C/SiC陶瓷基复合材料燃烧室壁厚设计与验证

C/SiC复合材料发动机具有重量轻、工作温度高等优势,已成为下一代高性能发动机的重要发展方向,其中C/SiC复合材料燃烧室的强度与壁厚设计是发动机设计的关键技术之一。本文以薄壳理论和第四强度理论为基础,以环向拉伸强度为基础数据,推导了C/SiC复合材料燃烧室壁厚计算公式,并对某型号发动机燃烧壁厚进行了计算。未验证计算结果准确性,利用复合材料燃烧室试件的爆破试验对计算结果进行了验证,并对根据计算结果研制的C/SiC复合材料燃烧室进行了热试车考核验证。本文提出的研究计算方法与结果对其他C/SiC复合材料燃烧室的壁厚设计具有指导意义。     

聚甲基丙烯酸甲酯-氧化锆复合材料的制备

将氧化锆纳米粉体冷等静压成型,经部分烧结制备成具有多孔网状结构的部分烧结体,然后经真空浸渍,将预聚甲基丙烯酸甲酯渗透入部分烧结体的开孔中,原位聚合,制备出聚甲基丙烯酸甲酯—氧化锆有机—无机复合材料。结果表明:预聚甲基丙烯酸甲酯经真空浸渍能完全浸入部分烧结陶瓷的开孔中并固化。当部分烧结体相对密度为63%~82%时,复合材料的弯曲强度为154~287MPa、断裂韧性为3.68~4.81MPa.m1/2;与部分烧结体比较,有明显提高。该复合材料经牙科CAD/CAM系统切削加工,可制作牙科修复体。     

自动化电弧喷涂路径偏移间距的优化模型

基于电弧喷涂沉积丘的轮廓呈高斯分布的假设,并结合实验结果,建立了电弧喷涂沉积丘轮廓的数学模型,由此推导出了自动化喷涂过程中平行路径偏移间距这一重要参量的优化模型。该模型为合理规划自动化喷涂的路径提供了依据。     

钢筋钢纤维混凝土既有裂缝梁中钢纤维阻裂作用有限元分析

通过建立钢筋钢纤维混凝土既有裂缝梁和钢筋混凝土既有裂缝梁的有限元分析模型,借助ANSYS分析了两种梁在荷载作用下的裂缝尖端处应力、裂缝宽度增幅和挠度并作出对比。分析结果表明钢纤维对裂缝开展有很好的阻止作用,而且能明显缓和裂缝尖端处应力,减小梁的挠度。     

Ballistic impact properties of woven bamboo- woven E-glass- unsaturated polyester hybrid composites

In this study, a laminated woven bamboo/woven E glass/unsaturated polyester composite is developed to combat a ballistic impact from bullet under shooting test. The aim of this study is to understand the fundamental effects of the woven bamboo arrangement towards increasing ballistic resistance properties. The work focusses on the ballistic limit test known as NIJ V50, which qualifies materials to be registered for use in combat armor panels. The results show that the composites withstood 482.5 m/s ± 5 limit of bullet velocity, satisfying the NIJ test at level II. The findings give a strong sound basis decision to engineers whether or not green composites are qualified to replace synthetic composites in certain engineering applications.     

型钢混凝土桁架节点有限元分析

由于普通结构设计软件无法实现型钢混凝土空间桁架节点内部细化计算分析,为解决这一问题,通过采用ANSYS软件对整体结构进行静力分析,并提取桁架节点处各构件的内力,将其施加于桁架节点的实体模型,进行精细的有限元计算分析;检验桁架节点实体模型内部应力是否满足强度要求,验证结构设计时节点区域的型钢选取和配筋的合理性;同时将分析结果与在该结构施工现场实际检测结果进行对比。结果表明,AN—SYS软件能够准确地完成普通结构设计软件无法完成的复杂结构模型的细化有限元分析。     

高掺量碳纤维增强活性粉末混凝土力学性能实验

采用一种新的碳纤维自分散工艺和专用分散设备制备出了掺量达胶结材质量8％的碳纤维增强活性粉末混凝土;研究了碳纤维掺量对活性粉末混凝土的力学性能影响规律。实验结果表明,在碳纤维掺量高时,活性粉末混凝土的力学性能受碳纤维掺量和水胶比两个因素共同作用。     

碳纤维增强聚合物基复合材料频率选择表面的电磁传输特性（复合材料专栏投稿）*

为了改善采用金属频率选择表面（Frequency Selective Surface,FSS）制备的天线罩中存在的热残余应力和弱粘接界面等问题,本文采用与聚合物基复合材料罩壁结构相容性好的碳纤维增强聚合物基复合材料制备FSS,利用自由空间法对试样的电磁传输性能进行测试,并采用数值分析模型对碳纤维复合材料FSS的电磁传输机制和电磁传输影响因子进行分析。结果表明：碳纤维复合材料FSS具有频率选择功能,但谐振频率处的电磁传输损耗较大;通过改变复合材料FSS的单元缝隙率、厚度、电导率以及介电常数可以实现对其电磁传输性能的调节。     

碳纳米管增强复合材料Timoshenko梁弯曲和屈曲行为分析

考虑碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)的尺度效应,研究宏观尺度下碳纳米管增强复合材料(carbon nanotubes reinforced composites,CNTRCs)梁的弯曲和屈曲行为。在EMT(Eshelby-Mori-Tanaka)方法的基础上,利用非局部理论提出了可表征CNTs尺度效应的非局部EMT本构模型。根据Timoshenko梁理论,采用哈密顿原理得到CNTRCs梁的静力学微分方程和边界条件。求解简支边界条件下CNTRCs梁的弯曲响应和极限屈曲载荷,并与文献进行对比验证所建模型和求解方法的正确性。分析了CNTs的尺度效应参数和体积分数以及复合材料梁的长细比等因素对简支CNTRCs梁弯曲响应和极限屈曲载荷的影响规律。结果表明,考虑CNTs的尺度效应会削弱结构等效刚度,且CNTs体积分数和尺度效应参数对大长细比CNTRCs梁的弯曲响应和极限屈曲载荷的影响幅度较大。     

界面热阻对金刚石/银复合材料导热率的影响

研究了金刚石／银复合材料的导热率与金刚石的含量、粒度等之间的关系,着重讨论了界面热阻对复合材料导热率的影响。并阐述了金刚石表面镀钛,能有效改善金刚石对银的润湿性,降低界面热阻,从而提高金刚石／银复合材料的导热率。