平纹编织C/SiC复合材料拉—拉疲劳特性的试验研究

为研究2D平纹编织C/SiC复合材料的疲劳性能,采用Instron8801液压伺服疲劳试验机对2D平纹编织C/SiC复合材料试样进行等幅单向拉—拉疲劳试验。实验中,采用声发射设备和红外热象仪来动态监测损伤的演化过程;实验结束后,采用扫描电子显微镜对拉伸试验和疲劳试验的试样断口的微观形貌进行对比分析。试验发现,在前100次循环中,试件的模量快速下降,声发射累积能量迅速增大,温度明显上升。100个循环后,试件的模量、声发射累积能量和试件的温度变化趋势变缓。疲劳和拉伸试样的损伤均以纤维束的断裂、拔出和分层损伤为主;失效的拉伸试样断口处的纤维被完整的基体外壳包裹着,而失效的疲劳试样断口处的纤维基本无完整的基体外壳,表面只有少量的磨损后的基体碎屑。     

平纹编织C/SiC复合材料在1300℃模拟环境中的疲劳行为

通过拉-拉疲劳试验并结合电镜扫描观察,对比研究平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料在1 300℃惰性气氛环境和两种腐蚀气氛环境中的疲劳行为.结果表明:由于高温氧化腐蚀的作用,1 300℃下腐蚀气氛环境中C/SiC陶瓷的抗疲劳性能明显比惰性气氛环境差,而且氧气和水分含量越高,陶瓷基复合材料在腐蚀气氛环境中的抗疲劳性能越差.疲劳载荷对氧化腐蚀起着推动作用,疲劳载荷越大裂纹宽度越大,不同的裂纹宽度对应着不同的氧化机制,从而产生不同的氧化形貌.腐蚀气氛环境中的氧气含量决定着C纤维的氧化速度.水分含量低时,于1 300℃在涂层表面生成无定形态的SiO2对裂纹具有封填效果从而提高材料寿命;水分含量高时不仅促使SiO2大量析晶减弱其封填效果,而且其会与SiO2反应生成气态产物,大量消耗涂层,降低材料寿命.     

基于工程轮式车辆模型的悬架系统研究（一）——工程轮式车辆悬架系统的数学模型

分别对4自由度工程轮式车辆的被动悬架系统和主动悬架系统进行数学建模，考虑了路面干扰的复杂性，为下篇进行工程车辆悬架系统仿真分析打下基础。     

超短激光脉冲腔外光谱展宽与压缩技术

超短激光脉冲是超快光学和强场激光物理研究领域的重要驱动光源,通常可以通过脉冲后压缩方法获得。本文详细介绍了超短脉冲后压缩的发展现状、原理和相关技术,包括块状固体材料压缩、薄片组压缩、多通腔压缩、中空波导压缩以及光子晶体光纤压缩等。并通过对现有的脉冲后压缩技术进行总结,为未来的研究与发展方向提供了理论指导。     

开孔对平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料力学行为的影响

通过拉伸、压缩和疲劳实验结合断口显微观察并与光滑试样进行对比,研究开孔对平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料力学行为的影响.结果表明:开孔试样的拉伸行为和光滑试样一样表现为非线性,拉伸强度降低11.8%,拉伸破坏应变降低54.3%;开孔试样的压缩行为与光滑试样不同,低应力时表现为线性,应力增大到一定程度时由于裂纹闭合效应较为明显,开始表现出明显的非线性,压缩强度降低12.2%,压缩破坏应变降低54.9%;开孔试样的疲劳极限约为其极限拉伸强度的88%,与光滑试样相同;开孔试样在拉伸、压缩和疲劳载荷作用下都具有较小的应力集中系数,对开孔敏感性较小;开孔试样断口一般从孔中间穿过,破坏首先发生在试样孔边应力集中最严重的地方,断口方向与孔边初始缺陷有关.     

连续碳纤维增韧碳化硅基复合材料数据库

连续碳纤维增韧碳化硅基复合材料(C/SiC)数据库为C/SiC复合材料的研究和应用提供了一个高效的数据存储、管理和访问的平台,实现了从材料制备、试样加工到性能试验的全过程的信息管理,包含了物理性能、力学性能、热物理化学性能等多种类型的数据,并提供了数据管理功能和一些应用工具.系统采用了最先进的软硬件平台以延长系统的生命周期,应用了一些新的数据库技术,如对像数据类型、统一建模语言(UML)等,简化了数据库的逻辑结构.制定了数据规范、约束、触发器等保证数据的完整性和一致性,并建立了严格的安全机制.     

基于神经网络的复合材料胶接修补参数优化

胶接参数对于胶接修补的效果影响非常明显,但是采用传统的数值计算方法不容易分析得到优化值.针对复合材料层合板胶接修补参数优化,采用改进的BP神经网络建立参数优化预测模型.层合板胶接修补的有限元分析为神经网络预测模型提供训练样本,通过神经网络预测胶接参数对修补效果的影响,并用试验结果验证预测结果的准确性.结果表明所建的模型是准确有效的,最后采用预测模型得到优化的胶接修补参数为:补片的直径为孔径的2.41倍、补片厚度为母板厚度的0.608倍、补片的铺排方式为:(0/90/±45/90)s.     

损伤复合材料层板胶接修理的优化设计

针对复合材料单面胶接修理结构建立力学分析模型,并通过试验验证模型的可靠性.利用该模型分析补片参数对胶接修理效果的影响,得到优化设计的补片参数.计算分析和验证试验均表明,补片直径为孔径的2～3倍、厚度为孔深的45%～60%、铺排和母板一致时,修理结构的强度恢复能达到最大值.     

平纹编织碳纤维增强碳化硅复合材料低速冲击特性及冲击后的压缩强度

采用落锤冲击试验系统对平纹编织碳纤维增强碳化硅复合材料平板试样进行低速冲击,冲击能量为1.5～9J。冲击试验后,采用超声C扫描得到冲击损伤的大小。对含冲击损伤的试样进行压缩试验,通过与未冲击试样的压缩强度比较,得到冲击试样的剩余压缩强度。并对比了编织陶瓷基复合材料和树脂基复合材料的损伤阻抗和损伤容限。结果显示:随着冲击能量的增加,冲击力峰值、复合材料损伤面积和凹坑深度明显增加,到达峰值冲击力的时间减小。冲击能量的增加会导致冲击损伤面积的增加,而损伤面积的增加会导致剩余压缩强度的明显降低。相对于编织纤维增强树脂基复合材料,编织纤维增强陶瓷基复合材料的损伤阻抗较低,但损伤容限较高。     

基于工程轮式车辆模型的悬架系统研究(二)——工程轮式车辆悬架模型的仿真控制研究

继《基于工程轮式车辆模型的悬架系统研究(一)》对工程轮式车辆模型的悬架系统进行了建模之后,首先求解LMI的输出反馈控制器,并提出主动悬架的干扰抑制指标及评价函数,进而用MATLAB进行仿真.经过对仿真结果分析可知,主动悬架系统较被动悬架系统的工况有很大的改善,车身的质心加速度、俯仰角加速度以及前后悬架的动行程都有较大幅度的降低,减震效果明显,车辆的行驶平顺性得到了改善.