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热循环作用下单向炭纤维/环氧树脂复合材料的热应力

高禹 , 代小杰 , , 陆春 , 包建文

高分子材料科学与工程

利用二维有限元模型对单向T700炭纤维/3234环氧树脂复合材料内部热应力分布进行了数值模拟,同时测试了T700/3234复合材料经不同次数真空热循环后的拉伸强度。研究结果表明,随热循环次数增加,基体应力单调下降,界面应力先下降后上升,25次热循环后变化趋于平缓。界面区域内热应力最大,且产生明显的应力集中。部分界面出现脱粘是复合材料在热循环作用下产生损伤的主要原因。

关键词: 炭纤维/树脂基复合材料 , 热循环 , 数值模拟 , 热应力

复合材料低速冲击测试与分析方法的研究进展

高禹 , 王绍权 , , 王柏臣 , 包建文

高分子材料科学与工程

纤维增强树脂基复合材料广泛应用于航空航天、车辆、船舶等军事和民用工程领域.低速冲击作为一种材料在服役过程中常见的载荷状态,研究其对材料性能的影响是十分必要的.本文对近年来在复合材料低速冲击研究领域范围内常用的试验方法、环境作用与材料性能对低速冲击性能的影响,以及对低速冲击性能分析研究手段进行了讨论.最后对未来复合材料低速冲击领域的工作进行了展望.

关键词: 碳纤维/树脂基复合材料 , 低速冲击 , 测试方法 , 数值模拟

钛及钛合金表面耐磨热处理

孙荣禄 , 郭立新 , , 杨德庄

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.1999.05.004

综述了近年来为提高钛及钛合金表面耐磨性而采用的热处理表面改性技术,如渗氮、渗硼、离子注入、激光合金化等.讨论了每种工艺方法所获表面改性层的结构和性能特征及其适应范围.其中着重介绍了离子氮化和激光合金化工艺,比较了各自的优缺点,并提出了应进一步研究的方向.

关键词: , 钛合金 , 耐磨性 , 热处理

在120 keV质子辐照下环氧树脂的质损效应

高禹 , , 杨德庄 , 刘勇 , 李志君

高分子材料科学与工程

对AG-80环氧树脂浇注体进行了120 keV质子辐照试验,测试了质子辐照前后AG-80的质损率,借助AFM、XPS对环氧树脂表面的形貌、化学成分和化学结构进行了分析.试验结果表明,随质子辐照剂量增加,质损率首先增加,随后变化趋于平缓;表面粗糙度先增加后减小.在质子辐照的作用下,AG-80环氧树脂表面离子碎片逸出和表面层发生炭化是其质损和表面粗糙度发生变化的原因.

关键词: 环氧树脂 , 质子辐照 , 质损

热循环对TC4合金室温和低温拉伸性能的影响

吕钢 , , 王庆民 , 耿洪滨 , 何世禹 , 韩恩厚

材料热处理学报

采用热机械循环试验装置、材料万能实验机、金相显微镜和扫描电镜考察了经0,100,200和500周次热循环处理的TC4(Ti-6Al-4V)合金在室温(293K)和低温(173K、123K、78K)的拉伸性能及断裂行为.结果表明,随循环次数的增加,TC4合金的室温强度和低温强度升高,低温伸长率略有升高,但500次循环试样在78K拉伸时应力有跃升现象且伸长率显著上升;各种循环和测试条件下,TC4合金的拉伸断裂均呈现典型的塑性特征.

关键词: 钛合金 , 热循环 , 拉伸性能 , 低温 , 断裂

空天飞行器用炭/双马复合材料环境损伤行为的研究现状

高禹 , 张志松 , 王柏臣 , 包建文 , 郭扬 ,

高分子材料科学与工程

近年来先进复合材料已经成为航空航天结构的基本材料之一.为满足航空业对高性能低成本制备工艺技术和减重方面的高要求,先进复合材料以其相对密度小、质损率低、比强度比模量高、耐高温性能好、热膨胀系数小、耐疲劳性能优越等独特优点获得广泛应用,并具有极大的发展潜力.文中从应用状况、环境损伤行为与机理、国内外发展形势等角度对炭/双马复合材料的研究进展进行了全面系统的回顾与总结,并对今后的发展和研究方向作了探讨,供我国在该领域的研究和应用参考.

关键词: 炭/双马复合材料 , 真空 , 交变温度场 , 低温

晶须转动及其对SiC_W/Al-Ni复合材料高温压缩变形流变应力的影响

费维栋 , 李超 , 蒋向东 , , 姚忠凯

金属学报

本文测定了SiCW/Al-Ni复合材料高温压缩变形的应力-应变曲线,讨论了该种复合材料高温压缩变形时所表现出的应变软化现象,利用SEM观察了SiCW/Al-Ni复合材料在高温压缩变形中晶须的转动,并对晶须长轴的取向分布函数及其与复合材料压缩流变应力之间的关系进行了较为详细的研究.研究结果表明,在压缩变形过程中,SiCW晶须的长轴要发生转动,并趋向垂直于压缩方向分布,晶须取向的重新分布是造成复合材料应变软化的主要原因.

关键词: SiC晶须 , aluminium metrix composite , high temperature compression , strain softening

高性能树脂基复合材料典型空天环境下动态力学行为研究现状

高禹 , 王钊 , 陆春 , 包建文 , 宋恩鹏 ,

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.03.018

随着飞行器结构中碳纤维增强树脂基复合材料用量的迅速增加,其应用范围从非主承力构件逐渐扩展到主承力构件,复合材料结构中的疲劳、低速冲击和高速撞击等动态力学问题已经引起了国内外研究者的广泛关注.本文综述了典型空天环境因素与碳纤维增强树脂基复合材料的交互作用,重点探讨了其在疲劳、低速冲击和高速撞击载荷作用下的行为,简述了环境损伤与动态载荷耦合对碳纤维增强树脂基复合材料动态力学性能的影响,以期为聚合物基复合材料在空天飞行器上的应用提供有益的参考.

关键词: 树脂基复合材料 , 环境损伤 , 动态力学行为 , 断裂 , 老化

短纤维增强金属基复合材料应力分布的剪切滞后分析

连建设 , 江中浩 , 扬德庄 ,

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.1999.04.019

使用弹性理论和剪切滞后分析,推导出了基体和纤维应力场分布表达式,研究了纤维体积分数、纤维长径比和基体屈服强度等对应力分布和应力传递的影响.研究表明,基体和纤维应力分布及基体的塑性行为具有明显的不均匀性,基体与纤维之间存在明显的应力传递和应变分配.

关键词: 金属基复合材料 , 剪切滞后理论 , 应力应变分布

短纤维增强金属基复合材料的弹性模量和屈服强度

江中浩 , 连建设 , , 扬德庄

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.1999.04.020

基于文献[1]提出的变形模型和获得的应力分析结果,推导出了短纤维增强金属基复合材料弹性模量和屈服强度理论表达式.表达式预测的结果与实验结果吻合很好,并与Eshelby模型及有限元数值模型预测结果表现出很好的一致.分析表明,复合材料的弹性模量和屈服强度相对于基体材料弹性模量和屈服强度的增加主要来自应力传递的贡献.

关键词: 金属基复合材料 , 弹性模量 , 屈服强度

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