复合材料学报杂志

复合材料多尺度分析方法与典型元件拉伸损伤模拟

关键词: 多尺度分析  均匀化  局部化  渐进损伤  

复合材料具有多尺度特性,多尺度模拟方法能够考虑细观损伤、演变对宏观材料性能和力学行为的影响,是复合材料响应分析的一种重要方法和手段。基于多尺度渐进展开理论,对复合材料弹性问题控制方程进行尺度分解,推导了细观尺度与宏观尺度的控制方程,建立了复合材料宏观和细观尺度响应之间的关联。基于协同多尺度计算策略,利用通用有限元软件的用户...

MWCNTs表面改性剑麻纤维及其环氧树脂基复合材料传感器的制备及性能

关键词: 剑麻纤维  生物相容  多壁碳纳米管  传感器  环氧基复合材料  

通过引入多功能化纳米颗粒从而赋予天然纤维增强高分子复合材料多功能性,使其具有传感性能,可原位感应外界环境变化。但制备多功能纳米复合材料通常需预先将纳米颗粒均匀分散在基体中,造成基体粘度大,难以工程化应用,同时需使用较大添加量才能达到渗透阈值。采用"染布法"以多壁碳纳米管(MWCNTs)悬浮液为"染料"对剑麻纤维(SF)表面进行改性,制备了...

壳聚糖/纤维素生物质发泡复合材料多孔结构的表征

关键词: 发泡复合材料  壳聚糖  纤维素  力学性能  吸水性  

以壳聚糖微粒为增强体,离子液体为纤维素溶剂,采用冷冻干燥法成功制备了壳聚糖/纤维素生物质发泡复合材料。利用SEM、XRD和TGA表征多孔复合材料微观结构、结晶性能以及热稳定性,测试了其孔隙率和吸水性能。实验结果表明:壳聚糖/纤维素多孔复合材料具有三维相互贯通的微孔结构,壳聚糖粉体有助于孔洞结构的形成,TGA结果显示纤维素多孔材料的热稳定...

不同官能化碳纳米管对MWCNTs-碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响

关键词: 多壁碳纳米管  表面官能化  复合材料  碳纤维  环氧树脂  力学性能  

为研究加入不同官能化碳纳米管对环氧树脂力学性能的影响,通过对羧基化多壁碳纳米管(MWCNTsCOOH)进行化学处理,得到表面接枝乙二胺的碳纳米管(MWCNTs-EDA)。分别将MWCNTs-COOH和MWCNTs-EDA分散在环氧树脂中,通过热熔法制备环氧树脂中含有碳纳米管的T700碳纤维预浸料,并热压成准各向同性复合材料层合板。结果表明:MWCNTs-EDA在环氧树脂中的分散性...

超临界氧化铝/聚醚砜-BMI-BBA-BBE复合材料的微观结构与耐热性

关键词: 双马来酰亚胺  聚醚砜  超临界乙醇  al2o3  耐热性  

利用超临界乙醇修饰纳米Al2O3,得SCE-Al2O3,使其表面沉积活性基团;以4,4′-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)为基体、3,3′-二烯丙基双酚A(BBA)和双酚A双烯丙基醚(BBE)为活性稀释剂、聚醚砜(PES)为增韧剂、SCE-Al2O3为改性剂,通过原位聚合法合成了SCE-Al2O3/PES-BMI-BBA-BBE复合材料。采用SEM和FTIR观察分析了SCE-Al2O3纳米粒子和PES的增韧机制...

氧化石墨烯/聚氨酯杂化膜的原位聚合构建及气体渗透性

关键词: 氧化石墨烯  聚氨酯  原位聚合  杂化膜  气体渗透性  

采用Hummers法制备了3种不同氧化程度的氧化石墨烯(GO),通过聚氨酯(PU)单体(4,4’-二异氰酸苯酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO))与GO的原位聚合构建了GO/PU杂化膜。利用XRD、Raman、FTIR和TEM等表征了GO的结构;探讨了GO填充量对GO/PU杂化膜的形貌和CO2、N2渗透性的影响。结果表明:3种不同氧化程度的GO均呈完全剥离状态,为半透明片状结构;随着氧化程度的...

碱处理对竹纤维及竹纤维增强聚丙烯复合材料性能的影响

关键词: 碱处理  竹纤维  聚丙烯  复合材料  剪切性能  弯曲性能  

为探究竹纤维表面能对纤维与树脂的粘附功及复合材料界面的影响,采用碱处理对竹纤维进行表面改性,通过模压工艺制备了竹纤维增强聚丙烯(PP)复合材料。研究了碱处理对竹纤维性能、竹纤维与PP间的粘附功及对竹纤维/PP复合材料力学性能的影响,采用SEM研究了不同浓度碱处理后竹纤维表面形貌的变化。结果表明:随着碱浓度的增加,竹纤维断裂强度呈现一...

功能氧化石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料薄膜的制备及阻隔性能

关键词: 热塑性聚氨酯  功能氧化石墨烯  氧气透过率  阻隔性  薄膜  

为了提高热塑性聚氨酯(TPU)的阻隔性能,首先,采用溶液成型的方法在涂膜机上制备了功能氧化石墨烯(IP-GO)/TPU复合材料薄膜。然后,利用FTIR、XPS、XRD、FE-SEM、原子力显微镜和氧气透过仪对IP-GO/TPU复合材料的形貌和性能进行了表征。结果表明:IP-GO层间距相对原始鳞片石墨的增加了0.696nm,片层的厚度为1.2nm左右。IP-GO以褶皱层状的形式均匀分散...

MCA-MMT的制备及其对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料阻燃性能的影响

关键词: 三聚氰胺氰尿酸盐  改性  蒙脱土  阻燃  玻璃纤维增强聚丙烯  

为了提高玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)复合材料(GF/PP)的阻燃性能,通过在蒙脱土(MMT)悬浮液中进行三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)分子自组装制备了新型协效成炭剂MCA-MMT,并采用FTIR、XRD、SEM和TGA对MCA-MMT的结构及热性能进行了表征;将MCA-MMT、无卤膨胀型阻燃剂与GF/PP熔融共混制备了阻燃复合材料MCA-MMT/(GF/PP),通过极限氧指数(LOI)测试、垂直燃烧试...

等离子体处理碳纤维/树脂复合材料

关键词: 等离子体处理  浸润性  表面官能团  表面能  

为了提高碳纤维/树脂复合材料的表面浸润性,采用等离子体直接对复合材料进行表面处理,通过接触角测试、拉伸试验、金相显微分析和红外光谱分析,探究了等离子体处理碳纤维/树脂复合材料的最佳处理工艺、处理前后碳纤维/树脂复合材料的力学性能和表面官能团的变化。结果显示:电流、气压和处理时间均对碳纤维/树脂复合材料表面浸润性有明显影响,当...

环氧树脂包覆聚磷酸铵微胶囊的制备及其对聚丙烯的阻燃效果

关键词: 聚磷酸铵  环氧树脂  聚丙烯  溶解度  极限氧指数  拉伸强度  

为了探究环氧树脂包覆聚磷酸(EP@APP)微胶囊对聚丙烯(PP)的阻燃效果,首先,采用原位聚合法以EP为外壳包覆APP,制备了EP@APP微胶囊,并将其与PP进行复合,制备了EP@APP/PP复合材料。然后,测试了EP@APP微胶囊的溶解性,探讨了工艺参数对溶解性的影响;考察了EP@APP微胶囊的耐水性,并借助红外光谱分析了EP@APP微胶囊的表面官能团。最后,测试了PP复合材料...

石墨/酚醛树脂复合材料双极板的制备与性能

关键词: 燃料电池  双极板  复合材料  天然石墨  聚合物  电导率  抗弯强度  

双极板是质子交换膜燃料电池的重要组成部分,石墨与聚合物的复合材料双极板是目前研究的重要方向。采用模压热固化二步法,以酚醛树脂为粘结剂、天然鳞片石墨为导电骨料、炭黑为添加剂制备了质子交换膜燃料电池用复合材料双极板。系统研究了不同种类石墨对石墨/酚醛树脂复合材料电性能和抗弯强度的影响。结果表明:以天然鳞片石墨为导电原料时,所...

碳纤维增强油井水泥石的力学性能

关键词: 碳纤维增强油井水泥石  力学性能  抗拉强度  弹性模量  增韧机制  

油井水泥石在井下易脆裂,造成油井层间封隔失效,进而影响油井开采。为了解决这一问题,需要对水泥石进行降脆增韧。首先,考察了甲基纤维素和羧甲基纤维素对碳纤维的分散效果;然后,研究了碳纤维对油井水泥石抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响,并模拟井下环境测试了水泥石单轴和三轴应力-应变曲线;最后,使用扫描电子显微镜对碳纤维增强水泥石...

基于分级优化的复合材料带加强筋板屈曲优化

关键词: 分级优化  复合材料带加强筋板  径向基函数  实验设计  遗传算法  

对工程中常用复合材料带加强筋板结构的优化方法进行研究。由于优化变量较多且变量类型涉及离散型和连续型两种类型,因此优化中引入了分级优化方法。在结构质量一定的前提下,确定各加强筋最优的位置、截面尺寸、铺层数及铺层顺序,以提高整体结构的抗屈曲性能。层的引入使优化问题可以在先不考虑铺层顺序的情况下对其余变量进行优化,通过析因实验...

二维编织复合材料圆柱曲板屈曲性能试验与有限元分析

关键词: 编织材料  屈曲  试验  有限元分析  模态  

采用试验和数值模拟方法研究了二维编织复合材料曲板的屈曲性能。为研究曲率半径、长度以及弧长等参数对二维编织复合材料曲板屈曲性能的影响,设计了4组不同曲率半径、长度以及弧长的曲板进行屈曲试验。通过对比4组不同几何尺寸曲板的屈曲载荷与屈曲模态,发现曲率半径减小25%,相应的屈曲载荷增大26.85%,影响最大;弧长增大26.32%,单位面积的屈曲...

用于变形机翼夹心式柔性伸缩蒙皮的梯形蜂窝支撑结构

关键词: 变形机翼  梯形蜂窝  柔性蒙皮  弹性模量  有限元分析  

变形机翼技术的实现离不开柔性蒙皮技术的支持,提出了一种应用于变形机翼夹心式柔性伸缩蒙皮的面内褶皱型梯形蜂窝蒙皮支撑结构。通过理论分析研究了该支撑结构的面内伸缩特性,得到其面内横向无量纲化等效弹性模量大小与3个参数(形状系数k、宽度系数t和高度系数h)之间的关系:其等效弹性模量随k增大而减小,随t增大而增大,随h增大而减小。利用ANSY...

基于渐进损伤分析的复合材料螺栓连接强度包线法研究

关键词: 复合材料  螺栓连接  结构强度  强度包线法  渐进损伤方法  

针对中国民机采用T800级复合材料这一新材料体系而基础数据匮乏的现状,采用渐进损伤分析(PDA)替代试验以显著降低研究周期和成本。综合渐进损伤方法和工程算法各自的优点,提出以渐进损伤分析替代应力集中减缓因子(SCRFs)测定试验,进而建立强度包线,并进行多钉连接强度预测的数值策略。为验证该数值策略的可行性,针对典型铺层应力集中减缓因子,测...

复合材料带缠绕成型工艺参数耦合机制及优化

关键词: 复合材料  缠绕成型  工艺参数  响应面法  参数优化  

基于复合材料缠绕成型工艺过程研究,分别对成型过程中紧密接触与自粘接过程进行理论分析,提出影响复合材料缠绕制品质量的关键工艺参数:缠绕温度、缠绕压力和缠绕张力;以层间剪切强度(ILSS)为优化目标,根据响应面法Box-Behnken Design(BBD)原理设计实验,建立工艺参数耦合对剪切强度的回归模型,通过对残差、方差(ANVOA)、预测值与实际值对比等检...

预成型体渗透率预测及其受压缩变形的影响

关键词: 渗透率  预成型体  压缩变形  几何建模  流动仿真  

建立了织物预成型体单胞内纱线间细观流动和纱线内部微观流动的统一的数学模型。基于最小势能原理建立了织物松弛状态下的单胞几何模型,同时对在模具压缩下的单胞变形进行了分析,并建立了不同压缩状态下的单胞几何模型。通过对单胞内树脂流动数学模型的数值求解,获得了流动速度场及压力场,进而预测了预成型体的渗透率。预测1组不同压缩状态下的...

非贯通球形空腔型轻质仿生结构的设计及其力学性能

关键词: 鞘翅  仿生结构  非贯通空腔  力学性能  有限元分析  

为设计并开发轻量型仿生复合材料,分析了东方龙虱鞘翅断面的微观结构,发现龙虱鞘翅的内部空腔结构为非贯通球形空腔。受龙虱鞘翅独特结构的启发设计了一种轻质仿生结构,球形空腔以正六边形的形式分布于该结构内部。为考察该仿生结构的力学特性,引入了两种常见的中空结构,并借助有限元分析软件ANSYS分别对该仿生结构和其他两种常见的中空结构的压...

复合材料宏观强度准则预测能力分析

关键词: 复合材料  强度  失效准则  失效包线  预测能力  

对复合材料宏观强度准则进行了总结和评述,对最具有代表性的5种强度准则的预测能力进行了综合评估。首先,由各强度准则得到了不同平面应力状态下AS4/3501-6材料的理论失效包线,以此阐明了各强度准则的物理本质。然后,考虑到强度的分散性,采用Monte-Carlo方法并基于各强度准则建立了4种材料的概率失效包线和强度分散带。最后,结合多组试验数据,客...

树脂基复合材料曲面结构件固化变形数值模拟

关键词: 复合材料  曲面结构件  曲线坐标系  有限元分析  内应力  固化变形  

为了研究树脂基复合材料曲面结构件的固化变形过程,首先分析了碳纤维增强树脂基复合材料在固化过程中密度、模量、热膨胀系数、比热容及热传导系数等材料物性的变化,并将这些变化引入到数值模拟当中。接着,针对复合材料复杂曲面结构件,提出了利用定常流动的流线方程构建曲线坐标系的新方法。然后,根据建立的曲线坐标系,运用有限元法计算了某轻型...

复合材料三维损伤模型在大开口结构强度预测中的应用

关键词: 复合材料  大开口  三维损伤退化模型  强度  剪切  试验  

为了预测复合材料大开口结构的强度及损伤扩展情况,开展了3种不同复合材料三维损伤退化模型(瞬间退化模型、渐进损伤退化模型和连续损伤退化模型)在复合材料大开口结构强度预测中的应用研究,完成了含口框加强件的复合材料大开口结构面内纯剪切试验,并采用3种损伤退化模型对试验件及相关文献算例进行了数值模拟。数值模拟结果与试验结果的对比表...

有限高磁电弹性体中双半动态与静态裂纹分析

关键词: 运动裂纹  磁电弹性复合材料  复变函数法  应力强度因子  机械应变能释放率  

狭长体中的裂纹是断裂力学中经常采用的研究模型。含有共线无限长裂纹的条形磁电弹性体,当面内的力电磁和反平面的剪应力作用在左边裂纹尖端附近的一段裂纹面上时,往往会产生动态断裂。利用复变函数法中的拱形变换公式,导出了磁电全非渗透型边界条件下左裂纹尖端动态的应力强度因子以及机械应变能释放率的解析解。当运动速度趋于零时退化为静止...

基于阻尼材料拓扑分布的结构-声辐射优化

关键词: 拓扑优化  阻尼材料  分布优化  人工材料  

基于拓扑优化思想,提出一种人工材料假设,建立了阻尼材料铺设的拓扑优化数学模型。在阻尼材料用量一定的情况下实现阻尼材料最优分布,达到减振降噪之目的。采用遗传算法进行求解,进行了阻尼材料和人工材料的转换,实现了阻尼材料的拓扑优化。数值算例表明:所提方法在减振降噪设计中具有可行性和有效性,有较好的工程应用价值,可为阻尼材料的敷设提...

基于改进模拟退火算法的复合材料层合板频率优化

关键词: 层合板  模拟退火  频率优化  铺层顺序  里兹法  

针对复合材料层合板频率优化问题,结合可行规则法和直接搜索模拟退化算法,提出了一种自适应模拟退火(SA)改进算法。层合板优化目标是基频、频率带隙以及给定基频和带隙约束的层合板厚度。设计变量包括铺层角度和铺层数两种离散变量。改进算法的自适应新点产生模块采用依赖温度的动态调整搜索半径,改善了直接搜索模拟退化(DSA)算法易陷入局部极值...

KEYWORDS FOR COMPOSITES

关键词: infiltration  manual  vapour  automated  destructive  friction  

《复合材料学报》征稿简则

关键词: 复合薄膜  陶瓷基  聚合物基  金属基  学术论文  领域专家  基础研究  晶须  参考文献格式  英文摘要  

1征稿范围本刊主要刊载复合材料基础研究和应用研究方面具有创新性、高水平和具有重要意义的原始性研究学术论文,以及由该领域专家亲自撰写的反映本学科最新发展状况的文献综述和信息性文章。刊载范围:纤维、颗粒或晶须等增强体增强聚合物基、金属基、陶瓷基等复合材料及其复合薄膜或复合涂

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关键词: 学术性科技期刊  领域专家  研究成果  基础研究  文献综述  美国工程索引  国际检索系统  应用研究  剑桥科学文摘  美国化学文摘  

《复合材料学报》(双月刊)是中国复合材料领域的基础性、学术性科技期刊;主要刊载复合材料基础研究和应用研究方面具有创造性、高水平和有重要意义的最新研究成果的论文,以及由该领域专家亲自撰写的反映本学科最新发展状况的文献综述和信息性文章;所刊载的研