卢少微
,
高禹
,
张海军
,
冷劲松
高分子材料科学与工程
复合材料固化过程对于生产高质量复合材料部件十分必要.文中利用光栅传感器监测树脂传递模塑(RTM)复合材料层板制造过程中内应变及温度,根据复合材料内应变/温度关系曲线的突交点,获得复合材料的材料转变点(凝胶点、玻璃化转变温度)信息.在复合材料降温阶段,利用光栅监测的应变/温度值计算RTM成型复合材料的内层和外层热膨胀系数.监测结果与传统检测方法相比十分一致.
关键词:
树脂传递模塑成型
,
光栅传感器
,
残余应力
,
凝胶点
,
玻璃化转变温度
,
热膨胀系数
卢少微
,
冯春林
,
聂鹏
,
王晓强
,
熊需海
,
马克明
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.2.002
碳纳米管因其优异的机电特性,在聚合物基复合材料的健康监测方面具有广泛的应用前景.综述聚合物基复合材料中碳纳米管传感的最新进展:碳纳米管与树脂共混、碳纳米管涂层纤维、碳纳米线和碳纳米纸.利用碳纳米管传感网络来监测结构应变损伤是不同碳纳米管传感的核心原理.碳纳米纸可以解决碳纳米管与树脂共混时的难分散、碳纳米管涂层纤维的协同变形和碳纳米线的全结构监测等问题,为碳纳米管传感工程化应用提供了条件.实现碳纳米管传感在聚合物基复合材料健康监测领域的工程化应用是未来的发展方向.
关键词:
碳纳米管
,
碳纳米管涂层纤维
,
碳纳米线
,
碳纳米纸
,
聚合物基复合材料
,
健康监测
卢少微
,
谢怀勤
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.03.030
制备了4根炭纤维复合材料(CFRP)加固钢筋混凝土(RC)实验梁,并在梁内钢筋、混凝土及加固CFRP中预置了布拉格光栅光纤传感器(FBG)和电阻应变片两种传感器.根据钢筋混凝土理论和ANSYS有限元软件编制了实验梁受弯荷载效应模拟计算程序.实验表明,实验梁在受弯承载过程中,布拉格光栅光纤传感器与传统应变片有完全一致的线性关系;模拟计算出的实验梁受拉钢筋、压区混凝土应变值及挠度与荷载的关系与CFRP中FBG的实测值吻合较好.由于对既成RC结构不能在内部装置传感器(会破坏结构降低抗力),采用智能CFRP加固RC结构可实现加固和实时健康测评双重功能.
关键词:
布拉格光栅传感器
,
炭纤维复合材料(CFRP)
,
钢筋混凝土(RC)梁
,
加固
,
荷载效应
,
数值模拟
卢少微
,
曾宪君
,
张春旭
,
王继杰
,
聂鹏
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2014.13500
多壁碳纳米管(MWCNTs)、粘土和多面齐聚半硅氧烷(POSS)组成的杂化碳纳米纸是通过碳纳米管巴基纸制备工艺制备而成，碳纳米纸可做为表面防火层与聚合物基复合材料共固化成型。利用场发射扫描电镜(FESEM)和BJH法分别对碳纳米纸和杂化碳纳米纸微观结构和平均孔径分布进行表征。利用锥形量热仪在热辐射功率50 kW/m2条件下分析外贴碳纳米纸复合材料及复合材料对比样的防火特性。燃烧实验结果表明：碳纳米纸和杂化碳纳米纸作为防火层的复合材料的峰值热释放速率(PHRR)与复合材料对比样相比分别下降20.2%和35%，同时 CO 释放量和烟释放量也明显降低。通过FESEM研究表明燃烧实验后外贴杂化碳纳米纸复合材料的燃烧残余物表面形成了一层致密的积炭物结构，防火阻燃性能明显提高。
关键词:
碳纳米纸
,
粘土
,
多面齐聚半硅氧烷(POSS)
,
锥形量热仪
,
防火性
卢少微
,
李倩
,
雄需海
,
马克明
,
许卫凯
,
贾彩霞
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140200
通过对Fe3O4纳米粒子接枝碳纳米管的单分散水溶液真空吸滤制备出一种新型的杂化碳纳米纸,它与树脂浸润良好,可以与复合材料一体成型.分别借助FE-SEM、EDS、BJH法和振动样品磁强计表征杂化碳纳米纸及其复合材料的微观形貌、元素组成、平均孔径分布和磁性能.在8.2～18 GHz频段内利用波导法测量碳纳米管共混复合材料和外贴杂化碳纳米纸/碳纳米管共混复合材料的电磁参数和吸波反射率.研究结果表明:外贴一层杂化碳纳米纸(厚0.1 mm)后,碳纳米管共混复合材料的磁损耗明显增加,在8.2～18 GHz微波频段内吸波反射率基本上全部小于-10 dB(频宽大于9.7 GHz),在15.42 GHz位置,反射损耗峰达-43.18 dB,远优于碳纳米管共混复合材料.
关键词:
Fe3O4接枝碳纳米管
,
杂化碳纳米纸
,
碳纳米管复合材料
,
电磁参数
,
反射率
谢怀勤
,
卢少微
,
王武娟
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2006.06.012
埋入碳纤维复合材料(CFRP)的光纤布拉格光栅(FBG)传感器应变测量值与基体实际应变存在误差,用光纤、保护层、粘贴层和基体材料的界面传递特性来表征应变测量值可提高精度.根据弹性力学和边界条件,得出FBG应变测量值与基体材料实际应变值的关系方程,通过裸光栅直埋基体材料界面传递的特征系数,可表征和计算FBG检测应变与测点实际应变的误差及修正系数.试验结果表明:对埋入裸光栅的碳纤维复合材料同时进行电阻应变与FBG-IS波长解调试验对比,试验测量FBG应变传感灵敏系数与理论值十分接近;对埋入CFRP的FBG裸光栅,由于不存在粘贴层界面传递的影响,其应变测量值可无需修正.
关键词:
布拉格光栅
,
光纤传感器
,
碳纤维复合材料
,
界面传递特性
,
应变传感
卢少微
,
谢怀勤
,
陈平
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.01.008
为了对GFRP(玻璃纤维增强塑料)拉挤成型非稳态温度场与固化度进行数值模拟,依据固化动力学和非稳态导热理论,建立了温度场和固化度动力学模型.通过DSC试验分析确定了模型中固化度动力学参数.利用有限元与有限差分相结合的方法,建立温度场和固化度数值模型,应用Euler-Cauch逐步迭代法实现计算机解耦.利用有限元软件FEPG编制拉挤固化模拟程序,详细探讨了模具温度、拉挤速度、初始温度等拉挤工艺参数对模具内温度和固化度分布的影响.数值模拟值与FBG光栅测量值比较结果吻合,能够对拉挤工艺参数制定提供有用的信息,以指导拉挤工艺制定.
关键词:
GFRP
,
拉挤成型
,
数值模拟
,
非稳态温度场
,
固化度
