陶瓷材料断裂韧性测试新技术：静态爆破剂预制裂纹的研究

准确测试陶瓷材料断裂韧性Ｋ１Ｃ的关键是预制具有原生裂纹的试样。本文以单边切口梁法测试Ｋ１Ｃ为基础，提出了一种简便而有效的陶瓷材料原生裂纹的预制方法－静态膨胀法。研究结果表明：静态膨胀法中裂纹的扩展是稳态的；通过调节影响微裂纹产生与扩展的多种因素，可以准确地控制裂纹扩展的深度，预制出合适的原生裂纹，为准确评价结构陶瓷的断裂韧性提供了一种有效可行的方法。     

复合材料层板疲劳损伤寿命的预测

根据复合材料层板疲劳损伤机理，首先建立数学模型，然后运用宏观断裂力学的方法分析、推导出了在基体损伤破坏下正交层板的疲劳损伤寿命的预测公式，最后通过算例进行了验证。     

酚醛型氰酸酯树脂的固化反应

采用原位红外光谱法跟踪研究了酚醛型氰酸酯树脂的固化反应过程,获得了树脂固化反应过程中各基团的转化率与时间的关系,并对各固化阶段中基团的转化进行了分析,以指导酚醛型氰酸酯树脂的固化工艺制度的优化,最后确定其固化制度为120℃2h+150℃2h+180℃3h+200℃2h+250℃2h+300℃2h,实验证明该固化制度下树脂固化物力学性能与传统的酚醛树脂相当,且耐热性能更优异。     

基于Zinoviev理论的含孔复合材料层合板三维有限元渐进失效分析

建立了含孔复合材料层合板的三维有限元模型,以二维Zinovie理论为基础,结合改进的三维Hashin准则,对二维Zinoviev理论进行了简化和拓展,提出了适用于三维模型的刚度退化方案,完成了对层合板的渐进失效分析。从纤维失效、基体失效、分层失效三个方面讨论了层合板在拉伸载荷作用下的失效过程,并预测了层合板的拉伸极限强度及破坏模式。数值模拟结果与试验基本吻合,验证了所提出退化模型的正确性。     

波纹缺陷对复合材料层合板压缩力学性能影响研究

采用真空辅助灌注成型工艺与热压罐成型工艺,分别制备不同增强材料的标准压缩试样和含缺陷的压缩试样。压缩测试实验结果表明,压缩载荷下波纹缺陷引起压缩弹性模量和强度显著减小,并且对压缩强度的影响更加明显;同时,均一波纹对复合材料板材的压缩强度与压缩弹性模量的影响比梯度波纹更大;此外,波纹对碳纤维预浸料增强复合材料的力学性能影响更大,层间剪切破坏是试样主要失效机制,并且在纤维波纹的最大偏转角处,试样易发生横向剪切破坏。     

混合型固化剂对环氧树脂室温和低温力学性能的影响

研究了一种刚性和柔性胺混合型固化剂（芳香胺DETD和聚醚胺D-400）固化环氧树脂浇铸体的力学性能、材料断裂表面的微观形貌和玻璃化转变温度等性能。结果表明:当D-400加入量占固化剂总量的40%时,其室温拉伸强度呈现最大值,为82.52 MPa,弹性模量为2.30 GPa,与未加D-400的体系相比分别提高了6.3%和14.4%,其低温冲击强度提高了14%。对冲击断面形貌进行扫描电子显微分析表明:D-400的加入致使断口形貌变得粗糙,抗开裂能力得到提高。热分析实验结果显示,体系的玻璃化转变温度随着D-400含量的增加而降低。此外,还探讨了环氧树脂体系低温增韧机制。      

一种灌封结构用环氧树脂的固化行为表征和模拟

以中高温固化的E39D环氧树脂为研究对象,基于顺序耦合热传导-固化和应力位移模块的数值仿真方法,选择合适的实验方法测试环氧树脂的固化性能,引入相关假设,推导与热传导-固化和应力位移模块相关的树脂固化性能参数和模型;然后,建立典型E39D树脂灌封结构的数值模型,模拟结构内部观测点在固化过程中的温度和应力演变,并基于FBG...     

LCM工艺中边缘效应对充模流动的影响

在复合材料液体模塑成型工艺(LCM)，预成型体和模具壁间存在的缝隙容易产生优先的树脂流道，即为常见的边缘效应。采用2种几何模型计算优先流道的等效渗透率张量，结合单向流动法研究不同缝隙宽度时树脂的流动行为，并进行充模过程仿真模拟，研究和预测边缘效应对充模流动的影响。实验发现较小的缝隙也会对边缘的流动产生干扰，根据等效渗透率进行的仿真模拟与实际充模过程吻合较好。     

LCM工艺增强材料横向渗透率测量研究

利用多孔介质横向渗透率测量装置测量了多种复合材料液体模塑成型(LCM)工艺常用增强材料的横向渗透率。结果表明:注射压力对横向渗透率影响不大,随着纤维含量的增加,横向渗透率明显降低,同时,增强材料的织物结构不同,横向的渗透率亦明显不同,2种不同结构增强材料叠合在一起的铺层结构的横向渗透率主要取决于渗透率较小增强材料的横向渗透率。将方格布按15°和30°角剪切后,横向渗透率随剪切角增加而降低。     

金属－陶瓷梯度材料的弹性和弹塑性设计

系统研究了金属－陶瓷梯度材料在不同组成分布情况下的制备热应力分布规律和特征，提出了优化梯度材料组成和控制梯度材料破坏的方法，考虑了弹性和弹塑性二种设计方法，讨论了二种设计方法的特点和不同，结果表明，对于由韧性金属和陶瓷合成的梯度材料，弹塑性设计比弹性设计更为合理。