【摘 要】
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感应加热技术是实现碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)低能耗高效固化成型的有效方法,提高CFRP感应加热温度场均匀性是保证成型质量的关键,而线圈中心区域温度场均匀性是保证材料整体温度均匀性的关键.根据电磁加热原理建立了 CFRP有限元多场耦合的分析模型,通过对模拟计算和实验过程的温度场升温及分布情况的对比分析,证明了本仿真可以准确模拟CFRP感应加热温度场分布.根据图像的熵值理论将温度场均匀性通过熵值大小进行表示,实现了 CFRP感应加热温度场均匀性的量化分析,并通过有限元模型计算研究了线圈直径及线圈与材料
【机 构】
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哈尔滨理工大学 机械动力工程学院,哈尔滨150080;哈尔滨理工大学 自动化学院,哈尔滨150080
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感应加热技术是实现碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)低能耗高效固化成型的有效方法,提高CFRP感应加热温度场均匀性是保证成型质量的关键,而线圈中心区域温度场均匀性是保证材料整体温度均匀性的关键.根据电磁加热原理建立了 CFRP有限元多场耦合的分析模型,通过对模拟计算和实验过程的温度场升温及分布情况的对比分析,证明了本仿真可以准确模拟CFRP感应加热温度场分布.根据图像的熵值理论将温度场均匀性通过熵值大小进行表示,实现了 CFRP感应加热温度场均匀性的量化分析,并通过有限元模型计算研究了线圈直径及线圈与材料间距对线圈中心区域温度场均匀性的影响,得到了中心区域温度场均匀性与线圈直径及材料间距之间的关系曲线,为组合式线圈均匀加热CFRP提供了线圈直径及材料间距大小选择的理论依据.
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碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)@玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRP)混杂复合材料杆体发挥碳纤维的高力学、疲劳性能与玻璃纤维的低成本、高变形能力等优势,在桥梁与海洋工程中具有巨大应用潜力,如跨海大桥斜拉索.针对CFRP@GFRP混杂复合材料杆体在服役环境下长期性能演化,本文采用加速试验方法研究蒸馏水环境下CFRP@GFRP混杂复合材料杆体的水吸收及界面剪切性能长期演化规律.研究结果表明:混杂复合材料杆体皮、芯层及杆体吸水行为符合Fick定律,GFRP皮层扩散系数最大,CFRP芯层次之,混杂复合材料杆体由
采用碱刻蚀/离子交换的方法对碳纤维增强热固性聚酰亚胺基复合材料进行了表面自金属化,制备了表面覆银导电聚酰亚胺复合材料.表征了聚酰亚胺复合材料表面酰亚胺五元环开环程度随碱液刻蚀条件的变化,研究了碱液刻蚀、酸洗、离子源和离子交换时间对复合材料表面导电性和力学性能的影响.当碱液刻蚀5h、离子交换9h时,热固性聚酰亚胺复合材料表面方块电阻可达0.26Ω·sq-1,且基本力学性能得到保持.
研究以毛竹为原料,首先通过不同程度的脱木素处理制备成块状的定向竹纤维素纤维,然后进行酚醛树脂浸渍,最后高温热压成定向重组竹纤维素纤维/酚醛树脂复合材料(DBSP).SEM、FTIR、XRD等检测显示随着脱木素时间的增加,木素含量逐渐降低,纤维素结晶度逐渐增加,竹材细胞壁变薄,并逐步被分离成微米级的定向竹材纤维素纤维.同时,研究指出随着脱木素处理时间的增加,DBSP的力学性能被显著提高,吸水率、尺寸稳定性均得到明显的改善.其中,脱木素处理6h后的竹纤维素纤维制备的DBSP表现出优异的综合性能,其拉伸强度和静
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石墨烯/有机聚合物复合涂层材料较纯聚合物材料具有更优越的阻隔性能,然而由于石墨烯之间高表面能和分子间作用力,使石墨烯在防腐等领域的应用潜力无法充分发挥.本文首先以传统自由基共聚方法合成一种含氟丙烯酸酯共聚物,并采用丙炔胺对氧化石墨烯改性合成炔基化氧化石墨烯,然后利用含氟丙烯酸酯共聚物末端氰基通过点击化学反应以共价键形式接枝在炔基化氧化石墨烯表面.疏水性分析表明,含氟共聚物功能化石墨烯的水接触角达到153°,将制备的功能化石墨烯涂敷于钢板基体时,水接触角提高到171.3°.扫描电镜显示,在炔基化石墨烯表面生
分析了化学气相渗透(CVI)工艺制备的陶瓷基复合材料的氧化损伤演化规律,基于基体的微裂纹分布规律及界面、纤维、基体等组分氧化历程,建立了考虑温度、氧化时间影响的纤维和单胞两个尺度的弹性模量预测模型.预测结果表明,碳纤维(Cf)/SiC和SiC纤维(SiCf)/SiC复合材料的拉伸弹性模量随氧化温度升高和氧化时间的增长,下降趋势越明显.通过复合材料高温氧化后的力学性能试验,验证了弹性性能预测模型的正确性:BN界面的SiCf/SiC材料在1000℃不同时间氧化后预测结果与试验结果误差不超过2％;PyC界面的C
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