期刊,复合材料学报 2024年卷9期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

复合材料学报

主　　编：益小苏

出版周期：双月刊

国际刊号：1000-3851

电　　话：010-82316907（7099）

邮政编码：100191

地　　址：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

经纱路径对三维机织复合材料弯曲性能的影响

赵世波陈利高梓越王晶晶...

4817-4825页

查看更多>>摘要：设计了 3种不同经纱路径的三维机织复合材料(3D woven composites,3DWC),利用试验研究、有限元分析、SEM形貌分析相结合的方法,研究了 3DWC弯曲性能、损伤机制、断裂形貌特征.研究表明,经纱路径对3DWC弯曲性能有显著影响,相对于衬经平纹机织复合材料(Stuffer plain woven composites,SPWC),随着经纱浮纱长度增加,衬经斜纹和衬经缎纹机织复合材料(Stuffer twill woven composites,STWC和Stuffer satin woven composites,SSWC)弯曲强度分别增加了 54.64％和127.61％,弯曲模量分别增加了44.11％和47.11％.SPWC破坏模式为经纱和衬经纱断裂,STWC和SSWC失效模式以纱线断裂和界面脱粘为主.在弯曲载荷加载过程中衬经纱起主要的承载作用,而经纱路径的差异导致3种3DWC应力传递、裂纹扩展、弯曲性能和失效模式发生变化.

关键词：

经纱路径弯曲性能多尺度模型三维机织复合材料失效模式

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万方数据

基于纤维取向分布图像处理技术的短纤维增强聚合物基复合材料力学性能预测方法

管涛李元庆郭方亮付绍云...

4826-4836页

查看更多>>摘要：短纤维增强聚合物基复合材料(Short fiber reinforced polymer composites,SFRPC)具有复杂的细观结构,掌握纤维取向分布(Fiber orientation distribution,FOD)规律是短纤维复合材料力学建模的前提.然而,由于纤维取向统计需要收集大量的纤维信息,通过传统手动标注读取显微图像的方式人工成本高且耗时长,统计效率与精度均难以保证.本文利用图像分析算法捕获纤维截面几何特征,发展了相应的纤维取向分布图像处理技术,实现了 FOD信息的快速统计.探究了图像分析算法中关键参数的合理取值范围,并针对挤出注塑成型工艺制备的短玻纤增强和短碳纤增强聚醚酰亚胺复合材料(SGF/PEI和SCF/PEI)进行微观结构表征,将统计的纤维状态信息传递至类层合板(Laminate analogy approach,LAA)与Fu-Lauke模型框架,进而预测了不同体积分数下两种复合材料的模量与强度,预测结果与有限元模拟结果、拉伸试验测试结果均吻合良好.本文将纤维取向分布图像处理技术与复合材料力学性能预测方法相结合,有助于更高效准确地理解短纤维增强复合材料的构效关系,对于复合材料结构设计具有较高的指导作用.

关键词：

热塑性聚合物注塑成型短纤维增强复合材料纤维取向力学性能

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万方数据

基于FFT方法的不同温度下带孔隙单向复合材料横向拉伸性能研究

李孟磊王兵胡记强

4837-4851页

查看更多>>摘要：本文旨在深入探讨温度和孔隙率对不同纤维体积分数单向碳纤维增强环氧树脂基复合材料横向拉伸方面的力学行为的影响.为此,本文发展了基于最大偏置方法的代表性体积单元(Representative volume elements,RVE)生成算法,构建了一系列不同纤维体积分数和孔隙率的高保真的单向复合材料RVE模型.为解决损伤模型的局部化及克服传统有限元(Finite element methods,FEM)方法低效率的弊端,本文提出了一种耦合非局部损伤模型的快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT)方法计算框架,基于该计算框架通过对已报道的模型和结果进行对比分析,验证了本文所提出的计算框架具有很好的准确性和可靠性.在此基础上,深入研究了温度、孔隙率和纤维体积分数对复合材料在横向拉伸性能方面的影响规律.具体而言,随着温度的升高,复合材料的横向拉伸强度和模量呈现出下降的趋势,随着孔隙率的增加,复合材料的横向拉伸强度和模量均呈现出显著降低的趋势.此外,随着纤维体积分数的增加,复合材料的横向模量显著增加,而拉伸强度则基本保持一致.本文提出的计算框架和研究结果有望在复合材料的设计和制造中发挥重要的指导作用,以提升材料的性能和可靠性.

关键词：

快速傅里叶变换非局部损伤模型单向复合材料孔隙热力性能

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万方数据

基于深度学习的准各向同性缎纹C/SiC拉伸-剪切损伤演化机制

陈鹏王龙张大旭杜永龙...

4852-4862页

查看更多>>摘要：利用4DX射线CT原位拉伸试验和深度学习技术,表征拉伸作用下准各向同性铺层缎纹C/SiC的损伤失效过程,揭示(0°/90°)铺层拉伸和(±45°)铺层剪切耦合作用的材料损伤演化机制.基于深度学习图像分割方法对载荷作用下基体裂纹、分层等损伤进行智能识别,提取损伤特征开展定量分析,结合断口形貌探究损伤与失效机制.研究发现:基体裂纹中±45°斜裂纹占主要部分,演化过程为初期裂纹不断扩展;横向裂纹虽然少于斜裂纹,但其长度和裂纹张开位移发展快;基体裂纹沿层间界面偏转诱发分层.(0°/90°)缎纹铺层组织点区90°纤维束出现横向开裂,浮长区伴随纤维束弯曲;组织点区0°纤维束发生断裂,浮长区伴随纤维束纵向劈裂.(±45°)缎纹铺层发生-45°(或+45°)纤维束斜向劈裂和相对错动,同层+45°(或-45°)纤维束则发生纤维束断裂,伴随纤维桥连弯曲.

关键词：

陶瓷基复合材料纺织损伤断裂无损检测原位试验

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万方数据

碳化硅纤维增强碳化硅基复合材料的疲劳行为模拟分析

孙朝旭任泽涛宋广平高进...

4863-4874页

查看更多>>摘要：连续碳化硅纤维增强碳化硅基复合材料(SiCf/SiC)因其轻质、耐高温和高损伤容限的优点而成为下一代航空发动机的重要热结构材料.然而,疲劳实验周期长、成本高的缺点严重制约了对复杂细观结构SiCf/SiC的深入理解及其工程应用.为充分发挥SiCf/SiC的优势与可调性,实现对结构载荷响应预测并进行优化设计,本文采用疲劳迟滞模型和渐进损伤理论分别对单向、正交和二维编织SiCf/SiC的疲劳寿命曲线进行了分析.通过对界面剪应力(±20％)、纤维强度(±5％)、纤维威布尔模量(±1％)和纤维体积分数(±5％)进行偏值处理实现了对SiCf/SiC疲劳寿命的敏感性评价,得到的疲劳寿命曲线上下限能够包络主要实验结果.根据上述分析结果,验证了以损伤参数控制危险估计和保守估计的疲劳寿命曲线拟合方法,并以SiCf/SiC涡轮叶片模拟结构为例现实了该方法用于实际工程评价分析的可行性.

关键词：

SiCf/SiC渐进损伤理论疲劳迟滞模型疲劳敏感因子疲劳机制

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万方数据

复合材料加筋壁板轴压屈曲载荷工程估算新方法

张驰郑锡涛张东健刘建平...

4875-4887页

查看更多>>摘要：加筋壁板是飞机机翼、尾翼和机身结构上普遍采用的典型结构形式,当机翼、尾翼结构受气动载荷作用时,机翼上翼面加筋壁板处于受压状态,受压壁板易发生屈曲甚至破坏.本文基于前期复合材料加筋壁板轴压稳定性工程算法研究,并借鉴已在工程上成熟应用的金属加筋壁板轴压稳定性工程方法,提出了一种能够合理预测复合材料加筋壁板轴压屈曲载荷的工程算法.通过选取2类加强筋形式,其中3种Y型及2种J型,共5种复合材料加筋壁板为算例,对5种复合材料加筋壁板的轴压屈曲载荷进行了计算,并开展了有限元数值模拟与试验验证.此工程算法的计算结果与试验值对比,相对误差均在10％以内.与有限元计算结果对比,除一种Y型长桁加筋壁板计算结果在10％,其余构型相对误差均在5％,满足工程要求,证明此种方法的有效性,此种工程算法已经在型号飞机研制中得以应用.此外,发现对加筋壁板长桁缘条的削弱会降低复合材料加筋壁板的屈曲载荷,而Y型加筋壁板削弱中间两长桁,可以使长桁与蒙皮刚度更加匹配,提升Y型长桁加筋壁板的破坏应变水平.

关键词：

复合材料加筋壁板轴向压缩稳定性工程计算方法

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万方数据

开孔位置对三维机织复合材料连接性能的影响

张一帆史志伟张茜刘燕峰...

4888-4896页

查看更多>>摘要：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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万方数据

基于压电信号的复合材料疲劳寿命评估方法

肖玉善吴振任晓辉

4897-4908页

查看更多>>摘要：复合材料结构应变特征随着疲劳加载发生变化,因此本文尝试实时监测疲劳周期内复合材料结构的应变特征信号,通过应变信号评估结构疲劳寿命.然而已有研究表明,电阻式应变片在长时间动态测试中经常出现提前疲劳失效,不适合疲劳全周期内应变信号采集.为此,具有高耐疲劳性的新型聚偏氟乙烯压电薄膜(Polyvinylidene difluoride piezoelectric film,PVDF)被用于采集复合材料结构疲劳特征信号.通过在碳纤维增强树脂基复合材料(T700/9A16)层合板表面粘贴PVDF薄膜,获取层合板疲劳过程中的压电信号.基于压电效应,将表征疲劳损伤状态的应变信息转化为PVDF压电信号输出.基于试验生成的压电信号数据库,采用随机森林回归算法高效地建立压电信号与复合材料层合板疲劳循环次数之间的关联.通过不同循环次数下的PVDF压电信号可以准确预测试验件的实际疲劳加载次数,实现了对复合材料结构疲劳状态的有效评估.

关键词：

复合材料剩余刚度疲劳PVDF压电薄膜疲劳评估随机森林回归

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万方数据

颗粒局域共振增强仿生复合材料中应力波的衰减行为

洪爽于瀛洋张作启

4909-4918页

查看更多>>摘要：快速衰减应力波的冲击防护复合材料在民防、装甲、舰船等许多工业领域有着巨大的需求.受蜻蜓翅膀的启发,本文提出了基于颗粒局域共振原理的仿生微结构防护复合材料设计.研究发现:(1)当入射波频率接近局域共振单元的固有频率时,局域共振机制被最大程度激发,大量的入射应力波能量转化为颗粒的机械能;(2)单元固有频率随重芯直径、密度、软涂层厚度增大而减小,随软涂层弹性模量增大而增大;(3)在复合材料中引入不同固有频率单元的混杂设计,可以实现对宽频域入射应力波的高效衰减.本研究对于利用局域共振原理和仿生微结构开发设计高性能冲击防护复合材料具有指导意义.

关键词：

应力波仿生微结构防护材料衰减行为局域共振

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万方数据

"Double-Double"铺层热塑性层合板及其在汽车结构中的应用潜力

杨刚沈剑周正扬吕海如...

4919-4931页

查看更多>>摘要：汽车结构的轻量化是降低汽车能耗和增加续航里程的重要方式.虽然纤维增强环氧树脂等热固性基体复合材料具有极高的力学性能和轻量化潜力,但是较高的制造能耗、修复成本及较低的设计和制造效率,阻碍了其在汽车结构中的广泛应用.本文采用一种新型"Double-Double"铺层(DD)热塑性层合板([±Φ/±Ψ]n),试图解决以上问题.文中分析了 DD层合板相较于π/4铺层(Quad)层合板在轻量化设计方面的优势,并且对比了不同铺层方式(DD、Woven、Quad铺层)及不同基体材料(热固性基体环氧树脂、热塑性基体尼龙6)层合板的力学性能和设计分析流程.结果表明:高轴向刚度DD层合板在主要载荷方向的刚度及强度远高于相同纤维、基体的Woven层合板;DD层合板的刚度性能与相同纤维、基体的Quad层合板相近,但是DD层合板的设计效率高于Quad层合板.同时,对碳纤维增强尼龙6复合材料(carbon/PA6)的DD热塑性层合板的研究发现,虽然单向carbon/PA6的拉伸模量和拉伸强度低于单向carbon/epoxy,但是DD carbon/PA6层合板仍可通过铺层设计,使主要载荷方向上的刚度和强度超过Woven carbon/epoxy层合板.并且热塑性Carbon/PA6具有优异的可修复性和回收再利用性,显示出应用于汽车结构设计的优势.

关键词：

Double-Double层合板聚合物基复合材料纤维热塑性树脂汽车结构

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