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玻璃钢夹砂管道的环刚度有限元分析及应用

玻璃钢夹砂管环刚度是管道在外部载荷下抵抗变形的一个性能参数.本文通过对玻璃钢夹砂管道的环刚度定义进行剖析,剖析环刚度的有关设计及测试的根本方法,运用适用的有限元软件ANSYS建立玻璃钢夹砂管道模型并进行了分析计算,把计算结果和测试结果进行比较,确定有限元计算方法的可行性和精确性,为玻璃钢夹砂管道及类似管道的设计与优化以及工程应用提供方便.

关键词: 环刚度 , 玻璃钢夹砂管道 , 有限元软件ANSYS

缠绕复合材料管道的缠绕角,是控制管道力学性能的重要工艺指标.传统的网格理论设计缠绕角时,没有考虑树脂的作用,而石油套管是以表层树脂开裂来判断破坏失效的,此类管道按网格理论计算出来的角度并不是实际测试时的最优角度.本文利用有限元方法,建立数值模型,计算了不同缠绕角的石油套管的力学性能及爆破压力.通过对比分析不同缠绕角对缠绕管的力学性能的影响,得出较优的缠绕角为51°,并测试得型号为9-5/8的碳纤维缠绕套管最小爆破压力比按网格理论计算的缠绕角时的爆破压力提高了20.3％,较大地提高了石油套管的力学性能,对复合材料在工程中的应用具有一定的实际意义.

关键词: 缠绕角度 , 有限元方法 , 力学性能 , 爆破压力

纤维缠绕复合材料方管设计研究

穆建桥 , 祖磊 , 王继辉 , 李书欣 , 周吉 , 汪准

玻璃钢/复合材料

作为典型非轴对称回转体构件,复合材料方管在缠绕过程中要求满足稳定缠绕和均匀布满两个工艺条件.基于解析几何,分析方管缠绕丝嘴与芯模的空间关系,推导丝嘴运动轨迹方程,提出基于不滑线理论的方管小角度测地线缠绕设计方法;建立方管测地线周期缠绕理论,分析从不同起始点缠绕的实际误差;设计方管缠绕线型,并应用于实际缠绕,得到其小角度缠绕的一般绕线方程.结果表明,本文提出的方管小角度测地线缠绕理论正确,线型设计方法可靠,得到的丝嘴运动方程合理、精确,能很好地满足复合材料方管缠绕的基本原理和工艺要求.

关键词: 复合材料 , 纤维缠绕 , 方管 , 小角度测地线 , 稳定缠绕

金属内衬碳纤维全缠绕气瓶的有限元分析

祖磊 , 王继辉 , 李书欣 , 汪准

玻璃钢/复合材料

本文通过有限元的分析方法,对具有铝合金内衬的碳纤维全缠绕复合材料气瓶的结构进行了剖析,建立了较为合理的复合材料气瓶有限元模型,对气瓶模型的基本建模分析过程进行了阐述和研究.采用ANSYS参数化编程语言(APDL)对复合材料气瓶进行参数化建模,参考美国制定的DOT-CFFC标准《铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶的基本要求》,对公称工作压力、试验压力和最小爆破压力下的碳纤维缠绕铺层和铝合金内衬的各向应力分布进行了数值模拟和计算,并预测了复合材料气瓶的实际爆破压强.

关键词: 复合材料 , 碳纤维全缠绕气瓶 , 铝合金内衬 , 有限元分析 , 爆破压强

准解理断裂的本质

廖乾初 , 孙福玉 , 蓝芬兰

金属学报

本文试图探讨准解理断裂的本质。联系多晶材料的典型应力一应变曲线,对不同钢的断裂韧度试样的断口分析表明,准解理断裂可以看作是一种过渡的断裂机制。首先,一系列微观解理裂纹在高拉伸应力集中地方生核,然后这些裂纹各自沿着它本身已变形晶粒的解理面上扩展,最后借助于微观塑性聚合方式,这些微裂纹彼此连接。根据上述断裂模型可以认为:解理裂纹与塑性变形间的相互作用是准解理断裂的一种重要性质。借助于断口定量分析方法,有可能把断口形貌和一些力学参数间关系建立起来。

关键词:

准均相催化:走向绿色和高效

肖超贤 , 颜宁 , 寇元

催化学报

准均相催化是指纳米粒子均匀分散在溶剂中形成准均相体系用于催化各种化学反应.调变合成准均相催化剂的条件,如制备方法、稳定剂和温度等,对于调控纳米粒子的尺寸和形貌至关重要,并显著影响其催化性能和使用寿命.准均相催化目前已被应用到加氢、氧化和C-C偶联等各种类型的反应中,表现出高活性和高选择性等优异的催化性能.膜分离、超过滤、离心、两相分离和磁分离等技术被用于催化剂的分离,可以实现准均相催化剂的循环使用.本文主要介绍准均相催化的诞生背景,发展历程和最新进展,主要包括准均相催化剂的合成及其在各种反应中的应用.

关键词: 准均相催化 , 纳米簇 , 可溶性纳米粒子 , 离子液体 , 多相催化

新型透波准陶瓷基体材料

张宗波 , 张大海 , 李永明 , 罗永明 , 徐彩虹

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.03.009

对含乙烯基陶瓷前驱体PSN1的固化工艺及其经准陶瓷化后所得材料的性能进行了研究.采用TGA、DMA对准陶瓷基体的热性能进行了表征.结果表明:其分解温度及800℃残重率随准陶瓷化温度升高而升高,N2气氛下分别达到580℃和87%,空气气氛中分解温度高于550℃,残重率达95%以上,Tg也随准陶瓷化温度上升而升高,420℃准陶瓷化基体在400℃以下没有明显的玻璃化转变.运用网络矢量分析仪测定了介电常数随温度和频率的变化情况,结果表明准陶瓷基体介电常数小于3,并且随温度和频率变化不大.准陶瓷基体吸水率较低,最低达到0.03%.初步研究表明PSN1准陶瓷基体具有良好的热、介电稳定性,吸水率低,有望用作耐高温透波复合材料基体.

关键词: 乙烯基聚硅氮烷 , 准陶瓷 , 透波复合材料

镁系准晶与高性能镁合金

郑明毅 , 吴昆 , 乔晓光 , 李淑波 , 胡小石

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.06.028

综述了Mg-Al-X(X=Cu,Zn,Pd,Ag,Pt)、Mg-Zn-(Ga,Al)、Mg-Zn-RE(RE=Y,以及Gd到Er的稀土元素)等系列的镁系准晶的结构、形成机理、准晶形成的成分范围,以及准晶的力学性能.介绍了近年来利用镁系准晶的优异性能,采用各种制备工艺,开发含准晶的高性能镁基材料的研究进展.

关键词: 镁合金 , 准晶 , 增强相 , 镁基复合材料