高禹
,
张志松
,
王柏臣
,
包建文
,
郭扬
,
董尚利
高分子材料科学与工程
近年来先进复合材料已经成为航空航天结构的基本材料之一.为满足航空业对高性能低成本制备工艺技术和减重方面的高要求,先进复合材料以其相对密度小、质损率低、比强度比模量高、耐高温性能好、热膨胀系数小、耐疲劳性能优越等独特优点获得广泛应用,并具有极大的发展潜力.文中从应用状况、环境损伤行为与机理、国内外发展形势等角度对炭/双马复合材料的研究进展进行了全面系统的回顾与总结,并对今后的发展和研究方向作了探讨,供我国在该领域的研究和应用参考.
关键词:
炭/双马复合材料
,
真空
,
交变温度场
,
低温
高禹
,
刘佳琦
,
王绍权
,
王柏臣
,
于祺
,
刘刚
,
包建文
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160405.002
以多向铺层碳纤维增强双马来酰亚胺(T700/HT280)复合材料和双马来酰亚胺(HT280)树脂为研究对象,采用刚度降的方法研究高温老化对复合材料抗疲劳性能的影响。测量了复合材料和树脂的质损率,并利用FTIR、超声C扫描和动态力学热分析仪(DMA)对高温老化前后材料的化学结构、内部损伤、动态力学行为进行了分析。实验结果表明,随着高温老化时间的延长,两种材料的质损率均呈现先迅速增加后缓慢增加的变化规律。经历长期高温老化后,树脂发生了热氧老化。HT280树脂动态力学性能的变化归因于后固化与热老化效应,T700/HT280复合材料则归因于后固化、热老化和界面脱粘的综合作用。高温老化后T700/HT280复合材料刚度下降的速率与幅度明显小于原始态,表明高温老化后复合材料的后固化与热老化的强化效应明显,导致其抗疲劳性能有一定的提高。
关键词:
树脂基复合材料
,
环境老化
,
疲劳性能
,
质损率
,
超声C扫描
高禹
,
代小杰
,
董尚利
,
陆春
,
包建文
高分子材料科学与工程
利用二维有限元模型对单向T700炭纤维/3234环氧树脂复合材料内部热应力分布进行了数值模拟,同时测试了T700/3234复合材料经不同次数真空热循环后的拉伸强度。研究结果表明,随热循环次数增加,基体应力单调下降,界面应力先下降后上升,25次热循环后变化趋于平缓。界面区域内热应力最大,且产生明显的应力集中。部分界面出现脱粘是复合材料在热循环作用下产生损伤的主要原因。
关键词:
炭纤维/树脂基复合材料
,
热循环
,
数值模拟
,
热应力
高禹
,
王绍权
,
董尚利
,
王柏臣
,
包建文
高分子材料科学与工程
纤维增强树脂基复合材料广泛应用于航空航天、车辆、船舶等军事和民用工程领域.低速冲击作为一种材料在服役过程中常见的载荷状态,研究其对材料性能的影响是十分必要的.本文对近年来在复合材料低速冲击研究领域范围内常用的试验方法、环境作用与材料性能对低速冲击性能的影响,以及对低速冲击性能分析研究手段进行了讨论.最后对未来复合材料低速冲击领域的工作进行了展望.
关键词:
碳纤维/树脂基复合材料
,
低速冲击
,
测试方法
,
数值模拟
高禹
,
董尚利
,
杨德庄
,
刘勇
,
李志君
高分子材料科学与工程
对AG-80环氧树脂浇注体进行了120 keV质子辐照试验,测试了质子辐照前后AG-80的质损率,借助AFM、XPS对环氧树脂表面的形貌、化学成分和化学结构进行了分析.试验结果表明,随质子辐照剂量增加,质损率首先增加,随后变化趋于平缓;表面粗糙度先增加后减小.在质子辐照的作用下,AG-80环氧树脂表面离子碎片逸出和表面层发生炭化是其质损和表面粗糙度发生变化的原因.
关键词:
环氧树脂
,
质子辐照
,
质损
高禹
,
何世禹
,
杨德庄
,
耿洪滨
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2002.04.004
在77～300K温度范围内对不同时效状态TC4合金进行拉伸试验,研究了低温对时效态合金拉伸性能的影响.时效温度取813 K,时效时间分别为0.5 h、7 h、60 h.试验结果表明:在室温下,时效0.5 h合金与退火态合金相比强度明显提高,延伸率略有降低;时效时间大于0.5 h时,随时效时间的延长,合金的强度与延伸率均下降.随试验温度的降低,3种时效态合金的强度都单调增加,延伸率先是下降,但在77 K时又略有升高.TEM观察表明,随着试验温度的降低,拉伸断口附近位错分布不均匀性增大.
关键词:
TC4合金
,
时效
,
低温
,
拉伸性能
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
陈永务
,
张庆利
,
高禹
,
陶文斌
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2012.03.007
为了揭示T700/5224复合材料在真空热循环作用下的力学性能演化规律,本文在10 -5Pa,- 140～140℃条件下,对T700/5224复合材料的质损率和力学性能进行了表征,并采用SEM分析方法对试样表面形貌、断口特征及表层化学结构进行了研究.研究结果表明,随真空热循环次数的增加,T700/5224复合材料的质损率升高,经29次真空热循环后上升幅度降低,而经157次真空热循环后趋于平缓.随着真空热循环次数的增加,T700/5224复合材料90°拉伸强度首先降低,48次热循环后开始升高,198次热循环后趋于平缓；弯曲强度在48次真空热循环前变化不明显,48次真空热循环后开始上升,95次真空热循环后开始降低,经198次真空热循环后趋于平缓；层剪强度变化不明显.
关键词:
T700/5224复合材料
,
真空热循环
,
力学性能
,
断口形貌
高禹
,
王钊
,
陆春
,
包建文
,
宋恩鹏
,
董尚利
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.03.018
随着飞行器结构中碳纤维增强树脂基复合材料用量的迅速增加,其应用范围从非主承力构件逐渐扩展到主承力构件,复合材料结构中的疲劳、低速冲击和高速撞击等动态力学问题已经引起了国内外研究者的广泛关注.本文综述了典型空天环境因素与碳纤维增强树脂基复合材料的交互作用,重点探讨了其在疲劳、低速冲击和高速撞击载荷作用下的行为,简述了环境损伤与动态载荷耦合对碳纤维增强树脂基复合材料动态力学性能的影响,以期为聚合物基复合材料在空天飞行器上的应用提供有益的参考.
关键词:
树脂基复合材料
,
环境损伤
,
动态力学行为
,
断裂
,
老化
高禹
,
李志君
,
杨德庄
,
何世禹
,
覃耀春
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2004.06.019
对单向M40J/5228A复合材料进行了真空热循环试验(93～413 K,10-5Pa).分别测试了经不同次数真空热循环后材料的质损率及线膨胀系数.通过所建二维细观损伤模型分析了真空热循环次数对材料线膨胀系数曲线影响的原因.试验结果表明,随真空热循环次数的增加,质损率增大,并经约48次真空热循环后趋于平缓;横向线膨胀系数随温度升高而线性增大,真空热循环次数对其没有影响;纵向线膨胀系数在原始状态时随温度升高而线性减小,经113次真空热循环后表现出先下降后上升的非线性特征,真空热循环次数对纵向线膨胀系数的影响,与界面脱粘程度和残余应力的消除密切相关.
关键词:
碳/环氧复合材料
,
真空热循环
,
质损率
,
线膨胀系数
