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复合材料的阻尼特性使其具有良好的减振降噪功能,被广泛应用于汽车工业、船舶制造等工业。近年来,针对复合材料可设计性强的特点开展了一系列优化设计工作,其中关于复合材料结构声学优化设计的研究工作已经形成了大量的研究成果。鉴于目前发表的文献中还没有针对复合材料结构声学优化设计问题的综述性文章,本文针对此问题充分查阅文献,进行了系统的分析,概述了该问题近年来的研究现状,并指出了需要注意的问题及其发展趋势。
新闻报道: 基于固相分形模型和格子Boltzmann方法,通过数值模拟手段研究非饱和硬化水泥浆的氯离子扩散性能.先应用固相分形模型来模拟硬化水泥浆的多孔结构,在此基础上采用格子Boltzmann方法模拟相应的氯离子扩散.在固相分形模型中,按照孔隙尺寸分布对硬化水泥浆多孔结构进行逐级饱和来实现饱和度的变化.对比当前数值模拟的结果与经典幂函数型饱和函数的预测结果,发现二者吻合较好,饱和系数的合理取值为4~5.在0.3%,0.5%,1.0%,2.0%预加拉伸应变破坏下,进行了2种配比、不同龄期的工程水泥基复合材料(ECC)的裂缝分布、干湿循环自愈合后力学性能的恢复及不同物相的纳米压痕测试.结果表明:ECC具有很多有利于裂缝自愈合行为的特性,其裂缝宽度大都在30μm以下,自愈合后,其终强度及拉伸应变能力均能达到甚至超过对比试件,裂缝自愈合产物的性模量约为34.8GPa,硬度约为1.6GPa,刚度约为0.1mN/nm.掌握混凝土导热系数与含湿量的定量关系是准确计算混凝土传热传质性能及建筑能耗的前提.通过试验分析了含湿量对3种常见混凝土导热系数的影响,并给出了两者之间的定量关系.研究结果表明:混凝土孔隙率越大,含湿量对其导热系数的影响越明显;在低含湿量范围内,混凝土导热系数随含湿量增加而增加的幅度较大,而在高含湿量范围内其增幅变小,且孔隙率和孔径越大时,此变化趋势越明显;获得了混凝土导热系数与质量含湿量的幂函数关系.对不同类型的连接件进行了试验研究,得到了破坏模式和破坏载荷,使用超声波损伤检测的方法,观察了孔边的挤压破坏情况。基于ABAQUS有限元软件,建立了有限元模型,分析了钉头形式(凸头、埋头),有无补偿垫片和连接形式对机械连接性能的影响。研究表明,使用凸头钉比埋头钉,能使破坏载荷能提高30%左右;使用补偿垫片能够提高连接件的承载能力;使用双钉连接较单钉连接,破坏载荷能提高一倍左右。
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新闻介绍
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编辑: 阐述了通过对碳纤维复合材料汽车前地板的研制,以金属白车身为设计依据确定了碳纤维复合材料前地板的结构。分析确定了材料及成型工艺,研究了预成型体制作,设计出了多点注射快速RTM模具,并成功制备了碳纤维增强热固性复合材料前地板。产品经过刚度及模态测试,其结果满足汽车整车厂提出的技术要求,而且减重效果明显,说明碳纤维复合材料作为主受力结构件在汽车上的应用是可行的。
为了解决丁苯共聚物/水泥复合胶凝材料凝结硬化慢的问题,将沸石作为调凝材料,讨论其对复合胶凝材料凝结时间和早期强度的影响,并从水化放热速率和水化产物的角度分析沸石调节凝结硬化的机理.结果表明:沸石能够加速丁苯共聚物/水泥复合胶凝材料的水化,通过促进C3A和C3S的水化,缩短复合胶凝材料的水化诱导期,提高加速期放热速率,促进AFt和Ca(OH)2的生成,从而加速复合胶凝材料的凝结硬化,缩短凝结时间,提高早期强度.
新闻报道:针对水泥混凝土路面裂缝,采用醋酸酯-共聚(VAE)液、快硬硫铝酸盐水泥及适量外加剂制备了聚合物水泥基灌浆材料(PCGM),并对其可灌性能、黏结性能、收缩性能及抗渗性能进行了研究.结果表明:掺加适量的VAE液改善了水泥基灌浆材料的可灌性,有效提高了材料的黏结性能及抗渗性能,较好地降低了材料的收缩率.利用扫描电镜对修补界面及试样内部结构进行了微观性能分析,并探讨了VAE液对水泥基灌浆材料的作用机理.以橡胶集料取代部分天然集料,配制了聚合物橡胶颗粒复合改性多孔混凝土罩面材料,并研究了其力学性能、应力应变关系、耐磨性能、抗冲击性能.结果表明:橡胶集料在聚合物改性多孔混凝土中对天然集料的取代存在一个取代量;在取代量下,聚合物改性多孔混凝土的抗折、抗压强度都有所提高;橡胶集料可降低聚合物改性多孔混凝土的性模量,增加其极限应变及其对能量的收能力,使其韧性得到进一步提高,耐磨性能和抗冲击性能也有明显改善.为了解决传统低合金高强度H型钢低温冲击韧性较低的问题,从成分设计入手,次尝试将硼加入到此类钢中,研究了硼对钢材显微组织和力学性能的影响.结果表明:虽然含硼钢的强度和塑性增加不大,但其冲击韧性却大幅提高,特别是低温冲击韧性尤为显著.加硼之后,Nb(C,N)变得细小且弥散分布,显微组织在一定程度上得到细化,而且材料的脆性断裂受到,从而使韧脆转变温度显著降低.
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叶根连接方式是复合材料风电叶片与风轮轮毂连接的的也是关键的部件,作用在叶片上的载荷均通过叶根连接传递到轮毂上去,不同连接方式对叶片的使用长度要求和承载能力影响至关重要。本文以风电叶片叶根连接方式为研究对象,针对目前市场中存在的三种叶根连接方式展开研究,分析三种连接方式各自在工艺性及结构性上的特点,以及使用范围上的适用性。
通过改变固化工艺制备了含孔隙的碳纤维复合材料试样,采用超声检测对试样进行了初步的孔隙检测与筛选,采用金相显微法对典型区域的孔隙率、孔隙分布和形貌特征进行统计。实验结果表明,固化压力不足和袋内真空不合适会引起复合材料内部孔隙的产生,且孔隙的分布存在必然性和随机性,孔隙形貌与孔隙率存在一定的联系。
测试了掺CaF2硫铝酸锶钙水泥的抗压强度.通过热分析、X射线衍射分析和扫描电子显微镜观察,研究了CaF2对硫铝酸锶钙水泥熟料矿物形成和水化过程的影响.结果表明,当CaF2掺量为0.2%(质量分数)时,硫铝酸锶钙水泥抗压强度,3,28d抗压强度分别达到65.0,86.2MPa.在水泥煅烧过程中,CaF2能加速CaCO3的分解及C1.50Sr2.50A3珔S矿物的形成.此外,CaF2可以加快硫铝酸锶钙水泥的水化速率并促使水化产物CAH10转化为C3AH6.
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玻璃钢复合材料烟囱重量轻且具有良好的耐腐蚀性,它与钢外筒一起组成一种内外结合的新型复合材料烟囱结构,但在颁布的《烟囱设计规范》中没有涉及,目前没有该种结构的设计标准。由于钢外筒与玻璃钢内筒刚度的差异,造成计算与设计的困难。而风载是烟囱等高耸结构的主要载荷之一,其响应是结构设计的主要依据。建立了钢-玻璃钢内外筒结构的精细有限元模型,应用模态叠加法,针对这种新型烟囱在顺风向脉动风作用下的响应进行了分析,得到了烟囱结构的随机振动响应,为这种新型复合材料烟囱结构的抗风设计提出了有效的方法。
通过常规三轴受压强度和变形特性试验,研究了围压以及PVA纤维掺量对PVA纤维增强水泥基复合材料(HPFRCC)受压性能的影响.结果表明:随着围压的增加,HPFRCC的轴向极限抗压强度以及峰值应变均显著提高;PVA纤维掺量对HPFRCC抗压强度的影响较小,在低围压受力状态下使用PVA纤维增强HPFRCC要比在高围压受力状态下更能发挥纤维的增强阻裂作用,而且PVA纤维掺量对应力-应变曲线下降段也有一定影响.根据试验数据建立了HPFRCC的轴向极限抗压强度、轴向峰值应变与围压之间的关系.
设计了单掺粉煤灰和复掺粉煤灰与矿渣微粉的3个系列自密实混凝土试件.通过快速碳化试验、水试验,研究单掺粉煤灰和复掺粉煤灰与矿渣微粉对自密实混凝土抗碳化性能的影响.结果表明:当粉煤灰单掺掺量大于40%(质量分数)后,随着粉煤灰掺量的增大,自密实混凝土抗碳化能力迅速下降;粉煤灰与矿渣微粉复掺可显著缓和大掺量粉煤灰自密实混凝土抗碳化性能的下降.矿物掺合料对自密实混凝土抗碳化性能的影响存在正负效应.
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针对风力机叶片结问题,提出了一种基于气热法原理设计的叶片除系统。先对气热除系统进行设计,并借助地面试验来分析气热加热系统的可行性,然后通过对已装机运行的风电机组进行现场改造的方式来对气热除系统的可靠性进行分析。试验结果表明所设计的气热除系统方案可行,对环境温度为-10~0℃范围的叶片除效果显著,试验运行稳固可靠无异常。
用低酸度磷酸盐(NH42)HPO4和K2HPO4制备了凝结时间可控、强度高的新型磷酸镁水泥(MPC).结果表明:由低酸度磷酸盐制备的MPC,在水料比和缓凝剂用量一定的情况下,随着n((NH4)2HPO4)/n(K2HPO4)的降低,其浆体的流动性增强,凝结时间延长;添加K2HPO4后,MPC的早期抗压强度略有降低,但其28d抗压强度高达70 MPa以上;MPC的水化产物为NH4MgPO4·6H2O和KMgPO4·6H2O.
对含层面碾压混凝土试块进行了不同加载速率下的双轴压和双轴拉压试验,系统研究了加载速率对碾压混凝土强度及变形特性的影响.结果表明:在层面处理良好的情形下,碾压混凝土的拉压强度随加载速率以及侧向压力的变化规律,与常态混凝土动态拉压试验及双轴试验的变化规律有一定的相似性.根据试验结果建立了针对不同应力状态下碾压混凝土的动态强度准则,为评价及地震等动荷载作用下碾压混凝土工程结构的响应提供了参考.
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