关键词： 复合材料   功能梯度   理论模型   夹芯结构   位移和应力  

摘要： 已有研究表明，通过使用沿厚度方向X型分布碳纳米管（CNTs）增强表面层可有效提高复合材料夹芯结构抗屈曲能力。然而，采用如此构型将导致表面层刚度沿厚度方向突变，同时将使位移和应力发生骤变。因此，需要研究CNTs沿厚度方向分布构型对夹芯结构位移和应力的影响，目前鲜有高阶模型能准确分析此类问题。因此，通过使用新型局部位移函数，本文构建了高性能功能梯度复合材料理论模型。基于此模型，给出了功能梯度复合材料夹芯梁弯曲的解析解，通过分析典型夹芯结构弯曲问题，并与三维有限元解对比验证了发展模型的性能。随后研究了CNTs沿厚度方向分布构型对夹芯结构位移和应力的影响。数值分析结果表明，发展的高性能理论模型能准确预测碳纳米管增强复合材料夹芯结构位移和应力突变现象。

关键词： 半导体激光   楔状缺损   牙齿敏感  

摘要： 目的 探究半导体激光联合Dyract复合材料填充在敏感型牙齿楔状缺损修复中的效果。方法 选取2019年6月至2022年6月于江苏省常州市武进中医院口腔科接受治疗的敏感型牙齿楔状缺损患者90例,采用随机数字表法将其分为试验组和对照组,各45例。对照组采用铒钇铝石榴石激光联合Dyract复合材料填充治疗。试验组采用半导体激光联合Dyract复合材料填充治疗。比较两组治疗1年后修复体固位满意情况,治疗前后牙周组织应力;比较治疗前及治疗后即刻、4周、12周冷气刺激情况[视觉模拟评分法(VAS)];比较两组治疗后不良反应总发生率、修复体边缘密合性。结果 试验组修复体固位满意例数占比高于对照组(P<0.05),两组色泽协调性、表面形态满意情况比较,差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后,两组30°、60°、90°方向上牙周组织应力均小于治疗前(P<0.05)。两组治疗后30°、60°、90°方向上牙周组织应力比较,差异无统计学意义(P>0.05)。两组治疗后即刻、4周、12周VAS评分均低于治疗前(P<0.05);治疗后即刻、4周、12周试验组VAS评分低于对照组(P<0.05)。两组不良反应总发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。试验组修复体边缘密合性优于对照组(P<0.05)。结论 半导体激光联合Dyract复合材料填充在敏感型牙齿楔状缺损修复中可提高修复体边缘密合性、修复体固位率,改善冷气刺激情况。

关键词： 纳米TiB_(2)/7075铝基复合材料   超声滚压   有限元仿真   残余应力   表面形貌  

摘要： 超声滚压数值仿真研究亟待丰富和深入开展。采用温度-应变率相关Johnson-Cook本构模型描述纳米TiB_(2)/7075铝基复合材料塑性变形行为,通过Gleeble热压缩模拟实验结合最小二乘拟合标定相关本构参数。利用有限元软件ABAQUS构建3D全六面体渐变网格模型,通过6个步骤对复合材料超声滚压强化过程进行了数值仿真研究。结果表明,残余应力分布的仿真结果与实测结果存在明显差异,但网格失效形式较好地反映了表层材料的开裂和分层,从模拟角度验证了往复超声滚压过程中过度塑性变形导致材料表面损伤的现象。该结果对金属基复合材料超声滚压工艺的探索和相关数值仿真研究的深入开展具有重要指导意义。

关键词： 铝基复合材料   碳纤维   制备工艺   合金化  

摘要： 碳纤维铝基复合材料具有优异的抗拉性能、耐磨性和抗疲劳性能等特点,广泛应用于飞行器、军工用品、汽车等领域。针对目前碳纤维铝基复合材料制备成形困难和界面结合性能差等问题,本文论述了近年来国内外各种碳纤维铝基复合材料制备工艺,分析了各种制备工艺的特点,总结了基体合金化对界面反应和润湿性的影响。同时,对碳纤维铝基复合材料的未来发展进行了展望。

关键词： 功能高分子   碳纳米管   复合材料   应用  

摘要： 随着国民经济和社会生产力的迅速发展,功能性聚合物/碳纳米管(CNTs)复合材料将成为未来化学品开发与研究的重点。随着各种技术的不断发展,聚合物材料的应用发展不仅仅局限于某个领域,而是已经广泛应用于各个行业。针对当前聚合物/碳纳米管复合体系在综合应用方面存在的不足,本项目拟在充分认识其各自优势与限制的基础上,对其进行深入研究,分析当前功能高分子/碳纳米管复合材料的应用及其发展趋势,对其进行深入研究。

关键词： Si/Al复合材料   压力渗流法   热压处理  

摘要： 采用压力渗流法制备了Si体积分数为62.1%~75.6%的Si/Al复合材料,研究了Si含量、Si粉粒径和热压处理对复合材料组织和性能的影响。结果表明,制备的Si/Al复合材料的相组成为Si相和α-Al相,其热导率和热膨胀系数均随着Si的体积分数增加或Si的粒径减小而降低,热导率最高可达136 W/(m·K),热膨胀系数最低为7.75×10^(-6)K^(-1);600℃热压处理后复合材料初生Si尖角明显钝化,热导率从119 W/(m·K)提高到125 W/(m·K),热膨胀系数从8.28×10^(-6)K^(-1)提高到8.73×10^(-6)K^(-1)。

关键词： 聚芳醚酮   热塑性复合材料   低速冲击   热压修复   压缩性能  

摘要： 针对国产T300级碳纤维增强高性能聚芳醚酮树脂预浸料(SCF35/PAEK-L)制备的热塑性复合材料,采用热压工艺修复不同冲击能量作用下产生的冲击损伤,以压缩强度评价复合材料冲击损伤修复的效果,并利用Micro-CT研究复合材料修复前、后的微观形貌。结果显示:复合材料的冲击损伤修复效果受到热压修复工艺的影响,随着修复温度的提高复合材料的压缩强度呈现先增加后降低的趋势,较低的修复温度及较高的修复压力与较高的修复温度及较低的修复压力能够得到相近的压缩强度;同时,复合材料的修复效果与冲击损伤程度具有相关性,随着冲击损伤程度的提高,复合材料修复后的压缩强度逐渐降低,标准能量冲击的复合材料修复后,其修复后压缩强度恢复到无损伤状态压缩强度的~70%,为~417MPa,复合材料出现穿透损伤后,其修复后压缩强度恢复到56%,为~334 MPa。

关键词： 木质素   高密度聚乙烯   Fenton氧化   超声波  

摘要： 用超声波协同Fenton氧化的方法对木质素进行改性处理,并制备了高密度聚乙烯/木质素复合材料(HDPE/Lig),分析了改性前后木质素的官能团和分子量变化,并探讨了改性前后木质素含量对复合材料的力学性能、微观结构和流变性能的影响。结果表明:经超声波-Fenton氧化改性后,木质素数均分子量(Mn)从15034 g/mol下降至6375 g/mol,甲氧基减少,酚羟基及羧基增加。HDPE/Lig的拉伸强度、冲击强度随木质素含量增加呈现先升高后降低的趋势。改性后,木质素的最佳填充量由10%提高至20%。改性后木质素的分散性和相容性得到提高,材料的微相分离程度降低,物理强制增容效果更好。原木质素导致HDPE黏度增大,木质素经过超声波-Fenton氧化后,可以降低复合材料的黏度、储能模量和损耗模量。

关键词： 复合材料   超声导波   卷积神经网络   弱粘接缺陷   反演成像  

摘要： 为实现复合材料胶接结构界面粘接质量的检测,本文提出了一种基于导波检测技术和Y-Net卷积神经网络的界面弱粘接缺陷反演成像方法。计算了超声导波在复合材料胶接结构中传播的相速度频散曲线和波结构,指出了适于实际检测的导波激励频率和激发模态;创建了基于有限元仿真的数据集,将缺陷导波检测数据及概率损伤成像(RAPID)结果作为输入,真实胶接质量结果作为标签数据,对Y-Net进行了搭建、训练、验证和泛化能力测试,并应用结构相似指数(SSIM)和峰值信噪比(PSNR)定量评估了Y-Net的反演能力;搭建了实验系统,开展了复合材料胶接板检测实验。结果表明,本文所提方法可以弱粘接缺陷反演成像方式实现胶接质量检测,成像结果可准确且高质量地表征弱粘接缺陷的位置、形状、大小和弱粘接程度等多个特性。

关键词： 复合材料   结构修理   分析理论   优化设计  

摘要： 通过建立一种新的含弱粘接复合材料层合板壳结构的高精度半解析模型及复合材料层合板挖补修理的三维精细分析模型,揭示修理区域应力分布规律,实现修理结构强度的快速自动分析。构建复合材料结构修理分析与设计理论框架,突破复合材料结构修理方案多目标优化设计问题,开发修理方案的快速参数化建模技术,实现修理方案的快速优化设计,并将相关技术应用到生产实践,提高生产效率,降低维护成本。