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玻璃纤维增强热塑性有机复合材料界面强度及其对材料力学性能的影响

王树海 , M.N.Rahaman , D.E.Day

材料研究学报

本文研究了BK-10玻璃纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯两种热塑性有机基复合材料中纤维与基体界面强度的测量、控制及其对复合材料性能的影响。用有机硅烷耦联剂涂覆纤维表面可以提高纤维与基体的界面强度并相应提高复合材料的力学性能。实验发现四种基体纤维界面破坏形式分别存在于界面强度强和弱的韧性和脆性基体复合材料体系中。选用折光率相匹配的基体和纤维,适当控制制备工艺可以制备出光学透明的复合材料。

关键词: 复合材料 , interface , failure mode , transparency

蜂窝夹层修理结构的弯曲性能试验分析

郭霞 , 关志东 , 刘遂 , 孔娇月 , 晏冬秀 , 乔柳平

复合材料学报

采用四点弯加载方式研究分析了含损伤蜂窝夹层修理结构的弯曲性能,该夹层结构由碳纤维增强的聚合物面板和蜂窝芯子组成.进一步分析了挖补斜度、挖补方式、损伤程度、修理设备和修理材料对修理板弯曲性能的影响.研究表明,修理板的破坏模式可分为补片边缘折断、补片中面折断和胶层破坏三种,相同破坏模式修理板的名义弯曲强度相近,其中前两种破坏模式修理板的名义弯曲强度与完好板相近,而第三种破坏模式修理板的名义弯曲强度相对较低.所有修理板的名义弯曲强度恢复率基本处于95%以上,同时修理后抗弯刚度也满足修理准则.

关键词: 蜂窝夹层结构 , 挖补修理 , 弯曲强度 , 破坏模式 , 修理设备 , 挖补斜度 , 阶梯修理 , 强度恢复率

钢纤维增强粉煤灰地质聚合物单轴受压过程的声发射特性

陶鑫 , 谢子令 , 郝圣旺 , 周华飞

复合材料学报

为探索纤维增强地质聚合物宏观力学行为与细观损伤演化特征之间的关联,对不同纤维体积掺量(纤维与拌合物的体积比)的钢纤维增强粉煤灰地质聚合物复合材料进行了单轴压缩试验.基于声发射技术,对试样压缩过程的声发射行为进行监测,研究了纤维体积掺量对地质聚合物单轴受压破坏行为及声发射特性的影响.结果表明:地质聚合物的强度、延性、声发射波形的上升斜率及平均频率均随纤维掺量的提高而增大,试件破坏形态由脆性灾变逐渐向延性破坏转变;在破坏前期,纤维体积掺量为0及0.5%的试件的声发射撞击率及能量释放率(简称能量率)都保持在较高水平,最终导致试件出现灾变破坏;而2.0%的纤维体积掺量使得声发射撞击率及能量率在应力-时间曲线的拐点处达到峰值,随后缓慢下降,最终导致试件呈现延性破坏;因此,仅依据声发射撞击率及能量率的快速上升来预测灾变破坏的发生,有时可能会出现谎报的情况.

关键词: 纤维增强地质聚合物 , 单轴受压 , 声发射 , 能量释放率 , 强度 , 延性 , 破坏形态

纤维增强聚合物基复合材料低速冲击研究进展

董慧民 , 安学锋 , 益小苏 , 闫丽 , 苏正涛 , 包建文

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.05.015

综述了连续纤维增强聚合物基复合材料的低速冲击响应研究进展.讨论了测试方法及相关影响参数,例如冲头的形状、冲击速率对复合材料冲击的影响;介绍了冲击损伤的类型,进一步描述了层压板结构参数(如层合板厚度,铺层和缝纫)、复合材料组分材料性能(如纤维,树脂和纤维/树脂界面)以及预应力、环境条件等的影响;提出了纤维增强聚合物基复合材料冲击响应研究今后的发展方向.

关键词: 复合材料 , 纤维增强聚合物 , 冲击损伤 , 动态冲击 , 失效模式

某导弹无依托发射场坪动态响应与破坏形态研究

周晓和 , 马大为 , 任杰 , 胡建国

兵器材料科学与工程

在采用混凝土脆性开裂模型建立某导弹无依托发射场坪有限元模型的基础上,研究发射时场坪的动态响应与破坏形态,讨论裂纹产生、延伸及扩展的过程.通过对应力波在场坪介质不同位置下随时间传播变化规律的研究,得到发射场坪的破坏路径及3个状态区域范围.结果表明:发射场坪裂纹的发展、不同时刻的破坏形态、破坏路径及3个状态区域范围均与应力波传播有密切关系.

关键词: 无依托发射 , 场坪 , 脆性开裂 , 应力波 , 破坏形态

压印接头拉剪强度的有限元模拟

杨慧艳 , 何晓聪 , 周森 , 丁燕芳

机械工程材料

对压印接头进行了拉伸-剪切试验,用有限元软件对压印接头的拉剪过程和失效模式进行有限元模拟,并推导出了拉剪强度的预测公式.结果表明:根据压印接头的截面形状和尺寸,并充分考虑材料之间的接触形式和摩擦而建立的有限元模型,能够较好地预测压印接头的拉剪强度和失效模式;铝-铝和钢-钢同种材料的压印接头在拉剪载荷下的失效模式为上板在颈部最薄处断裂;提出的压印接头强度预测公式能准确预测接头强度,铝-铝接头和钢-钢接头拉剪强度的预测误差分别为4.6%和5.8%;拉剪强度主要取决于连接模具半径、上板材料强度和颈部厚度.

关键词: 压印连接 , 失效模式 , 拉剪强度 , 有限元模拟

双向玻纤织物复合材料双轴拉伸载荷下的力学行为

蔡登安 , 周光明 , 王新峰 , 钱元 , 刘伟先

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.05.013

为研究双向玻纤织物复合材料在复杂应力状态下的力学行为,设计双轴加载十字型试样,对其进行不同载荷比的双轴拉伸实验,对比分析了材料在双轴拉伸载荷下的拉伸模量、拉伸强度及失效模式.结果表明:双向玻纤织物复合材料单轴拉伸行为表现为后期非线性、脆性断裂,双轴拉伸载荷下非线性现象更为显著;双轴拉伸模量随载荷的增大而增加,双轴拉伸载荷对材料的拉伸模量具有一定的强化作用;材料的双轴拉伸强度存在双向弱化效应,等比例双轴拉伸时,双轴拉伸强度最低,仅为单轴强度的60.5%;试样破坏发生于中心实验区域,材料不同载荷比的破坏形式有所不同,分别主要表现为纤维断裂、基体失效和玻纤布分层.

关键词: 双向玻纤织物 , 双轴拉伸 , 力学行为 , 失效模式

玄武岩纤维加固混凝土短柱抗剪承载力计算分析

欧阳利军 , 丁斌 , 陆洲导 , 余江滔

玻璃钢/复合材料

为分析玄武岩纤维布加固混凝土短柱的抗剪承载力和破坏形态,对1根对比短柱和2根采用玄武岩纤维布加固的无损混凝土短柱进行了低周反复荷载试验.试验表明,玄武岩纤维布加固能显著改变短柱的破坏形态,提高短柱的抗剪承载力.基于现有试验数据和计算公式,提出了玄武岩纤维布加固混凝土短柱抗剪承载力的简化计算公式.

关键词: 玄武岩纤维 , 混凝土 , 短柱 , 破坏模式 , 抗剪承载力

片式多层陶瓷电容的可靠性应用研究

吴广霖 , 白瑞林

功能材料与器件学报

作为一种新兴基础电子元件,片式多层陶瓷电容因其优良性能,在电路设计中得到了广泛的应用;首先,文中分析了片式多层陶瓷电容结构及材料特性,深入阐述了其常见应用失效模式;然后,基于对片式多层陶瓷电容的机械应力失效分析与研究,结合实验数据,提出了可行的设计方法,经工程实践验证,可有效提升片式多层陶瓷电容的应用可靠性.

关键词: 片式多层陶瓷电容 , 可靠性 , 机械应力 , 失效模式 , 应用研究

T800碳纤维复合材料多钉连接层压板钉载分布及有限元计算

张明星

玻璃钢/复合材料

通过对T800碳纤维预浸料复合材料层压板多钉连接试验件进行轴向拉伸测试,测得了整个试验件的载荷-位移曲线和每一个钉孔附近的应变-载荷曲线.试验结果表明,首末两排钉承担载荷最大,中间排钉载荷最小;试件的破坏都是发生在第一排钉附近;破坏模式主要为钉孔挤压和层压板拉伸破坏;建立了相应的有限元模型,模拟结果和试验结果的一致说明了有限元模型的合理性.

关键词: 多钉连接 , 钉载分布 , 应变 , 破坏模式 , 有限元分析

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