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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

    界面反应产物对B4C/Al复合材料颗粒润湿性及界面强度的影响机制

    郭文波胡启耀肖鹏
    2941-2948页
    查看更多>>摘要：采用搅拌铸造法制备了B4C/Al复合材料,利用实验分析结合第一性原理计算的方法,探讨了界面反应产物Al3BC和TiB2对B4C/Al复合材料颗粒润湿性及界面结合强度的影响机制.结果表明,界面反应产物为Al3BC时,B4C颗粒润湿性没有得到实质性改善,存在明显的颗粒团聚现象,界面结合强度较低且过度的界面反应使B4C颗粒分解损耗严重,导致B4C颗粒增强效果不明显;而通过添加Ti元素使界面反应产物为TiB2时,颗粒润湿性明显改善,B4C颗粒团聚现象显著减少,界面结合强度较高,力学性能得到显著提高.这主要是由于不同终端的Al(111)/TiB2(0001)界面黏附功均大于Al(111)/B4C(0001)的界面黏附功,表明界面反应产物TiB2可以提高B4C颗粒的润湿性,而界面反应产物Al3BC对提高B4C颗粒的润湿性非常有限;Al(111)/Al3BC(0001)和Al(111)/TiB2(0001)的界面上均形成了混合的共价键/金属键;Al(111)/TiB2(0001)的界面上的化学键作用力更大,相应地界面结合强度也更大.

    B4C/Al复合材料第一性原理润湿性力学性能黏附功偏态密度(PDOS)

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    细观结构参量对推进剂力学性能影响的数值研究

    乌布力艾散•麦麦提图尔荪吴艳青侯晓王宁...
    2949-2961页
    查看更多>>摘要：为了更好地理解并预测复合固体推进剂组分、界面对其宏观力学性能的影响,在细观层次上建立了考虑界面和颗粒形貌的代表性体积单元(Representative volume elements,RVE)计算模型,通过引入内聚力模型(Cohesive zone model,CZM)研究了界面刚度、强度及最大失效位移对推进剂力学性能的影响,并对比分析了颗粒形貌与界面对其力学性能的贡献.研究结果表明:界面刚度为0.004～400 MPa/mm时,推进剂初始模量从0.67 MPa提升到3.67 MPa;界面强度从0.05 MPa提高至30 MPa时,推进剂拉伸强度从0.15 MPa提高到了0.76 MPa,即界面刚度增加对推进剂初始模量的提高有限,而界面强度对其拉伸强度的提高非常显著;然而,较高的界面强度可能导致细观结构出现"损伤局部化",从而降低延伸率.相对于界面对推进剂实际力学性能的提升,颗粒级配、形状的作用显得较小,说明界面是决定推进剂拉伸性能的主要因素之一.最后基于以上分析结果,对另一种推进剂在不同应力下的蠕变性能进行了预测,发现蠕变断裂时间的对数与恒定应力满足线性关系.

    复合固体推进剂界面脱湿细观模型蠕变内聚力模型

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    石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料的拉伸性能:粗粒化分子动力学模拟

    侯国珍陈小明丁鹏马河川...
    2962-2973页
    查看更多>>摘要：高强度是复合材料设计追求的重要目标,自然界中的珍珠层具有优异的力学性能,受其复杂的层次结构的启发,设计了一种石墨烯交错排布增强聚甲基丙烯酸甲酯的纳米复合材料.利用粗粒化分子动力学模拟,系统地研究了拉伸载荷作用下石墨烯的二维几何形状、层数、空间排布对纳米复合材料整体力学性能的影响.结果表明,不同几何形状的石墨烯对复合材料的增强效果有很大的差异,其中,矩形与锯齿形接近,都强于梯形石墨烯;存在最佳的石墨烯层数使复合材料的整体拉伸力学性能最强;减少石墨烯层间距离或增加重叠距离,都可提升其力学性能.总之,现有的研究结果揭示了各个因素的影响规律及微观机制,为设计具有目标性能的纳米复合材料提供了理论指导.

    粗粒化分子动力学石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料拉伸几何形状力学性能

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    钻孔分层损伤对复合材料层合孔板压缩力学行为的影响

    安泽君曹东风郑凯东胡海晓...
    2974-2986页
    查看更多>>摘要：钻孔分层损伤对复合材料层合孔板的承载能力和失效模式有着显著的影响.通过实验和仿真相结合的方式,开展单一预制分层缺陷下、双分层缺陷同侧耦合及双分层缺陷异侧耦合作用下复合材料层合孔板的压缩承载能力及失效模式的研究.通过预埋聚四氟乙烯薄膜,制备了含单一圆形预制分层缺陷的碳纤维增强树脂复合材料开孔板试件,采用浸没式超声C扫和数字图像DIC技术分别对复合材料层合板损伤和法向变形进行检测,研究含不同尺寸预制分层开孔层合板在压缩载荷下的分层扩展及失效变形特征,进而揭示分层缺陷大小对其承载能力的影响机制.构建基于内聚力单元方法的含孔复合材料层合板数值模型,对比实验修正模型,探索了单一预制分层缺陷下碳纤维增强树脂复合材料开孔板的损伤扩展机制,并在此模型基础上开展双分层缺陷耦合作用下复合材料开孔板在压缩载荷作用下的屈曲变形、分层扩展和承载能力的数值预测和分析.实验结果表明:含单一圆形预制分层缺陷的碳纤维增强环氧树脂复合材料开孔层合板试件呈现出初始受压、局部屈曲、整体屈曲后破坏的失效模式,预制分层缺陷对复合材料孔板压缩力学性能有显著影响,随着缺陷的增大压缩承载能力逐渐下降.双分层缺陷耦合作用数值分析表明:双分层缺陷进一步降低了复合材料孔板压缩承载能力,同侧非对称耦合分层缺陷结构的失效模式与单一缺陷结构基本一致,而异侧非对称耦合分层缺陷结构出现了双裂纹扩展,该裂纹扩展模式进一步削弱了孔板的压缩承载能力.

    复合材料钻孔分层压缩屈曲内聚力单元损伤演化

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    基于广义混合有限元的压电复合材料层合板的数值分析

    王聿航卿光辉
    2987-2996页
    查看更多>>摘要：将纯弹性体的广义混合有限元法引入到压电材料的静力学分析中.由于采用了8节点六面体非协调实体单元对整体结构进行离散求解,摒弃了板壳理论中的诸多人为假设.非协调项的加入使该方法比同类协调元显示出更好的数值性能.本文方法将应力边界条件和位移边界条件同时考虑,并且求解过程中将层间应力和平面内应力分开处理,按每层的本构关系求解平面内应力,这样求得的层间应力和平面内应力都更加接近精确解.通过几个有代表性的层合板的数值算例说明了本文方法的精度,相较于传统的解析法和数值法,本文方法在适用性和有效性方面都具有优势.

    压电复合材料层合板广义混合有限元非协调机电耦合

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    CFRP防撞梁低速碰撞渐进损伤及优化

    黄德明朱孙科王秋林孙永刚...
    2997-3008页
    查看更多>>摘要：为预测和控制低速碰撞中碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)防撞梁损伤程度,建立了含CFRP防撞梁的有限元显式动力学碰撞模型,防撞梁层内采用实体复合材料模拟其力学特性,采用Cohesive单元模拟CFRP层间相互作用.发展了基于Tsai-Wu张量理论的VUSDFLD子程序用于判定碰撞过程中复合材料单元6个方向损伤,失效单元按照突降退化模型进行刚度折减,利用Johnson-Cook本构模型模拟铝合金强化层碰撞损伤,其失效单元采用线性连续退化模型进行刚度折减.通过[±45°/45°/0°/0°/90°/−45°/0°/0°/90°]s和[±45°/45°/0°/0°/0°/−45°/90°/−45°/0°/0°/90°]s两种CFRP防撞梁铺层结构碰撞结果与含铝合金强化层CFRP防撞梁碰撞结果对比可知,在层内单元数相同的情况下,CFRP防撞梁增设4层复合材料铺层后,失效单元数量降低明显;碰撞过程中含铝合金强化层的多材料混合防撞梁结构在质量基本不变的情况下,失效单元数显著降低.结果表明,所开发的VUSDFLD子程序能够用于复合材料防撞梁的显式动力学碰撞损伤模拟,基于碰撞损伤的计算结果为CFRP防撞梁的结构设计提供参考.

    CFRP显式动力学Tsai-Wu失效准则铝合金材料碰撞损伤

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    铝合金-CFRP液氮温度下弯曲强度的强化研究

    程飞胡云森
    3009-3019页
    查看更多>>摘要：随着铝合金-碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)逐渐应用到火箭推进器,其低温环境下的粘结性能强化已引起广泛关注.针对环氧接头潜在的粘接界面缺陷,采用阳极氧化和砂化分别处理铝合金和CFRP板表面制得多孔表面.采用树脂预涂(RPC)技术消除铝合金孔道根部原有的大分子环氧树脂空穴缺陷,也可通过RPC技术将增强纤维碳纳米管浸渍到铝合金表面的孔道中,形成准Z方向的纤维桥联,进一步提高环氧接头的粘结强度.三点弯曲试验(3-P-B)结果表明,室温下处理后的铝合金-CFRP弯曲强度提高了14.6％,液氮温度下弯曲强度提高了27.6％.经过表面处理后,CFRP在室温和液氮温度下的破坏模式均由较弱的界面脱胶破坏转变为主体结构的断裂破坏.总之,系列有效的处理方法可为低温液体燃料箱的工业应用提供另一种参考.

    电化学刻蚀粘接性能强化准Z方向碳纳米管树脂预涂技术液氮温度

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    圆柱壳三次非均匀有理B样条曲线变角度铺放轨迹设计及屈曲特性

    曹忠亮林国军董明军韩振华...
    3020-3028页
    查看更多>>摘要：基于三次非均匀有理B样条(NURBS)曲线,开展纤维变角度圆柱壳设计及其屈曲特性研究.首先,以三次NURBS曲线定义纤维变角度铺放参考轨迹,确定了变角度铺层的表示方式.其次,以纤维变角度铺层±<25(0.4)(0.8)75>和±<65(0.4)(0.8)10>为例,展示了三次NURBS曲线轴向平移铺层和周向平移铺层在圆柱壳上的纤维角度分布情况.然后,用纤维变角度铺层代替定刚度圆柱壳中的±45°铺层,对变刚度圆柱壳进行线性屈曲分析,对轴向平移圆柱壳、周向平移圆柱壳和定刚度圆柱壳进行对比.最后,在曲率半径约束下,研究权因子对圆柱壳屈曲性能的影响.结果表明:周向平移圆柱壳有着更好的屈曲性能;在曲率半径约束下,通过确定起始角、终止角和控制点参数得到屈曲性能优异的变刚度圆柱壳,而改变权因子能使变刚度圆柱壳的屈曲载荷再次提高.

    三次非均匀有理B样条(NURBS)曲线圆柱壳变角度轨迹规划屈曲特性

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    《复合材料学报》征稿简则

    封3页
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