• 2015年第45卷第2期文章目次
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    • >综述
    • 大型运载火箭低温复合材料贮箱设计研究进展

      2015, 45(2).

      摘要 (1062) HTML (184) PDF 1.40 M (1035) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      不同于传统铝合金焊接装配贮箱设计,复合材料贮箱设计重点是在分析其全寿命周期载荷工况
      下复合材料基体微裂纹萌生和损伤扩展的基础上,通过有效的设计手段防止其所盛装的低温推进剂( LOX 、
      LH2)泄漏。本文分别对低温用树脂基复合材料及其性能、复合材料贮箱设计准则、贮箱主要部段的结构设计
      等方面进行了综述,并对复合材料贮箱发展前景进行了展望。

    • 全氟环丁基(PFCB)芳基醚聚合物的合成及其潜在应用

      2015, 45(2).

      摘要 (1062) HTML (165) PDF 975.98 K (760) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      简要论述了全氟环丁基(PFCB)芳基醚聚合物及其单体的合成方法与性能,并总结了PFCB 芳基
      醚聚合物在各个领域中的应用进展。

    • >计算材料学
    • 基于等效理论的蜂窝夹层板强度等效分析

      2015, 45(2).

      摘要 (1100) HTML (161) PDF 2.69 M (1058) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      通过采用三明治夹芯板等效方法计算,得到了等效物理参数,建立了三明治夹芯蜂窝板的有限元
      模型,完成了蜂窝夹层板模型的静力分析和随机振动分析,并对试验样机进行了静力与随机振动分析和试验验
      证。结果表明:基于三明治夹芯板等效理论建立的有限元模型能够准确反映蜂窝夹层板的静强度特性和结构
      动特性,静力应变值结果误差小于4%,振动固有频率结果误差小于5%,偏差较小,表明所建模型合理、准确。

    • 三维中空夹芯复合材料拉伸性能的有限元分析

      2015, 45(2).

      摘要 (1045) HTML (196) PDF 2.30 M (686) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      利用有限元软件Workbench,建立了三维中空夹芯复合材料结构模型,进行拉伸性能研究。利用
      该模型,探讨了材料在1 mm 拉伸位移载荷作用下纤维、树脂和复合材料的应力、应变分布。结果表明:三维中
      空夹芯复合材料在拉伸载荷作用下,“X冶形芯材交叉处应力最大,最容易发生拉伸破坏;上下面板应力最小,最
      不容易发生拉伸破坏;复合材料在承受拉伸载荷作用时,增强体纤维起主要承载作用,基体树脂起次要作用;当
      拉伸位移载荷达到1 mm 时,材料的破坏模式主要为树脂破裂。

    • 箭上复合材料气瓶绝热性能数值分析和试验研究

      2015, 45(2).

      摘要 (1185) HTML (155) PDF 2.41 M (643) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      为满足复合材料层使用温度不超过80益的安全要求,安装在运载火箭发动机舱段的复合材料气
      瓶需包覆一定厚度的绝热层。本文结合40 L 复合材料气瓶及绝热层的结构参数和材料物性参数,基于集总参
      数方法建立了考虑辐射、导热、自然对流的传热模型,分析了包覆绝热层后的瓶体绝热性能及绝热层厚度的影
      响,并开展了包覆5 和10 mm 厚度绝热层的复合材料气瓶绝热试验,数值模拟结果与绝热试验测量数据吻合
      良好。

    • >新材料新工艺
    • Cu、Li 含量对Mg、Ag、Zn 复合微合金化铝锂合金力学性能及微观组织的影响

      2015, 45(2).

      摘要 (1027) HTML (138) PDF 5.14 M (977) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      通过18 个不同Cu (3. 24% ~4. 16%)、Li (0. 94% ~1. 44%)含量的0. 4Mg+0. 4Ag+0. 4Zn 复合
      微合金化Al-Cu-Li 合金,研究总结了T8 时效处理时Cu 含量及Li 含量对铝锂合金强度和微观组织的影响,并
      采用合金中非固溶Cu、Li 原子总分数及Cu/ Li 原子分数比例阐明了强度及微观组织的影响规律及机理。结果
      表明:合金中时效强化相包括T1 相( Al2 CuLi)、兹忆相( Al2 Cu) 和啄忆相( Al3 Li)。Cu、Li 原子总分数及其比例增
      加,合金中时效强化相总量及T1 相比例大,合金强度较高。而Cu/ Li 原子分数比例较低,啄忆相比例增加,T1 相
      比例下降,合金强度降低。

    • PBO-C/ E 复合材料的界面及压力容器性能

      2015, 45(2).

      摘要 (1016) HTML (173) PDF 2.47 M (838) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      研究了PBO 纤维与T700 碳纤维混杂复合材料的界面性能和压力容器性能。采用层间剪切强度
      测试和吸水率测试研究了不同混杂比对混杂复合材料界面粘接性能和吸水性能的影响。研制了PBO 纤维与
      T700 碳纤维混杂复合材料囟150 mm 压力容器,对容器的水压爆破性能和轴压承载性能进行了测试。结果表
      明:混杂复合材料的层间剪切强度随着混杂比增大逐渐升高,当T700 碳纤维含量较低时,混杂复合材料界面粘
      接性能提高并不明显;混杂复合材料的吸水率介于PBO 纤维和T700 碳纤维复合材料之间,近似符合“混合定
      律冶,界面数对混杂复合材料吸水性影响较大;混杂复合材料囟150 mm 容器的PV/ W 随着混杂比增大逐渐降
      低,混杂工艺能够使PBO 纤维复合材料容器的轴压承载性能提高31%。

    • 碳纳米管在环氧树脂中的分散性

      2015, 45(2).

      摘要 (1022) HTML (137) PDF 2.34 M (746) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      通过调整工艺条件,制得不同分散性的碳管改性环氧树脂,分别采用静置观察法、黏度法、细度法
      对分散性进行宏观表征。结果表明:碳管的分散性越好,环氧树脂的黏度越大、细度越低、保存时间越长;三种
      方法均可以表征碳纳米管的分散均匀性;黏度法和细度法可以实现碳管分散性的快速评价,但均需找出具体的
      评价标准。通过建立刮板细度与碳管分散性的对应关系,可以快速表征碳管的分散性,简便易行。

    • T800/5228A 复合材料层间增韧改性

      2015, 45(2).

      摘要 (1065) HTML (189) PDF 4.76 M (590) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      针对T800/5228A 复合材料体系,采用改性聚芳醚酮(PAEK) 增韧膜进行层间韧化,设计T800/
      5228E 材料体系。冷场发射扫描电镜显示,T800/5228E 层间具有富5228A/ 富PAEK 双连续相结构。张开(玉)型与
      剪切(域)型韧性试验表明,相比于T800/522A,T800/5228E 的GIC与GIIC数值分别提高了68. 01%与30. 97%,破坏
      断面显示“钉铆冶效应,大量微裂纹以及富PAEK 相塑性变形可能主导了上述增韧效果,而张开(玉)型相比于剪切
      (域)型破坏模式更有利于提供富PAEK 组分塑性变形空间则可能是GIC改善效果更佳的缘由。

    • 硅氮烷环体的催化聚合及热解制备Si3 N4 材料

      2015, 45(2).

      摘要 (1084) HTML (145) PDF 1019.41 K (794) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      采用甲基氢二氯硅烷的氨解产物硅氮烷环体(MHSZ)为原料,以四丁基氟化铵为催化剂,制备了
      高分子量的硅氮烷聚合物(PHSZ),结合红外、核磁、凝胶色谱仪和热重分析了反应时间对合成的PHSZ 结构、
      组成、分子量和陶瓷产率的影响。考察了低温氨气,高温N2 气氛处理工艺对热解产物结构和组成的影响。结
      果表明,随着反应时间的延长,PHSZ 高聚物的分子量提高,热失重降低;采用该热解方式PHSZ 可转化为含碳
      量仅为0. 5wt%的Si3N4材料,热解样品在1 600益时完全结晶,晶相主要是琢- Si3N4。

    • 四酚基乙烷环氧树脂的固化性能

      2015, 45(2).

      摘要 (1364) HTML (234) PDF 906.05 K (847) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      研究了甲基四氢邻苯二甲酸酐(MeTHPA) 和4,4-二氨基二苯基砜(DDS) 两种固化剂对1,1,2,
      2,-四(对羟基苯基)乙烷四缩水甘油醚环氧树脂(TGE)固化反应及固化性能的影响。通过DSC 研究了树脂的
      固化行为,结果表明MeTHPA 体系与DDS 体系的固化反应活化能分别为65. 8 和68. 4 kJ/ mol;同时通过DMA、
      TGA 以及万能材料试验机等方法对树脂的热力学和力学性能等进行研究。MeTHPA 体系的Tg 为188益,初始
      热分解温度为219. 9益,拉伸强度为33 MPa,弯曲强度为48 MPa。而DDS 体系的Tg 为203益,初始分解温度为
      292. 3益,拉伸与弯曲强度分别为61 和93 MPa。

    • 致密化工艺对针刺无纬布C/ C 复合材料性能的影响

      2015, 45(2).

      摘要 (1151) HTML (199) PDF 1.57 M (700) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      比较了两种不同工艺制备的针刺无纬布C/ C 复合材料。研究表明,在沥青浸渍/ 碳化之前对针
      刺预制体进行CVI 预增密处理后,其C/ C 复合材料轴向拉伸强度提高了234%,层剪强度提高了126%;热扩
      散率明显升高,轴向线胀系数下降,表现出良好的综合性能。

    • 新型三维织物夹芯复合材料的制备及其力学性能

      2015, 45(2).

      摘要 (1169) HTML (185) PDF 1.84 M (1203) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      以玻璃纤维为原料,采用特殊的三维织造工艺,织制经向剖面为矩形的新型三维夹芯织物。以环
      氧树脂E-51、9055 型固化剂组成树脂基体体系,采用手糊成型工艺将上述机织物复合制成三维织物夹芯复合
      材料。对高度为10、20 及30 mm 的三维织物夹芯复合材料的力学性能进行研究,重点分析夹芯层高度对材料
      压缩与弯曲性能的影响。结果表明:随着夹芯层高度的增加,材料的压缩强度与模量逐渐下降,弯曲强度逐渐
      上升,弯曲模量逐渐下降,其中纬向弯曲强度明显大于经向。

    • 树脂含量对F-8H3/602 芳纶复合材料性能的影响

      2015, 45(2).

      摘要 (1029) HTML (169) PDF 5.43 M (692) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      探索研究了F-8H3/602 芳纶织物增强树脂基复合材料层合板不同树脂含量对其冲击韧性、层间
      剪切强度及弯曲性能的影响,并采用显微镜及扫描电镜对破坏试样形貌进行观察。结果表明芳纶复合材料的
      树脂含量对其冲击韧性、层间剪切强度及弯曲性能影响较为明显,树脂含量为46. 02wt% 的芳纶复合材料层合
      板的0毅冲击韧性为22 J/ cm2、0毅层间剪切强度为49. 1 MPa、0毅弯曲强度为506 MPa;在一定的树脂含量下,芳纶
      复合材料的0毅冲击韧性、层间剪切强度及弯曲性能较90毅的性能更优异;破坏试样的形貌表明纤维与树脂界面
      结合较为薄弱。

    • 质子辐照聚酰亚胺薄膜的力学性能退化机理

      2015, 45(2).

      摘要 (1185) HTML (193) PDF 2.80 M (597) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      利用自制的椎800 mm 空间综合辐照试验设备和X 射线光电子能谱等分析手段对质子辐照聚酰
      亚胺薄膜的力学性能退化及机理进行了研究。研究发现:薄膜的断裂伸长率和拉伸强度随质子辐照注量的增
      加而呈指数减小,弹性模量基本不变;质子辐照后聚酰亚胺薄膜仍具有较好的热稳定性,但其在紫外可见光波
      段透射率降低,透射光谱发生红移;分子键的断裂和交联是质子辐照聚酰亚胺薄膜力学性能降低的主要原因。

    • Ni-Co-P 化学镀工艺优化及性能研究

      2015, 45(2).

      摘要 (1130) HTML (177) PDF 1.13 M (734) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      以A3 钢为基底进行化学复合镀Ni-Co-P,采用正交试验法得到了一种Ni-Co-P 的最佳配方及
      工艺条件,并对镀层的形貌、硬度、厚度、结合力、耐蚀性等进行了检测和分析。实验得出了最佳配方及工艺条
      件:硫酸镍35. 0 g/ L,硫酸钴4. 0 g/ L,次亚磷酸钠30. 0 g/ L,柠檬酸三钠60. 0 g/ L,硼酸35. 0 g/ L,乳酸12. 0
      mL/ L,十二烷基苯磺酸钠0. 05 g/ L,硫脲2 mg/ L,pH 值为7. 0,温度90益,施镀时间2 h。在该条件下,镀层沉
      积速率较快,可达89. 83 g/ (m2·h),镀层具有较强的耐蚀性,硫酸铜点滴时间可达285 s;该镀层表面分布均
      匀,孔隙率分布较小,与基体结合力较好。

    • 62Sn36Pb2Ag 焊料和63Sn37Pb 焊料在硅光电池电极焊接中的对比

      2015, 45(2).

      摘要 (1064) HTML (178) PDF 1.49 M (726) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      分别使用62Sn36Pb2Ag 焊料和63Sn37Pb 共晶焊料焊接模拟式太阳敏感器硅光电池电极,通过
      力学试验和加速热循环试验,对比分析了两种焊料形成的焊点性能和显微组织结构。研究表明,由于Ag 元素
      的加入,与63Sn37Pb 焊料相比,62Sn36Pb2Ag 焊料焊点显微组织内部颗粒状的Ag3 Sn 有效起到了位错钉扎的
      作用,在强化焊点的同时,也提高了焊点抗热失配能力和抗蠕变性能。在经历力学试验和-105 ~ +105益循环
      试验后,62Sn36Pb2Ag 焊点裂纹扩展率远低于63Sn37Pb 焊点。在给定的试验条件和温度循环范围内,
      62Sn36Pb2Ag 焊料的抗热失配能力和高温抗蠕变性能较63Sn37Pb 焊料表现更加优异。

    • 复合材料异型构件成型技术

      2015, 45(2).

      摘要 (1148) HTML (177) PDF 3.82 M (734) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      以H-弯波导为典型构件,对复合材料异型构件成型进行了研究。选用138益低熔点合金作为芯
      模材料进行模具设计与芯模模压参数摸索,成型前应用DELMIA 对铺层过程进行了虚拟仿真,省去预装环节。
      结果表明:低熔点合金芯模较化学溶解芯模提高了脱模效率,使批量化生产成为可能,为此类异型构件的成型
      提供了技术保障。

    • M40/4211 复合材料层合板铣削加工试验

      2015, 45(2).

      摘要 (955) HTML (159) PDF 1.98 M (653) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      通过分析碳纤维复合材料的性能特点及对切削加工性能的影响,提出了铣削刀具材料和几何结
      构形式的选用原则,介绍了几种适于碳纤维复合材料铣削的加工刀具。针对碳纤维复合材料中常用的M40/
      4211 复合材料层合板进行加工缺陷试验和切削试验,总结出影响M40/4211 复合材料层合板加工质量的因素
      及规律,得到每种刀具加工M40/4211 复合材料层合板的最佳加工参数,较高的切削速度配合恰当的进给速度
      可以有效提高M40/4211 复合材料层合板的加工质量和加工效率。

    • >测试分析
    • TA15 钛合金棒材缺陷分析

      2015, 45(2).

      摘要 (1105) HTML (211) PDF 2.39 M (697) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      某TA15 钛合金棒料加工产品,在进行低倍检查时发现存在亮斑缺陷,对其亮斑区显微组织进行
      观察,确定了其异常区域;再用扫描电镜进一步分析确定该棒材异常区为富钛贫铝的化学成分偏析;显微硬度
      测试结果显示该棒材的偏析组织为非脆性偏析。实验结果表明,按照上述方法可以有效判定TA15 合金成分
      偏析及其类型;对性能满足标准要求的非脆性偏析,按标准切除偏析后可交货。

    • 考虑重力的风机叶片水平加载测试方法

      2015, 45(2).

      摘要 (1003) HTML (156) PDF 907.80 K (694) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      在风电叶片三维有限元参数模型中引入了重力产生的附加载荷,仿真计算了风电叶片水平加载
      方式的静载荷测试中附加载荷产生的水平方向的耦合位移,分析了耦合位移对测试过程中理论计算结果的影
      响;由于重力的叠加效应,测试中某些截面实际施加的等效载荷可能远超叶片设计的目标测试载荷,建议联合
      有限元分析,优化叶片安装角度和加载力方向的方法,降低叶片局部截面实际施加等效载荷的过载峰值。

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