【摘 要】
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针对厚截面构件RTM工艺过程形成的残余应力进行了有限元分析.用有限元方法求解RTM工艺固化过程瞬态热传导和化学动力学耦合方程,得到任意时刻复合材料内部温度和固化度分布.利用细观力学的自洽方法预报与固化进程相关的复合材料力学性能参数,考虑热与树脂化学收缩作用,采用增量理论的有限元方法求解热弹性力学控制方程,得到工艺过程中残余应力的发展历程.与有关文献进行比较验证了本文分析结果的正确性,对一半圆筒形构
【机 构】
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哈尔滨工业大学复合材料研究所(哈尔滨)
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针对厚截面构件RTM工艺过程形成的残余应力进行了有限元分析.用有限元方法求解RTM工艺固化过程瞬态热传导和化学动力学耦合方程,得到任意时刻复合材料内部温度和固化度分布.利用细观力学的自洽方法预报与固化进程相关的复合材料力学性能参数,考虑热与树脂化学收缩作用,采用增量理论的有限元方法求解热弹性力学控制方程,得到工艺过程中残余应力的发展历程.与有关文献进行比较验证了本文分析结果的正确性,对一半圆筒形构件进行的算例研究表明本文开发的程序可以有效预测厚截面构件内部残余应力发展状况.
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采用碱处理、热-碱处理、热处理、乙酰化处理、氰乙基化处理以及TDI和KH-550偶联剂处理等不同的物理和化学方法对剑麻纤维(SF)进行处理,然后将SF细化,将其投入到酚醛树脂(PF)聚合体系中,参与树脂的聚合反应.再通过模压成形方式制成剑麻纤维/酚醛树脂原位复合材料,研究了复合材料的力学性能,同时考察了SF的用量、加入方式及纤维长度与材料力学性能的关系.结果表明:当剑麻纤维用量为10％,采用物理处
当用碳纤维片材加固混凝土结构构件时,碳纤维片材在现场条件固化形成的加固层,其力学性能与厂家提供的性能指标存在一定差异;此外,对于结构加固设计人员来说,加固层的设计值按照目前的建议取值方法较难把实际加固设计时参考.
纤维强化塑料(Fiber Reinforced Plastic)板粘贴在结构梁的受拉部位,以提高结构的承载能力.当梁发生弯曲变形时,经常出现钢筋层与FRP板之间的层间开裂和失效.本文根据线弹性断裂力学的能量释放率分析原理,对其失效行为进行力学模型研究.文中分析了复合梁的变形与受力特点,计算和讨论了裂纹在不同位置时的能量释放率计算.
采用碱处理方法对剑麻纤维(SF)进行处理,细化,将其投入到酚醛树脂(PF)聚合体系中,参与树脂的聚合反应.通过模压成形方式制成剑麻纤维/酚醛树脂原位复合材料,研究了复合材料的力学性能,考察了SF加入方式、SF和玻璃纤维(GF)混杂增强与材料力学性能的关系.结果表明:本文提出的聚合填充方法在SF增强PF方面具有显著的作用,该法能使复合材料的冲击强度、弯曲强度和弯曲模量分别比传统上SF与树脂直接机械共
本文研究了碳纤维、玻璃纤维及石英纤维增强PI复合材料的力学性能和在干摩擦和水环境下的摩擦摩损行为.研究表明碳纤维增强PI的力学及摩擦学性能优于玻璃纤维及石英纤维增强PI,在10wt％~20wt％含量范围内,碳纤维增强PI的力学性能最佳,两种摩擦条件下,PI复合材料的摩擦系数和磨损率随碳纤维含量的增加而不断降低,而玻璃纤维和石英纤维增强PI复合材料的摩擦系数和摩损率则随纤维含量的增加而增大.相同纤维
利用碳纤维布对混凝土结构进行修补可以提高其承载能力和延长使用寿命.本文通过对不同缺口高度的混凝土梁试件进行不同复合材料层数的试验对比研究.试验及分析结果表明:采用碳纤维布可提高混凝土梁的整体刚度和强度,抑制混凝土中裂缝的扩展,改变梁的破坏模式和大大提高其极限承载能力,且随切口的深度变化存在一个最优修补加固层数.
本文制备了AlO颗粒增强的聚氨酯基复合材料,研究了复合材料的力学性能,以及不同AlO颗粒加入量和不同硅烷偶联剂处理AlO颗粒对复合材料力学性能的影响.研究表明,随着AlO颗粒加入量的增加,复合材料拉伸强度和断裂伸长率都逐渐下降,而硬度逐渐升高.用偶联剂KH550处理的复合材料位伸强度和延伸率都比KH550处理的有明显的提高.
通过试验和计算对厚板多钉连接的钉载分配和强度进行了研究.在研究中考虑了工程上常用的凸头螺栓和沉头螺栓两种结构形式.同时对厚板的吸湿特性进行了探讨.
纳米碳酸钙与聚苯硫醚通过熔融共混挤出制得复合材料,通过透射电镜对纳米碳酸钙的形态及粒径分布进行观察,并以原子力显微镜、力学测试等方法对复合材料的微观结构和力学性能进行表征.结果表明:纳为碳酸钙的平均粒径约为56nm,从复合材料的表面形貌可见纳米碳酸钙分散在树脂基体里,少量粒子变形;复合材料的韧性得到明显的提高,在添加量为5％时,冲击强度达到74.13kJ/m,拉伸强度则在10％时达到最大值83.7
基于自动网络法试验系统,本文对不同炭黑填充含量的轮胎橡胶材料进行多步松弛加卸载试验,获得了胶料在较大变形范围内的平衡态弹性应力应变曲线.同时讨论了胶料迟滞损耗与炭黑填充的关系.结合试验指出,炭黑填充橡胶材料在较大变形范围内的应力应变响应分为三个部分:橡胶超弹性力学响应、不可忽略的平衡迟滞损耗和黏性迟滞损耗.