陶瓷基复合材料连接结构失效分析方法

目的分析陶瓷基复合材料的结构强度。方法围绕C/SiC陶瓷基复合材料连接结构失效分析问题,提出模量突降和渐进损伤两种分析方法,基于Abaqus软件平台编写UMAT有限元分析子程序,结合试验数据分析多种不同失效准则在陶瓷基复合材料结构强度分析中的适用性。结果基于改进三维Hashin失效准则,针对典型C/SiC复合材料连接结构进行了失效行为计算,获得结构的失效模式与试验结果规律一致,破坏载荷的预测误差在10%以内。结论通过与试验结果的对比分析,验证了两种方法的有效性,研究方法能够为高超声速飞行器、天地往返飞行器复合材料热结构的强度分析提供技术支撑。     

航空用碳纤维增强树脂基复合材料低温环境下弯曲性能变化研究

目的研究航空用碳纤维增强中温固化环氧脂基复合材料单向层压板在低温环境下不同试验方式弯曲性能的变化规律。方法通过改变压头半径、跨厚比、以及压头与试样之间有无塑料薄膜衬垫等试验方式,研究-50℃低温环境下不同试验方法弯曲性能的变化规律。结果低温环境下,不同的试验方式对碳纤维增强树脂基复合材料弯曲性能测试数据的影响有所不同。当使用塑料薄膜衬垫时,会显著降低试样上表面压头部位的应力集中,在低温环境下试样弯曲性能变化最低;当压头半径减小时,低温环境对试样弯曲性能影响最显著。结论如需测量温度对试样弯曲性能的影响,建议选择压头半径较小,无塑料薄膜衬垫,跨厚比L/h为32:1的试验方案。     

磁性CeO2-Fe3O4复合材料光催化/吸附去除水中As(III)

原水砷污染问题严重威胁饮用水水质安全,随着生活饮用水标准的提高,致使多地饮用水中砷超标问题突显.本研究利用CeO₂半导体的光催化活性及CeO₂和Fe₃O₄对As（V）的强亲和力,合成了双组份磁性CeO₂-Fe₃O₄复合材料,并采用SEM、XRD、BET和VSM等手段进行表征,考察复合材料的光催化/吸附除砷效果;研究了初始pH值、共存离子等因素对吸附除砷效果的影响;采用等温吸附模型、吸附动力学模型等手段进行吸附特性研究.实验结果表明,在光催化过程中,·OH和·O₂^-为主要的活性氧化物种.在紫外照射下,As（Ⅲ）能完全被氧化为毒性较低的As（V）,同时将As（V）高效吸附于CeO₂-Fe₃O₄粒子表面.在中性条件下,CeO₂-Fe₃O₄粒子对砷的饱和吸附量为122.19 mg·g^-1.共存离子Cl^-和SO₄^2-对As（V）的吸附没有显著影响,而CO₃^2-、SiO₃^2-和PO₄^3-与As（V）存在明显的竞争吸附,使As（V）的吸附去除效果明显降低.吸附动力学和吸附等温线模拟分别符合准二级动力学方程和Freundlich吸附等温线,表明As（V）的吸附以化学吸附为主导.CeO₂-Fe₃O₄复合吸附剂可快速实现固液分离,容易再生且重复利用性较好,具有广泛的应用前景.     

某型复合材料加速腐蚀与大气腐蚀当量关系分析

目的为开展某型飞机复合材料预腐蚀后疲劳寿命研究,获取其于加速腐蚀试验环境谱腐蚀和大气环境腐蚀的当量关系。方法编制模拟机场环境的加速腐蚀环境谱,据此分别开展材料试件加速腐蚀试验和大气腐蚀试验,试验过程中观测试件腐蚀形貌,开展两种环境预腐蚀后试件的层间剪切强度性能测试,依据等腐蚀损伤等层间剪切强度性能原则,计算该型复合材料实验室加速腐蚀与大气环境腐蚀的当量关系。结果加速腐蚀试验环境与大气环境对该型复合材料腐蚀存在当量关系,当量折算系数为2.22。结论飞机复合材料于不同环境中的腐蚀当量关系研究应结合研究问题需要,根据不同环境和不同力学性能指标开展研究,不同环境、不同力学性能指标会有不同的当量关系。     

全复合材料翼面振动主动控制技术研究

目的减小复合材料结构振动响应。方法以全复合材料翼面为研究对象,结合该翼面结构有限元模型,建立带有压电作动器的结构动力学仿真模型。利用PID(Proportional,Integral and Differential)控制理论设计主动控制律,基于Simulink仿真平台设计控制律程序,通过控制律变参分析得出PID控制各参数的设计规律,基于仿真模型进行主动控制仿真试验。以仿真试验结果为基础,在复合材料翼面上进行振动主动控制地面试验。结果有效地控制了复合材料翼面振动响应,振动响应减小了79.74%,验证了模型和控制律设计的有效性。结论以压电作动器作为控制作动器,通过PID控制理论设计控制律,能够有效控制全复合材料翼面振动,使振动减小。     

碳纤维增强复合材料的中低应变率力学性能试验研究

目的研究碳纤维增强复合材料的中低应变率力学性能。方法利用电子万能试验机和高速液压伺服材料试验机对[(±45°)]4s和[(±45°)]8两种铺层碳纤维增强复合材料进行常温下准静态和中低应变率力学性能试验,得到不同应变率下的应力应变曲线和失效参数。结果在应变率6.7×10-4~500 s-1范围内,两种铺层材料均具有明显的应变率强化效应,材料失效应力随应变率的提高而增大。两种铺层材料均发生纤维断裂失效和局部的分层失效,但[(±45°)]4s铺层发生燕尾形失效,[(±45°)]8铺层发生剪切失效。结论获得了碳纤维增强复合材料在不同应变率下的力学性能参数,可为复合材料飞机结构的抗冲击设计和仿真分析提供准确的材料参数。     

防静电、防射频阻隔材料的研制

介绍了研制引信，火工品等多功能软包装材料的重要意义和总体方案设计，讨论了实现的静电、防射频和防潮等功能的设计思想，进行了试验验证并测试了样品的主要性能参数，讨论了该技术方案的可行性和应用前景。     

压电复合阻尼减振材料和压电复合吸声降噪材料中压电陶瓷应用形态研究

我们曾经将压电陶瓷粉体复合到传统的吸声降噪材料与阻尼减振材料中,制作出了性能更好的新型吸声降噪材料和新型阻尼减振材料;而且还发现废品压电陶瓷的粉体与正品压电陶瓷的粉体具有相同的功效[1～4],分析了它们同样发挥压电效应的原因.     

碳纳米管接枝聚乙二醇负载ZnO的制备与表征

利用聚乙二醇接枝的多壁碳纳米管（MWNT-g-PEG）作为介质,在低温下,通过溶胶-凝胶法在PEG修饰后的MWNT表面负载花瓣状的纳米氧化锌（ZnO）。通过X射线衍射、红外波谱、扫描电镜和透射电镜对MWNT-g-PEG/ZnO纳米复合材料进行表征和分析。结果表明ZnO纳米粒子和MWNT之间结合紧密,ZnO的尺寸比较均一,推测了ZnO纳米粒子在MWNT表面的生长机理。MWNT表面的PEG对ZnO的负载起着重要的作用,它是ZnO原位生长的活性点。     

湿热条件下飞机聚合物基复合材料界面问题研究进展

综述了湿热环境下飞机聚合物基复合材料界面问题近年来的研究成果。分析并总结了湿热环境对复合材料界面的作用机理及对复合材料界面力学性能的影响;详细阐述了一些涉及环境作用的聚合物基复合材料界面理论与试验手段问题;最后提出了存在的主要问题及今后的发展趋势。