分压及后处理工艺等因素对氧化锌薄膜结晶性能、表面形貌、择优取向与微结构的影响,并对溅射工艺与取向、结构的关系进行了分析比较,从而确定了最佳溅射及后处理条件并获得了c轴择优取向的ZnO薄膜。