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期刊信息/Journal information
复合材料学报
复合材料学报

益小苏

双月刊

1000-3851

010-82316907（7099）

100191

北京海淀区学院路37号

复合材料学报/Journal Acta Materiae Compositae SinicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《复合材料学报》为北京航空航天大学和中国复合材料学会主办的学术性科技期刊（双月刊，～180页/期）。本刊主要刊载我国复合材料基础研究和应用研究方面具有创造性、高水平和具有重要意义的最新研究成果的论文。刊载范围:纤维或颗粒增强聚合物基、金属基、陶瓷基等复合材料（包括：结构、功能、生物医用、电子、建筑等复合材料）的制备、性能、设计等，以促进国内外复合材料研究领域的学术交流及先进复合材料的推广应用。　 《复合材料学报》是美国工程索引《Ei》的核心检索收录刊，同时也是美国化学文摘《CA》、苏联《文摘杂志》、美国应用力学评论《Appl.Mech.Rev.》、剑桥科学文摘（工程类）《CSA2》、国际航宇文摘《IAA》、美国金属文摘《Metal Abstracts》等国际检索系统用刊。在中文数据库中，复合材料学报是《中国期刊网全文收录数据库》和《万方数据库》的收录期刊，并入选为500种“中国科技期刊精品数据库”期刊。经过复合材料领域专家、作者及编辑部的共同努力，学报的出版时滞不断缩短(从投稿到刊出在12个月内)，影响因子逐年提高，据中国科技信息研究所最新统计(2005年)，复合材料学报2004年度影响因子为0.818。
正式出版
收录年代

    石墨鳞片-碳纤维协同增强铜基复合材料的制备与热物理性能

    黄焌晨缪国栋陈友明欧云...
    759-768页
    查看更多>>摘要：采用真空热压技术制备了石墨鳞片-碳纤维协同增强铜基复合材料,研究了碳纤维含量对复合材料的组织结构、抗弯强度与热导率的影响.结果表明,石墨鳞片-碳纤维/铜基复合材料界面结合良好;当碳纤维体积分数为0.5vol％～1.5vol％时,碳纤维能够均匀分散在基体中,并有效提升复合材料的抗弯强度.当碳纤维体积分数为1.5vol％时,抗弯强度达到最大值126 MPa,相比未添加碳纤维的复合材料提高了46％;但过量加入碳纤维(2vol％及以上)时,碳纤维出现团聚,使抗弯强度下降.碳纤维的加入会使复合材料的热导率小幅下降,复合材料的热导率从549 W/(m·K)降低到527 W/(m·K).使用声子失配模型(Acoustic mismatch model,AMM)结合Digimat软件的MF模块对多相复合材料的热导率进行有效预测.

    石墨/铜金属基复合材料抗弯强度模型分析真空热压法

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    CF-B4C/Al中子吸收复合材料的微观组织及力学行为

    孙致平张翠英陈洪胜
    769-776页
    查看更多>>摘要：基于B4C良好的中子吸收性能和碳纤维(CF)慢化中子的性能,采用真空热压烧结方法制备了集结构与功能一体具有不同CF含量的CF-B4C混合增强6061Al基复合材料,并对热轧后的组织形貌和力学性能进行分析.结果表明,大变形量热轧后B4C颗粒和CF分布较均匀,没有出现大面积的聚集现象,但是少量B4C颗粒和CF在轧制压力的作用下发生了断裂.当变形量达到60％时,复合材料的抗拉强度可达(265±3)MPa,与6061Al合金的抗拉强度相比,不同厚度的CF-B4C/Al复合材料的抗拉强度分别提高了80％和112％.随着CF含量的增加,CF-B4C/Al复合材料的强度和延伸率均减小.当CF含量达到5wt％时,断裂的主要原因是有纤维的聚集及纤维沿断裂方向排布.

    CF-B4C/Al复合材料真空热压烧结热轧组织形貌拉伸断裂中子吸收

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    基于冲击损伤的复合材料气瓶铺层顺序优化设计

    耿发贵李强宋薛思刘岩...
    777-787页
    查看更多>>摘要：基于瞬态动力学理论和遗传优化算法,以提高抗冲击损伤能力为优化目标对复合材料气瓶的铺层顺序进行优化.遗传算法利用MATLAB软件实现,复合材料气瓶冲击损伤分析采用ANSYS进行,通过两个软件之间的信息传递,实现优化计算.以铝内胆复合材料气瓶为算例进行优化,结果表明,在同一冲击能量下,优化后的气瓶基体破裂面积和基体破裂层数均大幅减小,剩余爆破压力显著提高.当冲击能量为60 J时,该气瓶表面基体破裂面积减少了8.8％,基体破裂层数减少了14.3％,剩余爆破压力值提高了9.6％.本文建立的优化算法可以用于复合材料气瓶铺层优化设计.

    复合材料铺层顺序冲击损伤遗传算法爆破压力

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    冲击位置对复合材料加筋板冲击后压缩行为影响试验

    任涛彭昂吴大可陆方舟...
    788-801页
    查看更多>>摘要：对低速冲击(LVI)载荷下不同冲击位置对T型复合材料加筋板损伤容限的影响进行了试验研究.选取了2个典型冲击位置,即:两筋间蒙皮和筋条长桁边缘,引入目视可检冲击损伤(VID).借助目视及无损检测手段观察到不同冲击位置处的损伤存在显著差异.相比于蒙皮冲击,长桁边缘冲击处的损伤形式更复杂,表现为:纤维断裂、基体开裂、分层、层剥离及界面脱粘.分别对完好、蒙皮冲击和长桁冲击试件进行冲击后压缩试验(CAI).结果表明:蒙皮冲击件与完好件失效过程极为相似,由于试验夹具刀口的存在,限制了加筋板的变形,诱发了损伤起始,导致最终的结构破坏;而长桁冲击件展示出截然不同的失效机制,损伤从冲击位置沿试件横向扩展,促使结构整体失效的提前发生,显著降低了加筋板的剩余压缩强度.此外,引入数字图像相关技术(DIC)对压缩过程中试件的变形进行监测,并与传统的接触式测量结果进行对比,验证了该测试方法应用于材料力学性能测试的可行性与优越性.

    复合材料加筋板低速冲击失效机制损伤形态数字图像相关技术

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    任意角度复合材料厚壁管的轴对称问题分析方法

    顾付伟朱晓磊陆晓峰刘杨...
    802-811页
    查看更多>>摘要：提出了一种任意角度复合材料厚壁管的轴对称问题的分析方法.传统的Lekhnitskii理论能够获得普通缠绕层复合材料厚壁管的精确弹性解,但是,当厚壁管内存在0°缠绕层或者各项同性材料层时,该两种特殊层都会出现奇异参数,从而导致特殊层与普通层界面的连续性条件不能被满足.因此,讨论了特殊层存在奇异参数的原因,并对这类参数进行连续性分析和极限计算,从而解决了参数奇异的问题,使Lekhnitskii理论的应用范围扩展到任意缠绕角的复合材料厚壁管.最后,通过有限元计算软件ABAQUS分析了不同复合材料组合管的力学响应,有限元计算结果与改进理论结果基本一致.

    复合材料轴对称问题缠绕角厚壁管理论分析

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    螺栓拧紧过程中工况对复合材料连接结构夹紧力的影响

    蔡跃波安鲁陵王楚凡岳烜德...
    812-822页
    查看更多>>摘要：针对复合材料结构螺栓连接,拧紧工况的不同会改变端面和螺纹间的摩擦系数,从而影响到扭矩系数,使夹紧力随拧紧力矩变化的趋势十分复杂.首先对螺栓连接过程进行理论分析,得到了夹紧力和复合应力状态下螺栓屈服夹紧力的表达式.然后以某型号螺栓为对象进行试验研究,在规定的目标预紧力下,分别测得了不同润滑条件、垫圈条件和拧紧速度下的拧紧曲线.试验结果表明,在螺栓整个拧紧过程中,不同的润滑条件、垫圈条件和拧紧速度对夹紧力和拧紧力矩曲线的离散度、达到相同大小夹紧力时需要的拧紧力矩、夹紧力随拧紧力矩的变化趋势都有一定程度的影响.通过上述工况下螺栓拧紧中的夹紧力研究,可为复合材料构件螺栓连接结构及拧紧工艺设计的精准化提供一定参考和依据.

    复合材料螺栓拧紧过程拧紧工况摩擦系数扭矩系数夹紧力

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    基于单轴拉伸有机硅凝胶超弹性性能参数的确立及结构有限元仿真

    俞星辰倪爱清李小阳王继辉...
    823-833页
    查看更多>>摘要：为了研究有机硅凝胶的超弹性性能,在−30～30℃的环境温度范围内采用单轴拉伸(UT)实验,对灌封用硅凝胶的力学性能进行表征,获得了硅凝胶在不同温度下的应力-应变曲线.研究发现,硅凝胶初始弹性模量在−30～0℃的范围内与温度正相关,在0～30℃的范围内与温度负相关.随后,据UT实验数据讨论在有限元模拟中植入超弹性本构方程(Neo Hookean、Mooney-Rivlin、Yeoh、Arruda-Boyce等)的选取策略及参数确定方法,基于优选的Neo Hookean模型建立了一个温度相关超弹性本构模型,以描述硅凝胶在较大温度范围内的应力-应变响应.然后,利用商业有限元分析软件ABAQUS提供的UHYPER子程序描述与温度相关的Neo Hookean超弹性模型,结合布拉格光纤光栅监测技术(Fiber Bragg grating,FBG),选取观测点,对典型硅凝胶灌封结构在−30～30℃高低温循环进行数值模拟和实验监测.结果表明,应变的实验测试值和数值仿真结果相差7％,验证了本文建立的超弹性本构方程的可靠性和实际应用价值.

    硅凝胶超弹性高低温循环FBG灌封结构

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    基于PFC3D的机床床身用树脂矿物复合材料损伤性能细观研究

    郭润兰范雅琼王广书史方青...
    834-844页
    查看更多>>摘要：为研究机床床身用树脂矿物复合材料在典型工况下的损伤演化过程、破坏失效形式,基于颗粒流数值模拟技术(Three-dimensional particle flow code,PFC3D),考虑级配和随机骨料形状,建立了包含骨料、界面过渡区、树脂基质、孔隙的树脂矿物复合材料四项介质离散元模型.结合机床典型工况下的受力情况,研究了树脂矿物复合材料损伤演化过程及裂纹分布规律,并从细观角度研究了裂纹萌生、扩展、贯穿的形成机制.研究结果表明:(1)树脂矿物复合材料损伤演化过程可以明显分为四个阶段;(2)骨料与树脂基质的界面过渡区首先起裂,并在与加载平行且无大骨料支撑的薄弱位置出现试件的压溃现象.该项研究为树脂矿物复合材料作为机床基础件材料的损伤性能细观研究提供参考依据.

    树脂矿物复合材料细观模型损伤演化裂纹分布离散元模拟

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    一种含目视几乎不可见损伤(BVID)复合材料层压板面内失效准则的双轴加载验证

    邱雪琼陈琳李永行
    845-853页
    查看更多>>摘要：在复合材料飞机结构设计中,由于应力的铺层相关性,工程上通常采用应变进行结构强度预测.另外,复合材料飞机需考虑损伤容限设计,必须对含损伤,尤其是目视几乎不可见损伤(Barely visible impact damages,BVID)结构的适航符合性进行评估.因此,民用飞机结构设计上更需要基于应变的并考虑含损伤的复合材料失效准则来预测结构强度.本文介绍了一种复合应变失效判据,为验证该失效判据的保守性,设计了面内双轴加载试验,对含BVID损伤的准各向同性铺层T800级碳纤增强环氧树脂基复合材料层压板进行了各种工况的面内失效测试.通过设计双轴加载载荷比,实现了不同的拉伸、压缩、剪切复合加载工况.理论分析与试验结果对比显示,理论方法的失效载荷约为试验失效载荷的80％.此方法的保守性和准确度既满足了结构安全性需求又不会引入不必要的结构质量,适合于实际工程应用.

    复合材料层压板面内失效双轴加载目视几乎不可见损伤(BVID)有限元分析(FEA)

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    复合材料防撞梁低速碰撞优化设计

    任明伟洪治国周玉敬殷莎...
    854-862页
    查看更多>>摘要：复合材料由于其较高的比刚度、比强度而成为重要的轻量化材料,推广其在汽车上的应用可有效缓解当前人类面临的环境污染和能源短缺问题.基于某款汽车铝合金前防撞梁,开展了复合材料替代设计,可实现减重27％,并采用碳纤维湿法模压成型工艺进行制备后,进行了RCAR标准下正面40％重叠碰撞实验;同时,利用有限元软件LS-DYNA构建了复合材料前防撞梁数值模型,验证后基于该模型进一步对吸能盒壁厚、复合材料梁铺层厚度、铺层方式等参数进了探讨,发现吸能盒壁厚对于防撞梁的耐撞性较关键,而引入仿生螺旋铺层设计可进一步提升能量吸收特性.此外,同等质量下的复合材料防撞梁综合性能被证明较金属防撞梁更加优异.

    复合材料轻量化防撞梁湿法模压低速碰撞

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