刘文博
,
王荣国
,
矫维成
,
谢怀勤
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2004.10.012
碳纤维增强杂萘联苯聚醚酮(CF/PPEK)和碳纤维增强杂萘联苯聚醚砜(CF/PPES)是一种新型高性能热塑性复合材料,制备方法和力学性能的研究是使其得到广泛应用的基础.本工作研究了两种复合材料的预浸热压成型工艺,对制备的单向复合材料进行了力学性能实验研究,并基于复合材料细观结构周期性假设,建立了一种细观力学模型.该模型建立起了宏、细观场量的联系,实验及理论计算结果表明该模型能够较好的预测此种复合材料的宏观弹性性能.
关键词:
CF/PPEK
,
CF/PPES
,
力学性能
,
细观力学模型
沈军
,
谢怀勤
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2006.05.013
近年来,航空复合材料技术发展迅速.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,先进复合材料以其比重小、比强度比模量高、耐高温性能好、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.本文从材料、制备工艺技术、国内外发展形势等角度对航空用复合材料的研究及应用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:
复合材料
,
航空
,
高性能低成本
,
工艺技术
,
减重
谢怀勤
,
董旭峰
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2006.01.004
埋入光纤传感器的碳纤维复合材料作为一种智能材料,集智能,耐腐蚀及比强度高等优异性能于一体而倍受关注.其应用的前提是二者的相容性.在应用中,CFRP主要承担弯曲载荷,所以在我们的实验中,仅对埋入光纤对CFRP弯曲性能的影响作研究.通过埋入不同直径光纤,不同光纤埋入方向,不同光纤涂层以及不同光纤根数等对CFRP弯曲强度影响的试验,以确定埋入光纤对CFRP弯曲性能影响的程度以及如何使之减到最小,为工程优化应用提供依据.
关键词:
光纤
,
布拉格光栅传感器
,
碳纤维复合材料
,
弯曲强度
,
相容性
谢怀勤
,
吴新跃
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2002.03.007
声频振动法为非破损测试方法.可在聚合物基复合材料同一试件上连续测定由内外因影响其弹性模量的变化规律,进而推算力学性能的变化.能大大减少试验工作量,缩短试验周期.本文研究用声频振动法测定低收缩添加剂(LPA)与不饱和聚酯树脂(UP)共混固化后的动态弹性模量,试验建立动弹模量与弯曲强度的相关关系,并对其进行数学回归分析.据此可推算同类组成体系材料的弯曲强度.试验表明该测定方法经济便捷,并具相当精度.
关键词:
声频振动
,
动态弹性模量
,
弯曲强度
,
不饱和聚酯树脂
,
低收缩添加剂
,
聚苯乙烯
,
聚醋酸乙烯酯
,
固化
谢怀勤
,
陈幸开
,
陈辉
,
曲艳双
材料科学与工艺
为研究玻璃钢(GFRP)拉挤工艺参数对复合材料性能的影响,优化最佳拉挤工艺参数,建立了拉挤工艺过程数学模型,结合基于有限元/有限差分的间接解耦法进行求解,模拟得到了拉挤过程中GFRP内部的非稳态温度场和固化度变化情况.分别采用布拉格光栅光纤温度传感器和索氏萃取法检测拉挤GFRP内部的温度与固化度,实测温度和固化度均与模拟温度和固化度吻合,验证了数值模拟程序的正确性.以数值模拟结果为样本,建立反向传播神经网络,得到拉挤工艺参数(固化温度、拉挤速度)与GFRP固化度之间的非线性相关关系,再结合遗传算法解决拉挤过程中固化炉温度和拉挤速度双目标优化问题.优化得到的拉挤工艺参数可在保证复合材料固化度达标的情况下,提高拉挤速度降低固化炉温度,优化效果显著.神经网络遗传算法优化方法能有效解决此类具有复杂非线性关系的多目标优化问题.
关键词:
玻璃钢
,
拉挤
,
数值模拟
,
神经网络
,
遗传算法
,
优化
刘文博
,
王荣国
,
张洪涛
,
贾近
,
矫维成
,
谢怀勤
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.02.019
采用预浸热压成型工艺制备碳纤维增强杂萘联苯聚醚酮(CF/PPEK)和碳纤维增强杂萘联苯聚醚砜(CF/PPES)单向复合材料试样,通过对试样在常温和高温条件下的力学性能测试与分析,研究了高性能热塑性复合材料在高温条件下力学性能及其强度和模量保留率的变化规律.实验表明,在250℃下其拉伸和弯曲强度及模量的保留率均在60%以上,仍具有极高的承载能力.利用Tr-n预测模型对这两种复合材料高温力学性能进行的预测结果与试验值基本吻合,从而验证了这个模型的可行性.
关键词:
CF/PPEK
,
CF/PPES
,
高温力学性能
,
预测模型
,
保留率
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
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
