复合材料面板对筒型基座整体抑振机制影响规律研究

采用分步求解的方法进行复合材料壁板的热颤振分析。先分析热效应产生的壁板附加刚度,再将壁板的热刚度效应引入到壁板颤振模型中进行壁板颤振分析。通过一块四边固支壁板的热颤振分析算例,验证了这种壁板热颤振分析方法的正确性。进而针对高速飞行器结构中的复合材料壁板热颤振问题,分析了三种不同铺层方式的复合材料壁板在受到面内均匀热载荷时颤振临界速度随温升的变化规律。结果显示:(1)层合复合材料壁板的铺层比例和铺层顺序对壁板的热颤振临界速度都有明显的影响;(2)温升可导致壁板颤振临界速度明显降低,且铺设方式不同,下降程度不同;(3)在颤振危险模态不发生变化时,壁板颤振临界速度随温升而下降的趋势近似呈线性关系。

采用壁板颤振分析的有限元方法,从壁板的正则化弯曲刚度、屈曲临界温升、颤振临界速压和极限环颤振幅值等参数的角度,分析了不同铺层方向和不同铺层顺序对层合复合材料壁板的颤振特性的影响,并给出了几种常见铺层方式层合复合材料壁板的颤振特性。结果表明,在设计复合材料壁板的铺层方向和铺层顺序时,一般可以通过壁板正则化弯曲刚度的大小来对颤振速压进行比较。但是在某些特殊的铺层情况下,随着温度升高,发生频率重合型颤振的耦合模态会发生演变,这时正则化弯曲刚度较大的壁板也有可能在较低的速压下发生颤振。

采用改性木粉填充nbr,制成含改性木粉为0%、10%、20%、30%的nbr复合材料,研究并比对了复合材料物理性能的变化。结果表明:复合材料的硬度、100%定伸应力提高;而拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度降低;各项物理性能都随着木粉填充量的增加而增大。

对φ200mm的复合材料壳体的应变率相关性进行了试验研究。分别对准静态和应变率约为0.105s-1的动态情况进行了试验。在动态加载过程中,采用了航天四院设计的脉冲压力发生器和外压试验装置,该装置可在10～200ms将结构件加载至破坏。试验结果表明:复合材料壳体具有比较明显的应变率相关性,与准静态加载条件相比,当应变率达到0.105s-1时,φ200mm的复合材料壳体其外压承载能力可以提高1.55倍左右。

基于影像云纹法、表面应变测量、分级加载超声c扫描3种观测手段,对含有不同位置、尺寸、数量预制分层缺陷的复合材料层板进行了压缩试验研究,对试验中产生的子层屈曲、分层扩展、层板失稳等现象进行了细致的观察、对比与联系.结合试验结果,总结了3种不同的分层扩展模式,并基于分层扩展模式分析了子层屈曲、层板失稳等现象的产生机理.结合上述试验现象,通过比较临界失稳应力、最终破坏应力、分层纵向扩展范围等试验结果,系统地分析了分层缺陷对复合材料层板压缩性能的影响.研究结果可为复合材料结构损伤容限设计提供依据.

基于marguerre曲板理论、vonkarman大变形理论和气动力活塞理论建立超音速气流中三维复合材料曲壁板的有限元模型。分析了不同边界条件下复合材料曲壁板的曲率对曲壁板颤振边界特性的影响规律。结果显示:1)当曲率较小时,颤振是由曲壁板前两阶模态耦合产生,颤振临界动压随着曲率的增大而减小;2)当曲率较大时,颤振危险模态会随曲率增大而发生变化,颤振临界动压也会表现出复杂的变化规律;3)曲率较小时,四边固支曲壁板的颤振临界动压高于四边简支曲壁板;4)当曲率较大时,四边简支曲壁板的颤振临界动压可能大于四边固支曲壁板。

采用三步法复合工艺制备了电缆用cu/al复合板,分析了冷轧复合过程中cu/al复合板变形区的特点,研究了cu层与al层厚度比为1:4时各组元压下率与总压下率的关系。将cu/al双金属变形区分为3个区,建立了基于原始坯料层厚比条件下的轧制复合cu/al复合板厚度模型。

采用自制的聚乙烯蜡接枝马来酸酐对竹粉进行改性,并制备了pvc/竹粉复合材料;研究了改性竹粉用量对pvc/竹粉复合材料阻燃抑烟性能的影响。结果表明:①pvc/竹粉复合材料的氧指数随着改性竹粉用量的增加而下降;②当改性竹粉的用量为10~50份时,pvc/竹粉复合材料的垂直燃烧性能达到fv-0级,水平燃烧性能达到fh-1级;③pvc/竹粉复合材料的最大烟密度、烟密度等级均随着改性竹粉用量的增加而下降。

复合材料在静态和动态载荷作用下的损伤形式是十分复杂的,精确的模型能更深刻地揭示复合材料的损伤机理。以hahn和tsai提出的单向损伤模型为基础建立了刚度递降关系,运用上述刚度递降关系给出了一个疲劳寿命算例,计算数据与试验结果较为吻合,相对误差分别为7.72%和8.79%。结果表明:材料在循环加载作用下的损伤过程大体上可以分为两个阶段;通过保留泰勒级数展开二次项,能准确模拟出材料的"突然死亡"行为。

研究了caco3,mg(oh)2对软质聚氯乙烯(pvc)复合材料硬度、拉伸强度和断裂伸长率的影响;同时考察了caco3粒径对软质pvc复合材料的硬度、拉伸强度和断裂伸长率的影响。结果表明,caco3与mg(oh)2对软质pvc复合材料硬度影响相差不大,但是含caco3的软质pvc复合材料的拉伸强度比含有mg(oh)2的高;在相同caco3含量下,含有粒径11.86μmcaco3的软质pvc复合材料的硬度、拉伸强度和断裂伸长率均比含有37.08μm粒径caco3的软质pvc复合材料的大。

利用弹性力学的刚度等效原理,将结构复杂的复合材料路面板简化为材料均匀的正交异性板,建立弹性等效模型,为此类问题的具体分析提供一种简明规范的方法。利用弹性力学理论,首先计算出中间方形管粘结板的各向刚度,将其等效为相同尺寸的正交异性板,由刚度相等,推导出了等效板的杨氏模量、切变模量和泊松比等结构属性的计算公式;在此基础上,将整个路面板等效为正交异性板,建立了等效板的材料属性公式化计算模型;最后,选用一块具体的路面板,利用有限元分析软件ansys,建立路面板和等效板的有限元模型。结果表明:从均布荷载作用下两模型的变形比较图可以看出,路面板模型的最大变形为-14.73mm,等效板模型最大变形为-13.97mm,两者相差5.2%。由于等效板模型对变形作了一定假定,引起板刚度增大,所以计算出的位移减小,其误差是可以接受的,由此证明了弹性等效模型是正确的。

(4)纤维增强复合材料（frp）桥面板 钢材锈蚀和混凝土劣化是影响钢筋混凝土和钢构件耐久性的最主要问题，它 不仅影响着结构的使用寿命，还会导致大量的安全隐患，甚至造成事故。由于桥 梁结构长期暴露在自然环境中，加上近海地区的氯离子等原因，使得桥梁结构的 锈蚀退化问题尤为突出。因此，桥面结构的劣化一直是困扰公路桥梁的一个“顽 疾”。由于纤维增强复合材料（frp）有很好的耐腐蚀性能，因此用frp制造桥 面体系被认为是提高传统桥梁结构耐久性的一个发展方向。 frp桥面体系一般为全frp结构或frp－混凝土叠合梁板，断面形式多样。 它与传统的钢筋混凝土桥板相比具有明显的优势：①在工厂中加工成型，重量很 轻，安装速度快；②能够抵抗除冰盐、海水、空气中氯离子的侵蚀，维护费用低； ③恒载小，可减少支撑结构和下部结构负担的荷载；④为弹性结构，并且通常设 计截面尺寸由

复合材料复合材料

参阅大量英语文献的基础上,简述了纳米无机粒子填料对聚合物及聚合物复合材料摩擦磨损性能的影响。主要包括微米/纳米无机粒子尺寸、含量及无机粒子与其它材料的协同作用对聚合物基复合材料摩擦磨损性能的影响,对科研工作者深入探索和研究聚合物复合材料的摩擦学性能有一定的参考价值。

对比研究了层合复合材料曲壁板和平壁板热颤振特性。分别建立三种铺层方式的曲壁板和平壁板的有限元模型。采用分步求解方法,首先计算热效应引起的附加刚度,然后将其引入到壁板颤振模型中进行颤振分析。分析了不同铺层方式曲壁板和平壁板的热颤振特性,结果表明壁板颤振临界速度随温升近似呈线性下降,正交各向异性铺设的曲壁板与准各向同性铺设的曲壁板相比,其颤振临界速度下降率更大,而平壁板情况刚好相反;不同铺层方式曲壁板的热颤振危险模态不同,而平壁板热颤振危险模态不受铺层方式的影响。

文章通过改变滚箱式起球仪箱体内软木复合材料(即软木/橡胶复合材料)的硬度(40、60、80邵),测试了棉针织物、羊毛针织物和羊绒针织物的起球性能,分析了软木复合材料对测试织物起毛起球性能的影响。实验结果表明:随着测试时间持续增加到120min,棉针织物的起球数由少变多再变少,而羊毛针织物和羊绒针织物的起球数目持续增加。当软木复合材料的硬度从40邵增加到80邵,棉针织物的起球数目增加很小,羊毛针织物的起球数目增加较多,而羊绒针织物的起球数随着软木复合材料硬度的增加而减少。

复合材料由于具有较大的比强度和较高的比刚度、抗冲击性能好、材料性能可设计等特点,应用于航空结构中可以显著地减轻结构重量,改善结构的力学性能。利用msc.dytran有限元软件对飞机座椅复合材料面板结构进行高速冲击响应分析,并将分析结果与试验结果进行比较,结果表明:a类复合材料板具有较好的抗冲击性能。

采用二辊开炼和压制成型的方法,以马来酸酐接枝聚乙烯(mape)、马来酸酐(mah)和(或)过氧化二异丙苯(dcp)处理木粉制备高密度聚乙烯(hdpe)基木塑复合材料(wpc),考察了几种方法对复合材料力学性能、动态热机械性能及加工性能的影响,并借助扫描电子显微镜(sem)对复合材料界面进行了形貌分析。结果表明:mah和dcp共同改性hdpe基wpc,在改善复合材料界面相容性的同时也提高了基体强度,材料综合性能最佳。

以高密度聚乙烯(pe-hd)和马来酸酐接枝聚乙烯(mape)共混物为塑料基体,以木粉(wf)为填料,采用压制成型法制备了木塑复合材料。研究了mape含量对塑料基体和木塑复合材料冲击强度的影响。结果表明,mape含量对mape/pe-hd塑料基体和木塑复合材料的冲击强度影响显著;保持mape和pe-hd的总含量不变时,当木粉含量为30%时,木塑复合材料的冲击强度随mape含量的增加而逐渐减小;当木粉含量为70%时,木塑复合材料的冲击强度随mape含量的增加而逐渐增大。

应用细观力学理论研究颗粒增强复合材料界面损伤问题，分析颗粒界面局部开裂与均匀开裂同时存在时材料弹性性能的改变，讨论损伤颗粒形状对材料有效弹性模量的影响。所有分析结果均以显式给出，以便于研究者参考及工程应用。

本实验主要研究生产加工过程对堇青石-莫来石复合材料的影响。为此,本试验中使用两种不同的加工方法:第1种方法是通过带式浇铸法使堇青石和莫来石层进行原位合成堇青石-莫来石复合材料;第2种方法是通过预制的莫来石粉末以不同的百分含量(0～30%)加入到初始的堇青石粉末中获得所需的复合材料。试验结果表明:通过在堇青石泥浆中加入预先烧制的莫来石粉末所生产的复合材料比通过层压法加工混合所产生复合材料具有更好的致密性和机械强度。

采用不同目数的竹粉制备竹塑复合材料,研究其对于复合材料性能的影响。结果表明:140目竹粉制备竹粉/聚丙烯复合材料具有最高的拉伸强度、断裂伸长率和流动速率;随着竹粉目数的变大,材料的弯曲和冲击强度逐渐降低;竹粉目数对于材料硬度没有明显的影响。