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开孔位置对三维机织复合材料连接性能的影响

复合材料学报 2024年第9期 4888-4896页

作者：张一帆史志伟张茜刘燕峰张代军陈利天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津工业大学纺织科学与工程学院中国航发北京航空材料研究院先进复合材料国防科技重点实验室

为了揭示织物结构和开孔位置对三维机织复合材料开孔连接性能与失效机制的影响，设计并制备了3种不同结构的三维机织复合材料，对不同开孔位置连接结构的承载性能和损伤模式进行了研究。研究表明，端径比(E/D)对不同结构参数的复合材料... 详细信息

为了揭示织物结构和开孔位置对三维机织复合材料开孔连接性能与失效机制的影响，设计并制备了3种不同结构的三维机织复合材料，对不同开孔位置连接结构的承载性能和损伤模式进行了研究。研究表明，端径比(E/D)对不同结构参数的复合材料的影响存在差异，当E/D从3减小到2时，3种结构复合材料极限挤压强度分别下降5.3%、9.9%和5.9%;E/D从2减小到1时，极限挤压强度分别下降73.3%、68.9%和69.8%。E/D从3减小到1时，复合材料的损伤模式由挤压损伤转变为界面脱粘及试样端部纱线脱粘，结构中各纱线层的损伤演化呈现明显角度特征。

关键词：三维机织复合材料多轴向开孔位置力学性能失效机制

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CP800高强钢高速激光焊接接头组织与性能研究

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钢铁钒钛 2024年第3期45卷 182-187页

作者：姜彤王大锋邹升光曾浩林马冰陈东高中国兵器科学研究院宁波分院浙江宁波315103

为了进一步提高激光焊接速度,改善高速焊接过程中焊缝凹陷的问题,对CP800高强钢进行了12 m/min的高速激光焊接,研究了激光入射角对焊缝成形的影响。在最优焊接工艺参数下,对焊缝成形、焊缝质量、焊接接头组织、硬度及力学性能进行了研... 详细信息

为了进一步提高激光焊接速度,改善高速焊接过程中焊缝凹陷的问题,对CP800高强钢进行了12 m/min的高速激光焊接,研究了激光入射角对焊缝成形的影响。在最优焊接工艺参数下,对焊缝成形、焊缝质量、焊接接头组织、硬度及力学性能进行了研究。结果表明:当激光入射角度为+10°时,焊缝表面基本无飞溅,凹陷最小。此外在激光功率为12500 W,焊接速度为12 m/min,激光入射角为+10°的最佳焊接参数下,焊缝表面及内部质量较好,焊缝熔宽约为1.15 mm,热影响区宽度约为0.35 mm。焊缝组织中,主要存在的是板条状马氏体和针状铁素体以及极少量的粒状贝氏体。焊缝的显微硬度(HV)值在402.5~408.5。焊接接头抗拉强度能够达到母材抗拉强度的96%,焊接接头室温冲击功能够达到母材室温冲击功的87.5%。

关键词： CP800高强钢高速激光焊激光入射角显微组织力学性能

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垫絮类非织造布性能的探讨

纺织学报 1989年第5期10卷 26-28页

作者：姚明辉纺织工业部纺织科学研究院

垫絮类非织造布一般采用服装下脚等低级纺织原料制成,本文研究测试了该种布的导热和吸声性能以及其干、湿强力。找到了导热系数与试样平均温度的线性关系和试样对不同频率的噪声的吸声系数,指出利用废旧纤维制成的垫絮类非织造布用于汽... 详细信息

垫絮类非织造布一般采用服装下脚等低级纺织原料制成,本文研究测试了该种布的导热和吸声性能以及其干、湿强力。找到了导热系数与试样平均温度的线性关系和试样对不同频率的噪声的吸声系数,指出利用废旧纤维制成的垫絮类非织造布用于汽车、家具、制鞋等作为保温、吸声材料能变废为宝。

关键词：非织造布垫絮类工业用品性能

基于等效结构应力法的高强钢焊接结构低温主S-N曲线

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船舶力学 2024年第4期28卷 571-581页

作者：高杰鞠晓臣左照坤赵欣欣段梦兰中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所北京100055 中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102249

现有的疲劳S-N曲线已不再适用于北极的低温环境,为了评估北极海洋工程设备材料的低温疲劳寿命,有必要建立金属结构尤其是焊接结构的低温疲劳S-N曲线。本文基于等效结构应力法,计算出Q690高强钢管环焊缝的主S-N曲线,并通过共振疲劳试验... 详细信息

现有的疲劳S-N曲线已不再适用于北极的低温环境,为了评估北极海洋工程设备材料的低温疲劳寿命,有必要建立金属结构尤其是焊接结构的低温疲劳S-N曲线。本文基于等效结构应力法,计算出Q690高强钢管环焊缝的主S-N曲线,并通过共振疲劳试验对该方法进行了验证。在此基础上,结合大量的高强钢焊接结构试验结果,将温度敏感因子c引入到低温疲劳主S-N曲线的推导中,首次建立了基于低温金属焊接结构的主S-N曲线,并对文献中的疲劳S-N试验数据和ASME中的修正方法进行了对比和验证。结果表明,等效结构应力法能够较准确地计算出焊缝疲劳S-N曲线,推导出的金属焊接结构低温主S-N曲线与试验曲线吻合较好,能够满足低温地区工程要求,可为高强钢焊接结构在北极地区低温环境中的广泛应用提供理论指导。该方法可以为金属焊接结构的低温疲劳研究节省大量的成本,减少非标准试验操作造成的不必要的误差。这对北极海洋工程设备的设计、安全运行和疲劳评估具有重要意义。

关键词：等效结构应力法焊接结构低温主S-N曲线温度敏感系数

针刺/缝合多尺度联锁复合材料Ⅰ型层间力学行为

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纺织学报 2024年第8期45卷 173-182页

作者：陈小明吴凯杰郑宏伟张敬义苏星兆辛世纪郭东升陈利天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387 天津工业大学机械工程学院天津300387 航天材料及工艺研究所北京100080

为明晰缝合工艺对针刺结构复合材料Ⅰ型层间力学性能的影响,以石英机织布和石英纱线为原料,设计制备了针刺/缝合多尺度联锁织物及复合材料,采用Micro-CT对多尺度联锁织物结构进行表征,进一步研究了多尺度联锁复合材料Ⅰ型层间力学行为,... 详细信息

为明晰缝合工艺对针刺结构复合材料Ⅰ型层间力学性能的影响,以石英机织布和石英纱线为原料,设计制备了针刺/缝合多尺度联锁织物及复合材料,采用Micro-CT对多尺度联锁织物结构进行表征,进一步研究了多尺度联锁复合材料Ⅰ型层间力学行为,同时建立了Ⅰ型层间断裂行为有限元分析模型,阐明了多尺度联锁复合材料的层间强化机制。研究结果表明:相比针刺复合材料,多尺度联锁复合材料的层间载荷值最大提高46.61%,临界能量释放率最大提高55.55%;在缝合矩阵不变的情况下,单束缝合纱线从100 tex增大到200 tex,最大破坏载荷提高了12.91%,临界能量释放率提高了17.8%;随着缝合矩阵增大,总植入量从800 tex增大到1600 tex后,最大破坏载荷提高了22.8%,临界能量释放率提高了47.3%;此外,多尺度联锁复合材料有限元模型的Ⅰ型层间断裂模拟结果与实验结果相吻合,最大误差仅为3.1%,建立的有限元模型可较为准确地预测多尺度联锁复合材料Ⅰ型层间失效行为。

关键词：针刺织物复合材料缝合层间强度

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残余应力检测技术及其应用

机械工程材料 2024年第8期48卷 41-54页

作者：侯晓东黄照文高建波吴桂毅张瑞尧张书彦中国计量科学研究院力学与声学计量科学技术研究所北京100029 东莞材料基因高等理工研究院东莞523808 东莞理工学院材料科学与工程学院交叉科学研究中心东莞523808

随着我国工业水平的不断提升,残余应力问题日益受到重视。准确测试和控制残余应力可以实现改善材料性能、提升尺寸精度、延长寿命等目的,进而提升关键工程构件的安全性和可靠性。因此,残余应力检测技术在航空航天、核电、船舶等领域发... 详细信息

随着我国工业水平的不断提升,残余应力问题日益受到重视。准确测试和控制残余应力可以实现改善材料性能、提升尺寸精度、延长寿命等目的,进而提升关键工程构件的安全性和可靠性。因此,残余应力检测技术在航空航天、核电、船舶等领域发挥着重要作用,为工程构件力学性能研究和安全评估提供关键数据支持。总结了目前常用的残余应力检测技术的原理、适用范围、优缺点等,讨论了选择残余应力检测技术时需考虑的主要因素,指出了残余应力检测技术在科研和应用领域的发展趋势。

关键词：残余应力检测中子衍射轮廓法 X射线衍射同步辐射深孔法

缓冷条件对TLCP初生纤维分子链取向和力学性能的影响

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合成纤维工业 2024年第5期47卷 8-13页

作者：施永明朱金唐吴鹏飞崔华帅史贤宁张泽天崔宁中国纺织科学研究院有限公司生物源纤维制造技术国家重点实验室北京100025

采用熔融纺丝法在不同缓冷条件下制备热致液晶聚芳酯(TLCP)初生纤维,研究不同缓冷条件下TLCP初生纤维的分子链取向及结晶度,以及缓冷条件对纤维力学性能的影响。结果表明:缓冷条件的变化对TLCP初生纤维的结晶度几乎没有影响,但对于其分... 详细信息

采用熔融纺丝法在不同缓冷条件下制备热致液晶聚芳酯(TLCP)初生纤维,研究不同缓冷条件下TLCP初生纤维的分子链取向及结晶度,以及缓冷条件对纤维力学性能的影响。结果表明:缓冷条件的变化对TLCP初生纤维的结晶度几乎没有影响,但对于其分子链取向的影响较为显著;当缓冷温度固定在280℃、缓冷高度由80 mm降为40 mm时,TLCP初生纤维的取向因子(f)由0.945增加至0.964,当缓冷高度固定为80 mm、缓冷温度由280℃变为无缓冷时,纤维的f由0.945提高至0.970;TLCP初生纤维的断裂强度随着缓冷温度的降低而增大,随着缓冷高度的增加而降低;当缓冷高度固定为80 mm、缓冷温度由280℃变为无缓冷时,TLCP初生纤维断裂强度由5.9 cN/dtex增加至8.7 cN/dtex,当缓冷温度固定为280℃、缓冷高度由40 mm增至80 mm时,纤维断裂强度由7.3 cN/dtex下降至5.9 cN/dtex。

关键词：热致性液晶聚芳酯纤维初生纤维缓冷条件分子链取向力学性能

聚乙烯醇基凝胶聚合物电解质的制备及在锌离子混合电容器中的应用

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高分子材料科学与工程 2024年第2期40卷 157-163页

作者：左丹英王静静杨赫许静张宏伟武汉纺织大学材料科学与工程学院湖北武汉430200 武汉纺织大学工业雷管智能装配湖北省工程研究中心湖北武汉430073

锌离子混合电容器(ZIHC)兼有电池高能量密度和电容器高功率密度的特点,是下一代能源存储设备的有力竞争者,但电池型阴极-电容型阳极ZIHC的研究中使用的多为电解质溶液,容易泄漏而导致安全风险。针对这一问题,文中以纤维素、羟乙基纤维... 详细信息

锌离子混合电容器(ZIHC)兼有电池高能量密度和电容器高功率密度的特点,是下一代能源存储设备的有力竞争者,但电池型阴极-电容型阳极ZIHC的研究中使用的多为电解质溶液,容易泄漏而导致安全风险。针对这一问题,文中以纤维素、羟乙基纤维素和聚乙烯醇为原料,通过冷冻-解冻和电解液吸收的方法,快速制备了具有蜂巢状的三维网络形貌的凝胶聚合物电解质(GPE)。优化的GPE不仅具有良好力学性能(拉伸强度0.24 MPa、断裂伸长率289%),而且表现出较高的离子电导率(58.5 mS/cm)。使用GPE、二氧化锰阴极和活性炭阳极组成的ZIHC,其比电容和能量密度分别为31.5 F/g和15.0 Wh/kg,2 A/g充放电循环1.5×104次后比电容保持率约80%,展示出GPE在ZIHC领域中潜在的应用价值。原料环保和方便快捷的制备方法为能量存储和柔性可穿戴电子领域应用的GPE研究提供了新的思路。

关键词：聚乙烯醇凝胶聚合物电解质锌离子混合电容器

不同秸秆增强环氧树脂复合材料的力学性能研究

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材料科学与工艺 2024年第1期32卷 62-70页

作者：李文超姜亚明齐业雄赵颖天津工业大学纺织科学与工程学院天津300000

秸秆具有生物降解、绿色环保等特性,且来源丰富,在绿色纺织复合材料领域受到广泛关注。本文采用真空辅助法制备了长芦苇秆、麦秆、高粱秆、稻草秆增强环氧树脂复合材料,研究了芦苇秸秆在整体和劈裂状态下复合材料的力学性能,并比较了在... 详细信息

秸秆具有生物降解、绿色环保等特性,且来源丰富,在绿色纺织复合材料领域受到广泛关注。本文采用真空辅助法制备了长芦苇秆、麦秆、高粱秆、稻草秆增强环氧树脂复合材料,研究了芦苇秸秆在整体和劈裂状态下复合材料的力学性能,并比较了在劈裂状态下芦苇秸秆和其他3种秸秆增强复合材料的力学性能及形态特征,分析了4种秸秆的红外光谱、表面润湿性、表面元素及微观结构。结果表明:4种秸秆均有相似的振动吸收峰位置,且它们表面微观结构差异较大,但其相同之处是表面均有硅元素、氧元素以及碳元素。同时4种秸秆都具有疏水性,芦苇秆、高粱秆、麦秆和稻草秆与水的接触角依次降低。在力学性能上,由于纤维素纤维在秸秆内合理有效分布使其出现结构物效应,秸秆增强复合材料的弯曲性能较拉伸性能具有明显的优势,同时芦苇秆劈材增强环氧树脂复合材料的拉伸强度和弯曲强度比芦苇秆复合材料高165.07%、55.72%。在4种秸秆劈材复合材料中,芦苇秆劈材复合材料的拉伸、弯曲性能最好,其次是稻草杆、高粱杆、麦秆复合材料。秸秆增强复合材料的开发有利于提高秸秆资源利用率,为复合材料的开发利用提供了新路径。

关键词：秸秆芦苇复合材料微观结构力学性能

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