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碳化硅晶须增强铝复合材料的断裂研究

曹利 , 持平 , 姚忠凯 , 雷廷权

金属学报

在备有拉伸台的扫描电子显微镜上原位观察了V_f为22%的碳化硅晶须增强铝(SiC_W/Al)复合材料压铸态试样和T_6态试样的动态拉伸过程。结果发现外加应力达到180-190MPa时复合材料内部就已形成许多微裂纹,裂纹一般在晶须端部形成,其扩展亦有一定的规律。经过对复合材料简化模型的复变函数分析和计算,求出了晶须周围应力场,进一步通过塑性力学的分析,从理论上解释了本文所观察到的实验现象。

关键词: 复合材料 , fracture , stress distribution , SiC whiskers , aluminum

预测纤维复合材料有效模量的分级模型

持平

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.1998.02.023

为纤维复合材料的有效模量计算建立了一个宏观与细观相结合的分级模型:即假定共焦点椭圆柱组合体的纤维/基体细观结构单元嵌在宏观上均匀化了的复合材料中.利用解析函数的保角变换与罗朗级数展开,获得了轴向剪切模量的封闭公式.理论值与实验值吻合很好,克服了经典模型理论与实验结果偏差太大的缺点.

关键词: 复合材料 , 弹性模量 , 分级模型 , 复变函数方法

考虑周期微结构分布特征的Mori-Tanaka方法

严鹏 , 持平

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.04.031

利用两点间应变Green函数张量概念所建立的应变场积分方程,推导了两相复合材料中夹杂的应变集中张量.该张量较之传统Mori-Tanaka(MT)法采用的由稀疏法导出的应变集中张量,增加了一个与夹杂体积分数和分布相关的项,并由此发展了考虑周期微结构分布特征的MT法.传统的MT法虽然能很好地预测正六角形分布圆截面纤维增强复合材料等的有效模量,但不能反映正方形分布时的四方对称性特征,本文作者所发展的方法弥补了这方面的不足,并且所预报的有效刚度和柔度仍然保持了原MT方法所具有的自洽特性.最后通过与双周期有限元计算结果的对照验证了本文方法的精度.

关键词: 双周期 , Mori-Tanaka方法 , 有效模量 , 细观力学 , 复合材料

双周期涂层纤维增强复合材料反平面剪切问题

肖俊华 , 谢新亮 , 徐耀玲 , 持平

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.03.029

研究了双周期含涂层纤维增强复合材料在远场反平面载荷作用时的问题,利用Eshelby等效夹杂方法和Laurent级数展开技术,并结合双准周期Riemann边值问题理论,获得了其全场解析解,得到了应力场和有效模量表达式.与有限元结果的对照显示出本方法的效率和精度.考察了涂层参数对复合材料细观应力场和宏观有效性能的影响.当涂层刚度较大时,涂层内存在高的应力集中,且涂层刚度越大、涂层相对厚度越小,应力集中系数越大.纤维刚度对复合材料有效模量的影响也取决于涂层性能,非常软或非常硬的涂层都大大限制了纤维刚度对复合材料有效模量的贡献.

关键词: 双周期涂层纤维 , 反平面剪切 , Riemann边值问题 , 应力集中 , 有效模量

含非均匀界面相纤维增强复合材料热传导性能预测的递推公式

陈富利 , 持平

复合材料学报

研究了含非均匀界面相纤维增强复合材料的宏观等效传热性能.将热导率沿径向连续变化的界面相离散为多个热导率均匀的同心圆柱层,采用广义自洽法和复变函数理论,推导了复合材料宏观等效热导率的解析递推公式,并由递推公式给出了均匀界面相和理想零厚度界面的封闭公式.理想零厚度界面复合材料的热导率与已有理论结果一致.理想零厚度界面和非均匀界面相模型的计算结果与实验数据比较表明,当纤维体积分数较小时,2种模型的预测结果与实验数据吻合均较好,当体积分数较大时,与实验数据相比,非均匀界面相模型的精度大大高于理想零厚度界面模型的精度.本文中给出的递推公式亦可用于计算多涂层纤维增强复合材料的热导率.

关键词: 复合材料 , 非均匀界面相 , 广义自洽法 , 复变函数 , 热导率

双周期电磁弹性纤维增强复合材料的纵向剪切问题

谢新亮 , 肖俊华 , 持平

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.05.029

利用等效夹杂法并结合双(准)周期解析函数理论,为双周期电磁弹性圆截面纤维复合材料的纵向剪切问题发展了实用有效的解析方法,获得了全场的级数解,给出了应力、电位移和磁感应强度的显式结果.利用数值算例讨论了该类非均匀材料微结构对其电磁弹性性能的影响.本文方法为电磁弹性复合材料的性能分析和微结构设计提供了一个实用有效的计算工具.

关键词: 电磁弹性复合材料 , 等效夹杂法 , 双周期 , 细观力学

预报纤维增强复合材料有效热导率的随机微结构胞元模型

康博奇 , 严鹏 , 持平

复合材料学报

发展了能预报复合材料有效性质的随机微结构胞元模型以预测单向纤维增强复合材料横向热导率。研究了能反映宏观有效性质的模型最小化问题, 探讨了微结构影响宏观有效热传导性能的机制。结果表明: 通过对模型指定周期边界条件并且以多个合适的小规模模型计算的平均值取代大模型计算, 可大大改进收敛性并提高计算效率, 从10×10个到30×30个子胞的模型, 所得有效热导率计算结果的最大相对变化量仅为0.6%。不同纤维排列引起热流穿过热阻大的基体的路径长度改变, 造成有效热导率不同; 纤维热导率远大于基体热导率时, 纤维随机分布造成纤维偏聚, 部分纤维接触形成"热流通道", 使得有效热导率增大, 揭示了某一体积分数下有效热导率急剧增加是由"热流通道"贯通引起。与实验结果的比较说明了微结构随机性研究的必要性和本文工作的实用价值。

关键词: 纤维增强复合材料 , 有效热导率 , 随机微结构胞元模型 , 热流通道

江西金山金矿床控矿地质-地球化学因素分析

曾键年 , 范永香 , 林卫兵

黄金 doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2003.01.003

通过对区域及矿区地质-地球化学资料的综合分析,总结了金山金矿床控矿地质-地球化学因素.金山-西韧性剪切带和双桥山群上亚群及其中形成的金贫化-富集地球化学共轭异常是控制矿田的地质-地球化学因素.剪切带中次级非连续变形的晚期脆性形变构造、有利的围岩岩性和硅化及黄铁矿化蚀变是控制矿床及矿体的地质-地球化学因素.

关键词: 金矿床 , 地质-地球化学 , 控矿因素 , 江西金山

3,5-二甲基吡唑封闭型水性异氰酸酯固化剂的合成及应用

张汉青 , 胡中 , 陈卫东 , 庄振宇 , 朱柯 , 祝宝英 , 许飞

涂料工业 doi:10.3969/j.issn.0253-4312.2012.10.005

用异氰酸酯三聚体与二羟甲基丙酸(DMPA)先进行扩链反应,用3,5-二甲基吡唑(DMP)将剩余的异氰酸酯基封闭,然后用二甲基乙醇胺(DMEA)中和成盐,制得可水分散型封闭异氰酸酯固化剂(WBI),并讨论了封闭比例[n(-H)∶n(-NCO)]、DMPA用量、反应温度、反应时间对制备水分散型封闭异氰酸酯固化剂的影响.采用傅里叶变换红外光谱(FT -IR)和差示扫描量热法(DSC)对封闭固化剂的结构进行了表征及分析,结果表明得到了预定结构产物,并且制备的封闭型多异氰酸酯固化剂可在较低温度( 130~ 150℃)实现解封.用合成的封闭异氰酸酯与环氧改性丙烯酸树脂制备了水性玻璃烘烤涂料,并对涂膜性能作了初步探讨.

关键词: 3,5-二甲基吡唑 , 封闭多异氰酸酯 , 固化剂

原位反应喷射沉积7075铝合金的塑性变形机理

刘慧敏 , 呼努斯图 , 由国艳

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.09.014

采用原位反应喷射沉积法制备TiCP/7075铝基复合材料,进行热模拟变形实验.研究了TiCP/7075铝基复合材料塑性变形后的微观组织与应力-应变曲线的变化规律,探索其塑性变形机理.结果表明:应力随变形温度的增加而下降,当变形温度达到400℃后,发生动态再结晶现象;变形温度达到450℃后,变形过程中的强化与软化效应保持平衡.

关键词: 原位反应喷射沉积 , 7075铝合金 , 塑性变形

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