关键词： 电池包   玻璃纤维   钢板   轻量化   复合材料  

摘要： 为减轻车身重量，对金属电池包上盖进行玻璃纤维复合材料轻量化设计。采用黑阻燃玻璃纤维方格布预浸料和DP590钢板一体模压成型工艺，通过试验及微观分析优选酸碱清洗、喷砂、电泳涂层处理为钢板改性最优方案。对于总厚度为1.5 mm的玻璃纤维-钢板增强复合材料设计9组正交试验，采用仿真分析与试验测试，分别对9组不同的玻璃纤维-钢板增强复合材料进行弯曲、拉伸仿真分析和测试试验，得到了复合材料力学性能，两种方法的最大相对偏差为1.49%，仿真结果可靠。对正交试验结果极差分析，确定了使结合强度达到最佳时的工艺参数组合，即模具温度为150 ℃，模压压力为12 MPa，钢板厚度为0.8 mm，钢板复材结构为1+1。试验样件的剥离强度、吸水性、阻燃、热变形温度、耐电压均满足设计要求，减重效果39.4%，满足轻量化要求。

关键词： 单向玻纤增强热塑性树脂基复合材料   Nakajima试验   成型极限曲线(FLC)   试样改型   失效模式  

摘要： 本研究探讨了单向玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料的成型极限，旨在为玻纤增强树脂基复合材料层板的工艺设计和失效行为预测提供参考。首先，采用连续玻璃纤维增强聚酰胺6单向带，按照[0°/90°]4的铺层方式，通过热模压制备厚度为1.80mm的GFRP层板；其次，基于Nakajima成型极限试验，对比了钟型试样与改型缺口试样的失效形式；最后，确定了适用于GFRP层板成型极限研究的试样，并通过构建成型极限曲线表征了其成型性能。试验结果表明：随着试样宽度的增加，受力状态和变形模式由单轴拉伸向双轴拉伸转变；试样表现出三种典型的失效模式，包括纤维拉伸断裂、纤维拔出断裂以及弯曲剪切耦合断裂模式；试样呈现脆性断裂特征，且在断裂前不出现颈缩现象，需通过散点分布构建成型极限曲线；与传统钟型试样相比，缺口试样更适用于纤维增强复合材料的成型极限试验研究。

关键词： 柔性吊带   风电叶片   夹芯结构   吊装试验   有限元模拟  

摘要： 为获得风电叶片蒙皮在柔性吊装工况中的力学响应，避免夹芯蒙皮因吊装应力集中受损，开展足尺风电叶片单点柔性吊装测试，研究吊装过程中的位移变化和应变分布规律，获得吊装失效模式。基于试验结果对比分析节点约束加载和柔性吊带加载两种有限元模型的准确性，进一步开展参数分析，研究影响柔性吊装的关键因素。结果表明，单点柔性吊装失效区域为吊点附近，与实际吊装工况失效模式一致；节点约束加载和柔性吊带加载均能较为准确地预测整体位移分布，但节点约束加载时蒙皮应变分布与试验差异较大，而柔性吊带加载的结果更为准确；参数分析结果表明，接触应力随接触面积的增加而显著减小，增加吊带宽度、弹性模量和界面粗糙度，能够有效降低接触界面应力集中程度，而吊点高度对于吊装应变和接触应力影响不显著。

关键词： 工程用水泥基复合材料   水胶比   粉煤灰掺量   抗拉性能   抗弯性能  

摘要： 为了研究工程用水泥基复合材料(ECC)的抗拉性能及抗弯性能，开展了9组ECC的抗拉试验、抗弯试验，探讨了水胶比、粉煤灰掺量对ECC力学性能的定量影响规律，分析抗拉强度、极限拉应变、弹性模量、抗弯强度、弯曲韧性等参数的变化规律，并进行综合性能评估。结果表明：随着水胶比的增大，ECC的初裂抗拉强度和极限抗拉强度均呈现下降趋势，当水胶比大于0.35时，极限抗拉强度随粉煤灰掺量的增大逐渐减小；E5、E8试件极限拉应变超过4.5%，极限拉应变的变化规律与试件开裂模式相关性强。随着水胶比的增大，ECC的初裂抗弯强度和极限抗弯强度减小，极限挠度显著增大，涨幅最大可达229%；粉煤灰掺量取60%时，试件初始弯曲韧度比较高，峰前增韧效果较好，水胶比取0.35时，残余弯曲韧度比略高，峰后韧性较好。9组试件均满足多裂缝开裂机制的应力准则。基于雷达图评估，推荐E5(m水泥: m粉煤灰: m水: m石英砂= 0.40 : 0.60 : 0.35 : 0.36，PVA纤维体积分数2%)为综合性能表现优异的组别。

关键词： 复合材料   碳纤维   摩擦系数  

摘要： 在复合材料缠绕成型过程中，纤维/芯模之间的摩擦滑移行为会导致发生滑线。纤维稳定缠绕的条件为设计线型的最大滑线系数小于等于纤维与芯模之间的摩擦系数，因此碳纤维与芯模之间的摩擦系数是线型设计中的重要依据。本文基于平面摩擦原理，通过滑块法，对纤维与芯模材料之间的摩擦系数进行了实验表征，并得到了压力、速率、粗糙度、树脂黏度、接触材料、纤维与运动方向所成的角度以及纤维种类对摩擦系数的影响规律。实验结果表明，压力增大、速度减小、表面粗糙度降低均会使得摩擦系数减小，黏度改变和纤维方向对摩擦系数有双重影响，会随压力与速率的改变而展现出不同的影响，而不同接触材料和纤维种类则由于表面情况的不同，有着不同的摩擦系数。

关键词： 锂离子电池   硅碳负极材料   壳聚糖   石墨掺杂  

摘要： 硅负极材料因具有较高的理论容量(Li22Si5合金相对应4 200 mAh/g)、较低的工作电压(0.2～0.3V vs Li/Li+)和地球上丰富的原材料储备,成为代替石墨负极的理想材料之一.但是,低电导率及在循环过程中发生剧烈体积膨胀导致电极失效问题限制了硅负极材料的进一步发展.因此,本工作通过物理法利用壳聚糖和石墨对纳米硅实现碳包覆和复合,制备壳聚糖/石墨@纳米硅复合材料(C/G@Si复合材料),对C/G@Si复合材料的结构、形貌和电化学性能进行研究.结果表明:随着石墨添加量的提高,C/G@Si复合材料的可逆比容量略微下降,循环性能和导电性能显著提高.当添加50％(质量分数)石墨时,在100 mA/g的电流密度下,C/G@Si复合材料的首次放电比容量为1 136.1 mAh/g,循环充放电100次后剩余容量保持在658.5 mAh/g,展示出优异的电化学性能,对进一步推广硅碳负极材料具有一定的参考价值.

关键词： 复合材料层压板   渐进损伤   有限元分析   应力集中系数   拉伸强度  

摘要： 针对含开孔纤维增强复合材料层压板准静态拉伸强度预测以及渐进损伤分析问题，构建了一种渐进失效数值分析模型。模型聚焦劈裂造成的应力集中缓解效应，结合有限元分析软件ABAQUS，在裂纹尖端引入了两列沿纤维方向分布的零厚度内聚力单元模拟劈裂，并沿纤维方向划分网格，有效降低了网格依赖性。应用该模型量化应力集中区的应力缓解效应，对各种开孔层压板的拉伸强度进行预测以及探究开孔层压板的渐进损伤过程，并与试验数据进行对比验证。结果表明，考虑应力集中区应力缓解效应的三维渐进损伤模型在计算开孔层压板应力集中系数(SCF)上较其他有限元模型具有更好的精度，并且在强度预测和渐进损伤模拟方面具有合理的可靠性和准确性。

关键词： 晶态红磷纳米带   MOF   溶剂热法   光催化   四环素  

摘要： 晶态红磷纳米带(cRP NRs)是一种具有条带状结构的新型材料，其结构赋予了晶态红磷纳米带独特的物理和化学性质，使其在光催化领域具有广泛的应用前景。然而cRP NRs因其光生电子空穴复合较快和自由基产生种类单一等问题影响了其在光催化中的应用。为了提高cRP NRs的光催化降解效率，通过结合铁基MOF材料MIL-101-NH2具有高比表面积和孔隙率的优点，利用构造异质结的方法来对材料进行改性。本文采用溶剂热法成功将cRP NRs与MIL-101-NH2铁基金属有机框架材料复合。随后，对复合材料进行了SEM、TEM等表征，并通过元素分布扫描和XRD特征峰等分析，证实了cRP NRs与MIL-101-NH2材料的成功复合。在光催化降解四环素的对比实验中，cRP NRs/MIL-101-NH2表现出优异的降解效率，在光照90 min后降解了约80%。接着深入进行了XPS元素能谱分析、禁带宽度测量、Mott-Schottky曲线测定以及自由基捕获实验，确定了cRP NRs/MIL-101-NH2形成了Z型异质结。

关键词： 正交实验法   基体合金化   摩擦因数   磨损量   磨损表面  

摘要： 【目的】本研究旨在开发高性能铜基复合材料，以满足高速列车提升运行速度后的制动系统要求。【方法】采用正交实验法，系统研究以不同比例Cu-Ni-Si-Cr合金为基体的铜基复合材料，研究合金中Ni、Cr、Si的合金元素比例对铜基复合材料的力学性能和摩擦学性能的影响。【结果】以Cu-7Ni-1.75Si-0.75Cr为基体的铜基复合材料的硬度和强度最高，分别为49.90 HBW和171.98 MPa。通过对摩擦因数和磨损量正交实验结果分析，以Cu-7Ni-1.75Si-0.75Cr为基体的铜基复合材料综合性能最佳。其在25～650℃条件下，随着温度的提高，摩擦因数先增加后减小，磨损量不断增加，在450℃下，铜基复合材料的摩擦因数最高。磨损机理由磨粒磨损向氧化磨损和磨粒磨损转变。【结论】通过正交实验法对铜基体合金化，对有效提升闸瓦用铜基复合材料在高温下的摩擦因数和耐磨性具有重要意义。