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纳米ZnO树脂薄膜提升CFRP层合板层间断裂性能研究 被引量:1
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作者 杜徐玮 牛雪娟 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期74-81,共8页
碳纤维/聚合物基复合材料(CFRP)层合板法向刚度远低于面内刚度,当受到面外载荷作用时,极易发生损伤失稳。为了对厚度方向进行增韧,研究了改性纳米ZnO增韧薄膜对CFRP层合板力学性能的影响。首先使用偶联剂对纳米ZnO进行改性,得到改性后... 碳纤维/聚合物基复合材料(CFRP)层合板法向刚度远低于面内刚度,当受到面外载荷作用时,极易发生损伤失稳。为了对厚度方向进行增韧,研究了改性纳米ZnO增韧薄膜对CFRP层合板力学性能的影响。首先使用偶联剂对纳米ZnO进行改性,得到改性后的纳米ZnO,将不同质量分数(0~4wt%)的改性纳米ZnO颗粒在固化剂的作用下混合加入环氧树脂中,在复合材料试件的两个界面之间形成了具有不同层间性能的黏结膜,并将其应用于端部缺口弯曲(ENF)试验和双悬臂梁(DCB)试验。建立了一系列有限元模型,并结合试验数据确定的模型参数对改性纳米ZnO和固化剂的影响进行了分析。结果表明,对于增韧梁(含4wt%改性纳米ZnO和2wt%GEL2-BS),ENF试验和DCB试验的临界载荷分别增加了30.25%和68.40%。 展开更多
关键词 黏结膜 改性纳米ZnO颗粒 界面增韧 端部缺口弯曲试验 双悬臂梁试验
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检测DCB为重氮组分的有机颜料还原其致癌性 被引量:3
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作者 陈荣圻 《染整技术》 CAS 2022年第6期7-11,共5页
1994年7月15日,德国联邦政府颁布了《食品及日用品消费品法》(LFGB)第二修正案,法案禁止使用可以通过一个或多个偶氮基分解形成MAK(Ⅲ)A1或A2组芳胺类,总计20种芳胺,其中包括3,3’-二氯联苯胺(DCB),加上欧共体EU67/1548附录C2级两个芳... 1994年7月15日,德国联邦政府颁布了《食品及日用品消费品法》(LFGB)第二修正案,法案禁止使用可以通过一个或多个偶氮基分解形成MAK(Ⅲ)A1或A2组芳胺类,总计20种芳胺,其中包括3,3’-二氯联苯胺(DCB),加上欧共体EU67/1548附录C2级两个芳香胺以及STANDARD 100 by OEKO-TEX增加两个,共24个涉嫌致癌芳胺(包括我国在内的各国法规都是这些芳香胺)。但1994年后所使用的检测方法无法检出以DCB为中间体的有机颜料,因为以DCB为中间体的有机颜料在1996年7月23日颁布的第五修正案的法定分析条件下不会断裂分解,因此其使用不受限制。直到2002年11月欧盟出台了欧洲标准EN 14361-2:2003,使用萃取样品预处理方法,使其还原分解出DCB,才能执行法案禁用以DCB为中间体的有机颜料。 展开更多
关键词 dcb 有机颜料 检测方法 代用品
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一种厚度无关的复合材料Ⅰ型分层扩展桥接律构建方法
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作者 高佳乐 荣俊杰 +3 位作者 席近远 校金友 文立华 侯晓 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期5634-5645,共12页
大范围纤维桥接是复合材料分层扩展中的一种重要的增韧机制,通常用R曲线和桥接牵引-分离定律表征。然而R曲线和桥接牵引-分离定律都与结构厚度有关,需用不同厚度试件分别进行实验测量。近期的研究指出:桥接现象的厚度相关性实质上是由... 大范围纤维桥接是复合材料分层扩展中的一种重要的增韧机制,通常用R曲线和桥接牵引-分离定律表征。然而R曲线和桥接牵引-分离定律都与结构厚度有关,需用不同厚度试件分别进行实验测量。近期的研究指出:桥接现象的厚度相关性实质上是由于不同厚度结构弯曲刚度不同所造成的;将裂纹张开的转角引入,构建的桥接牵引-分离转角关系与厚度无关。但是,现有的构造方法需要试件预埋光纤测量应变,试验过程复杂。本文通过弹性约束梁模型解析推导双悬臂梁预制裂纹尖端张开位移和转角,并结合J-积分法构建桥接牵引-分离转角关系,通过实验验证该关系是厚度无关的。进一步基于这种厚度无关的桥接律,提出了一种根据单一厚度试验数据逆推其他任意厚度R曲线与桥接牵引-分离定律的方法。通过不同厚度的碳纤维/环氧树脂、芳纶纤维/环氧树脂复合材料层合板双悬臂梁试验,证明逆推出来的R曲线和桥接牵引-分离关系曲线与用试验直接测量的曲线吻合很好。本文方法基于解析模型,仅需测量载荷-位移曲线即可,避免了裂纹长度的测量以及不同厚度的多次试验,简化了试验流程,为复合材料结构性能表征提供了有力工具。 展开更多
关键词 复合材料结构Ⅰ型分层 dcb试验 纤维桥接 R曲线 J-积分法
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基于内聚力模型的铝/丁羟胶粘接界面力学研究 被引量:15
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作者 韦震 鞠玉涛 +1 位作者 周清春 韩波 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期241-246,252,共7页
通过建立双线性内聚力模型,研究了Al/HTPB双悬臂梁形式粘接件的I型断裂行为,并通过数值仿真双悬臂梁载荷-位移曲线与试验曲线相匹配的分部反演数值方法,获得了双线性内聚力模型中的2个重要内聚参数。通过与线弹性断裂力学下经典梁理论... 通过建立双线性内聚力模型,研究了Al/HTPB双悬臂梁形式粘接件的I型断裂行为,并通过数值仿真双悬臂梁载荷-位移曲线与试验曲线相匹配的分部反演数值方法,获得了双线性内聚力模型中的2个重要内聚参数。通过与线弹性断裂力学下经典梁理论方法得到的断裂韧性相比,表明反演获得的参数更加真实地反映了材料的粘接性质,并分析了经典梁理论方法得到的断裂韧性参数不准确的原因。通过Al/HTPB粘接件的单轴拉伸试验,对所建立的内聚力模型及获得的相关参数的正确性进行了验证。结果显示,所建立的内聚力模型能够很好地预测粘接件的力学行为,可作为HTPB推进剂进一步的细观力学研究的基础。 展开更多
关键词 AL HTPB粘接 内聚力模型 I型断裂 双悬臂梁试验
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基于界面单元的复合材料层间损伤分析方法 被引量:17
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作者 关志东 刘德博 +1 位作者 李星 黎增山 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期130-134,共5页
为了研究复合材料层间损伤,建立了一种新型零厚度界面单元模型,可以准确地预测复合材料Ⅰ型层间裂纹扩展。模型包括本构关系建立、损伤准则和损伤演化引入,并在大型商用有限元软件ABAQUS用户单元子程序VUEL中实现,采用显示积分方法求解... 为了研究复合材料层间损伤,建立了一种新型零厚度界面单元模型,可以准确地预测复合材料Ⅰ型层间裂纹扩展。模型包括本构关系建立、损伤准则和损伤演化引入,并在大型商用有限元软件ABAQUS用户单元子程序VUEL中实现,采用显示积分方法求解,不存在收敛性问题,同时允许使用较粗的有限元网格。最后将该模型应用于国产碳纤维增强树脂基复合材料(CCF300/5428)双悬臂梁试验(DCB)模拟分析中,结果表明,此界面单元模型能够准确模拟复合材料层板Ⅰ型裂纹扩展,为复合材料层间损伤分析提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 国产复合材料 界面单元 双悬臂梁试验 能量释放率 有限元分析
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环境温湿度对泡沫复合材料夹层结构界面性能的影响 被引量:3
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作者 霍瑞丽 刘伟庆 +2 位作者 王璐 方园 童忆南 《南京工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2017年第5期39-43,共5页
复合材料夹层结构是由复合材料作为面板、轻质材料作为芯材而形成的强度高、耐腐性好、可设计性强的高效结构形式。环境温湿度变化时,因面板和芯材的吸湿性能和热膨胀系数不同,界面处易积聚应力而导致剥离破坏。本文研究不同时间的干湿... 复合材料夹层结构是由复合材料作为面板、轻质材料作为芯材而形成的强度高、耐腐性好、可设计性强的高效结构形式。环境温湿度变化时,因面板和芯材的吸湿性能和热膨胀系数不同,界面处易积聚应力而导致剥离破坏。本文研究不同时间的干湿循环老化作用下泡沫复合材料夹层结构及其面板、芯材的吸湿性能,达到吸湿平衡时,芯材的吸湿率是面板的10倍左右;由于双侧面板的约束作用,夹层结构与面板的吸湿率相当。通过双悬臂梁界面剥离拉伸试验研究干湿循环老化构件在25和70℃两种温度环境条件下的界面性能,从试验所得的荷载-位移曲线可以看出:结构的界面强度随老化时间的延长而降低;温度对老化构件的界面力学性能影响显著,温度越高,界面强度越低,裂纹扩展越稳定。 展开更多
关键词 复合材料夹层结构 吸湿性能 双悬臂梁试验(dcb) 界面剥离 应变能释放率
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Energy Release Rate Measurement of Welded Bamboo Joints
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作者 Haiyang Zhang Qian He +3 位作者 Xiaoning Lu A.Pizzi Changtong Mei Xianxu Zhan 《Journal of Renewable Materials》 SCIE 2018年第5期450-456,共7页
Double cantilever beam tests were used to measure the energy release rates of linear vibrational welded moso bamboo joints.The influence of the length of the preserved cracks,the different combinations of the inner an... Double cantilever beam tests were used to measure the energy release rates of linear vibrational welded moso bamboo joints.The influence of the length of the preserved cracks,the different combinations of the inner and outer bamboo surfaces and the moisture content is studied herein.The experimental compliance method,which is based on linear elastic fracture mechanics and has been shown to be an ideal method,was used to analyze data with the power equation.The results show that the preserved initial crack length does not have a significant effect on the final measured energy release rate,while the moso bamboo combination does affect the properties dramatically.The welded moso bamboo joints with inner-inner surfaces have the highest energy release rate of 122 J/m^2.The average energy release of the outer-outer combination was only 102 J/m^2.The expansion of the cracks also became easier when the moisture content of the welded joints was 18.5%compared to 4.5% and 10.1%.So the moisture resistance of the welded joints should be duly improved. 展开更多
关键词 Energy release rate welded moso bamboo moisture content dcb test
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PBO纤维增强环氧树脂复合材料层间Ⅰ型断裂韧性的DIC技术测量 被引量:5
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作者 杨露 校金友 +2 位作者 文立华 张承双 侯晓 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期72-82,共11页
Ⅰ型双悬臂梁(DCB)试验通常用于单向复合材料的层间抗拉性能研究,目标是测量Ⅰ型层间断裂韧性,其可作为复合材料分层扩展及失效机制研究的重要输入参数。在DCB试验中必须经常暂停试验以实现多次测量裂纹长度,这不仅会对裂纹传播产生潜... Ⅰ型双悬臂梁(DCB)试验通常用于单向复合材料的层间抗拉性能研究,目标是测量Ⅰ型层间断裂韧性,其可作为复合材料分层扩展及失效机制研究的重要输入参数。在DCB试验中必须经常暂停试验以实现多次测量裂纹长度,这不仅会对裂纹传播产生潜在影响,造成测量误差且多次反复试验的时效性较差。数字图像相关(DIC)测试技术应用于裂纹扩展长度测量具有实时跟踪、精确定位的优点,可有效提高Ⅰ型断裂韧性试验的测量效率,但应用于非连续变形行为仍存在局限性,且易受到图像噪声的干扰,产生测量误差。本文发展了一种基于DIC测试技术的实时获取裂纹长度的检测方法,通过图像匹配算法获取试件的非连续变形位移场,并提出一种根据全局横向位移离散程度的辨别方法,实现了裂纹尖端的实时捕捉。再通过DCB试验,与传统测量方式对比,裂纹长度的测量误差平均不超过2.76%,验证了该方法的准确性和高效性,同时也克服了聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)/环氧树脂复合材料侧表面毛糙、散斑质量较差及纤维桥接对测量结果的干扰,最终获取了有效的Ⅰ型层间断裂韧性初始值及稳态扩展值。 展开更多
关键词 DIC PBO/环氧树脂复合材料 裂纹长度 dcb试验 纤维桥接 断裂韧性
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圆弧形单向纤维增强树脂复合材料的Ⅰ型层间断裂韧性测试及分析 被引量:2
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作者 康永胜 张小章 +1 位作者 王黎明 李武胜 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2897-2906,共10页
层合板的Ⅰ型层间断裂韧性的测量方法通常为单向纤维增强树脂复合材料的末端切口(End notched flexure, ENF)试样的双悬臂梁(Double cantilever beam, DCB)试验。为了得到带有弧度的层合复合材料结构的Ⅰ型层间断裂韧性,对圆弧形末端切... 层合板的Ⅰ型层间断裂韧性的测量方法通常为单向纤维增强树脂复合材料的末端切口(End notched flexure, ENF)试样的双悬臂梁(Double cantilever beam, DCB)试验。为了得到带有弧度的层合复合材料结构的Ⅰ型层间断裂韧性,对圆弧形末端切口(Arc-ENF)试样进行DCB试验。基于梁的弯曲理论和Irwin-Kies公式得到Arc-ENF试样的柔度公式与Ⅰ型临界能量释放率GIC公式,并且利用ABAQUS软件对DCB试验进行数值模拟。最终,通过对比分析理论公式计算结果、数值模拟结果和DCB试验结果来验证柔度公式和GIC公式的合理性和有效性,对带有任意弧度的DCB试样的Ⅰ型层间断裂韧性的测试与分析具有参考价值。 展开更多
关键词 Arc-ENF试样 柔度 层间断裂韧性 数值模拟 dcb试验
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在Ⅰ型模式下异型截面Z-pin增强效果的数值分析 被引量:1
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作者 金竹雨 张晓晶 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期169-175,共7页
针对单根Z-pin拔出试验以及未增强/Z-pin增强的双悬臂梁(DCB)试验建立了三维有限元仿真模型.在拔出试验的模拟过程中,以静-动摩擦系数模拟Z-pin在基体中的脱胶-拔出过程,以计算所得桥联力作为输入参数,通过连接器模拟Z-pin在层合板中的... 针对单根Z-pin拔出试验以及未增强/Z-pin增强的双悬臂梁(DCB)试验建立了三维有限元仿真模型.在拔出试验的模拟过程中,以静-动摩擦系数模拟Z-pin在基体中的脱胶-拔出过程,以计算所得桥联力作为输入参数,通过连接器模拟Z-pin在层合板中的桥联作用,得到了DCB试验的载荷-位移曲线.同时,将所建模型用于计算异型截面Z-pin的桥联力,以及异型截面Z-pin增强DCB试件的载荷,以定量分析Z-pin截面周长对其增强效果的影响.结果表明,所建立的有限元模型的模拟结果与实验值较吻合. 展开更多
关键词 异型截面Z-pin 桥联力 双悬臂梁试验 摩擦系数 连接器
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压型钢板再生混合混凝土组合楼板受力性能试验研究 被引量:10
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作者 吴波 骆志成 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期29-38,共10页
通过对15个压型钢板再生混合混凝土组合楼板试件(9个无栓钉试件,6个有栓钉试件)的受力性能试验,研究废旧混凝土块体取代率、剪跨、板厚、栓钉布置方式等参数对试件纵向受剪性能和受弯性能的影响;基于新、旧混凝土的组合强度,确定了试... 通过对15个压型钢板再生混合混凝土组合楼板试件(9个无栓钉试件,6个有栓钉试件)的受力性能试验,研究废旧混凝土块体取代率、剪跨、板厚、栓钉布置方式等参数对试件纵向受剪性能和受弯性能的影响;基于新、旧混凝土的组合强度,确定了试件纵向受剪承载力的计算系数,考察了相关公式预测试件受弯承载力的有效性。研究表明:废旧混凝土块体取代率为21%~36%时,无栓钉压型钢板再生混合混凝土组合楼板的纵向受剪承载力相比全现浇组合楼板偏差-13.1%~11.7%,但未呈现出随取代率的单调变化规律;废旧混凝土块体取代率为11%~31%时,有栓钉压型钢板再生混合混凝土组合楼板的初始刚度与全现浇组合楼板基本相同,同时前者具有不低于后者的受弯承载能力;参照CECS 273—2010《组合楼板设计与施工规范》中相关公式,预测了压型钢板再生混合混凝土组合楼板的受弯承载力,其结果具有不低于全现浇组合楼板的设计安全性。 展开更多
关键词 组合楼板 压型钢板 再生混合混凝土 静力试验 纵向受剪承载力 受弯承载力
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