马佳
,
姚广春
,
刘宜汉
,
张啸
,
王磊
,
华中胜
,
张志刚
功能材料
采用粉末冶金法制备了掺杂17(Cu-Ni)的18NiO-NiFe2O4复合陶瓷,研究了掺杂17(Cu-Ni)对18NiO-NiFe2O4复合陶瓷烧结气氛、物相组成、微观形貌、相对密度和抗弯强度的影响.结果表明,在复合陶瓷的烧结过程中,烧结气氛起着显著的影响,氧分压过低时,陶瓷相中Fe2O3首先发生分解生成Fe3O4和O2;氧分压过高时,金属相中的Ni首先发生氧化生成NiO.在可控气氛下烧结,掺杂17(Cu-Ni)后复合陶瓷试样由NiO和NiFe2O4两相组成转变为NiFe2O4(NixFe3-xO4)、NiO和Cu3-xNix三相组成;在1473K烧结时,试样相对密度由83.28%增加到99.04%,抗弯强度由31.93MPa增加到53.41MPa,晶粒尺寸由2～3μm长大到20～30μm,断裂方式由沿晶断裂转变为穿晶断裂.
关键词:
掺杂17(Cu-Ni)
,
烧结气氛
,
相对密度
,
抗弯强度
,
晶粒尺寸
华中胜
,
姚广春
,
马佳
,
张志刚
,
梁李斯
中国有色金属学报
采用电镀法制备镀镍碳纤维,应用X射线光电子能谱(XPS)分析技术研究涂层化学成分、元素化学状态及其随镀层深度的变化.结果表明:镀层表面的镍被氧化成NiO;中间镀层由单质镍组成,同时吸附少量O2;在镀层与碳纤维的界面处形成Ni-C-O键,此化学键为镀层与纤维之间提供了强大的界面结合力.基于对镀层的XPS分析,探讨镍在纤维表面的沉积过程.
关键词:
碳纤维
,
镍镀层
,
XPS分析
,
结合能
马佳
,
刘峰
,
张春
,
张成雷
,
唐庆如
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.05.006
运用基于工艺的“laminate modeler”模块创建了复合材料铺层和加筋层合板的三维有限元模型.介绍了一种体单元与壳单元节点融合的方法.以不同的相对节点间距对加筋层合板模型进行了有限元网格划分,采用结构最大Von Mises应力作为标准进行了收敛性分析,得到了一个可适用于其他类似加筋板模型网格创建的合理相对节点间距值1/72.应力计算表明,集中载荷作用下复合材料加筋壁板的初始损伤发生于第八铺层材料主方向的2方向,损伤模式为基体拉伸开裂.发生初始损伤时加筋板结构的极限载荷为75 N.应力集中区较小,且主要分布于载荷作用点附近.集中载荷作用下加筋板的承载效率较低.
关键词:
复合材料
,
加筋壁板
,
有限元
,
建模
,
强度分析
马佳
,
沈晓冬
,
崔升
,
孔勇
,
邵高峰
,
吴晓栋
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.20.009
以正硅酸四乙酯(TEOS)为前驱体制备SiO2溶胶,并分别与玄武岩纤维和玻璃纤维复合,经超临界干燥工艺制备了疏水耐低温SiO2气凝胶复合材料.利用傅里叶红外光谱仪、接触角分析仪、激光法导热仪、万能试验机、氮气吸附法对SiO2气凝胶复合材料的结构和性能进行了表征.结果表明:两种纤维增强SiO2气凝胶复合材料在常温及低温下均具有良好的疏水性能和隔热性能,玄武岩纤维增强SiO2气凝胶复合材料和玻璃纤维增强SiO2气凝胶复合材料的接触角分别为148°和142°,常温热导率分别为0.030W·m-1 ·K-1和0.026W·m-1 ·K-1,-50℃时的热导率分别为0.027 W· m-1·K-1和0.024 W·m-1·K-1,在低温条件下,体积无明显收缩.纤维的加入提供了力学支撑,两种材料不仅在常温下具有良好的力学性能,而且在低温下的力学性能有所增强.
关键词:
SiO2气凝胶
,
纤维
,
疏水
,
热导率
,
保冷材料
张春
,
刘峰
,
马佳
,
喻辉
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.05.009
建立了SR20飞机含非穿透损伤复合材料泡沫夹芯结构壁板挖补维修的三维有限元模型.分析了有限元模型的收敛性,给出了合理的网格划分密度.对单向拉伸和双拉伸载荷下含非穿透损伤泡沫夹芯结构进行了应力分析,给出了完好结构和维修后结构面板各材料主方向应力分布.基于最大应力准则给出了完好结构和维修后结构的单向拉伸强度和双向拉伸强度.分析结果表明,维修后的结构在单向拉伸状态下,初始损伤为面内剪切失效,应力极值点位于母板上临近维修铺层边界处与x方向结构对称轴约成30°的位置;双向拉伸状态下,初始损伤为纤维拉伸断裂,应力极值点位于母板上维修铺层边界处与x方向结构对称轴约成45°的位置.在理想修复状态下,单向拉伸时的强度恢复系数为85.8％,双向拉伸时强度恢复系数为96.7％.维修区域材料不连续,导致应力集中,使结构维修后强度下降.维修后强度随表面贴补铺层数增加而降低,原因为贴补铺层增大了局部刚度,使维修区域应力水平升高.
关键词:
泡沫夹芯
,
复合材料
,
壁板
,
挖补
,
有限元
刘峰
,
马佳
,
张春
,
喻辉
玻璃钢/复合材料
以某无人机复合材料主翼盒准等强度设计与优化为目标,研究了主翼盒基于载荷分段的包络设计方法与铺层优化方法.采用等步长载荷包络设计方法计算了准等强度翼盒前梁的分布载荷,给出了前、后梁的初步铺层设计.建立了主翼盒的有限元模型,基于有限元分析结果校核了主翼盒的强度、刚度和稳定性.给出了主翼盒前、后梁以及蒙皮的铺层优化方案.研究结果表明,等步长载荷包络设计方法能够方便地计算主翼盒前、后梁的分段载荷;基于经典层合板理论对主翼盒进行铺层的初步设计,并运用有限元软件进行分析与校核,可以快速、有效地完成主翼盒铺层的分段优化设计;大展弦比机翼受最大正过载时,翼根上表面受压缩载荷,前梁上缘条和上蒙皮易发生局部屈曲失稳;减少主翼盒前、后梁下缘条以及下蒙皮铺层数目,可使结构减重达5.23％.
关键词:
无人机
,
复合材料
,
主翼盒
,
优化设计
,
有限元
马佳
,
公茂琼
,
吴剑峰
工程热物理学报
本文对饱和液体甲烷在0.12MPa下的池内核态沸腾传热进行了系统的实验研究,获得了相应的沸腾传热数据.对实验数据进行了详细的不确定度分析;将实验结果与现有的池核沸腾传热系数关联式进行比对,并在原有的关联式基础上进行改进,得到了适合甲烷的池核沸腾传热系数关联式.
关键词:
甲烷
,
池核沸腾
,
实验研究
张成雷
,
刘峰
,
马佳
玻璃钢/复合材料
根据工字梁腹板及缘条受力特点,计算了某型无人机机翼大梁在均布升力作用下腹板和缘条的内力.基于经典层合板理论和最大应力强度准则,采用Matlab软件编程,运用迭代法设计了机翼工字形层合结构大梁的铺层结构.建立了复合材料层合结构大梁的有限元模型,基于最大应力强度准则对大梁结构进行有限元强度校核,给出了各层的安全裕度.分析结果表明,基于经典层合板理论的迭代设计方法能够在有限次迭代后设计出符合要求的复合材料层合结构翼梁,层合结构翼梁各铺层安全裕度均大于0.5,该工字梁结构强度符合设计要求.
关键词:
复合材料
,
机翼大梁
,
迭代法
,
有限元法
,
强度
