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复合材料固化过程的智能化监控及其智能生产系统

黄龙男 , 王正平 , 张德庆 , 张宝友 , 李辰砂 , 刘志强 , 李晓峰 , 夏伟光

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2002.02.001

复合材料由于其优良的性能而拥有广泛的应用领域,但其成型工艺复杂,成本高使其应用受到限制.针对成型过程开发智能化技术是提高生产效率和产品质量的有效手段,其中包括建立数学模型,以专家系统、神经网络或分步预测优化的模型系统为中心的在线监控系统.本文作者针对这些智能化工艺技术进行了总结分类和比较,对智能成型工艺系统进行了阐述,包括其功能、结构和辅助部件.分析了关于复合材料智能化生产技术的发展方向和社会效益.

关键词: 复合材料 , 固化 , 在线监控 , 智能生产系统

复合芯材夹芯结构成型工艺研究

张剑 , 李地红 , 李兴冀 , 黄龙男 , 张东兴

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2008.01.019

为了改善复合材料夹芯结构中芯材与面板界面结合强度,研制了一种新型夹芯结构,印复合材料柱/泡沫塑料复合芯材夹芯结构.该结构中用过渡层取代胶结层,使芯材和面板为一体,芯材由泡沫塑料和柱结构组成,其中柱结构是与面板同材质的纤维增强复合材料.通过该夹芯结构的芯材结构设计、加工工具的设计、加工工艺设计,使增强材料在法向上植入芯材中,并与上下面板的增强材料连通.由于在同一个工艺过程中固化成型,构成一个整体,没有界面,从根本上改善了面板与芯材之间粘接性能薄弱问题.试验结果表明,该结构具有较高的抗层间剪切、抗平压、抗剥离及抗疲劳性能.

关键词: 复合芯材 , 夹芯结构 , 过渡层 , 复合材料

连续玻璃纤维增强热塑性复合材料工艺及力学性能的研究

王荣国 , 刘文博 , 张东兴 , 张洪涛 , 黄龙男

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2001.02.011

选择三种国产高性能热塑性树脂,聚醚砜、酞侧基聚醚砜、酞侧基聚醚酮和高强玻璃纤维粗纱,采用连续预浸渍技术和高温、高压成型工艺,确定出合理的工艺参数,分别制备了树脂基体试件和单向板试件,并对其进行了相关力学性能试验研究.通过扫描电镜对单向板试件断口进行了分析.

关键词: 连续纤维 , 热塑性复合材料 , 工艺参数 , 力学性能

复合材料缠绕压力容器缠绕过程模拟

李地红 , 李兴冀 , 张东兴 , 黄龙男

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2007.05.009

为了提高复合材料缠绕压力容器缠绕工艺效率及优化缠绕过程,研究并设计了复合材料缠绕压力容器缠绕过程的模拟软件.模拟软件主要包括两个模块:缠绕设计模块和模拟模块.模拟模块中,通过在几何空间和色彩空间,描述纤维缠绕压力容器成型工艺的芯模、落纱点、悬纱、丝头的运动规律和运动轨迹,形成动态画面,直观地反映出缠绕过程中落纱、纱线排布、悬纱、芯模和丝头运动以及线形变化,显示出纤维缠绕成型的全部过程.该模拟软件的建立,有利于加深对复合材料缠绕压力容器缠绕工艺过程的理解.

关键词: 复合材料 , 缠绕工艺 , 运动规律 , 动态合成 , 模拟

碳纤维复合材料补强混凝土界面温度应力分析

黄龙男 , 李地红 , 张东兴 , 福泽公夫

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2005.02.013

碳纤维片材的热膨胀系数与混凝土的热膨胀系数相差很大,因而,在环境温差作用下,补强碳纤维片材和混凝土界面处将产生界面温度应力.正确地分析界面温度应力,揭示界面温度应力的变化规律,对补强结构设计和安全评价具有重要意义.建立了碳纤维片材补强混凝土梁的界面温度应力定量计算公式,并通过实验测试验证了定量分析理论的合理性.研究结果表明:界面温度应力分布及大小与补强复合材料的刚度和作用温差有较大关系,与基底混凝土的刚度关系不大.

关键词: 碳纤维复合材料补强混凝土 , 温差 , 热膨胀系数 , 界面温度应力

碳纤维增强混凝土的拉敏特性及梁构件的机敏监测

黄龙男 , 张东兴 , 吴思刚 , 赵景海

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2005.02.007

碳纤维具有良好的导电性,电阻率变化率与所处应力场具有稳定的对应关系,在混凝土结构中构造一定厚度的碳纤维增强混凝土机敏层,并通过实时监测电阻率变化率,可对结构的实时荷载和变形程度进行预报.本工作研究了碳纤维增强混凝土本征拉敏特性规律,并将其应用于钢筋混凝土梁构件中,实现了对构件实时荷载和变形的在线监测.

关键词: 碳纤维增强混凝土 , 拉敏特性 , 实时监测

强度调制的光纤传感器在线监测复合材料成型过程

李辰砂 , 黄龙男 , 王正平 , 张博明

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2002.03.005

阐述了光纤监测复合材料成型过程的原理和可行性.研制了依据强度调制的光纤传感器监测复合材料固化成型过程中的内部变化历程,进行了从实验室到生产现场的监测实验.监测结果比较灵敏、精确,达到实用化,为光纤智能技术的发展开辟了新的方向.

关键词: 复合材料 , 固化 , 光纤传感器 , 强度调制

轴向受压CFRP管混凝土柱的膨胀模型及应力-应变关系

黄龙男 , 张东兴 , 李地红 , 福泽公夫 , 张晓宇

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.01.018

在实验基础上,建立了CFRP管混凝土柱的轴向压缩膨胀模型.利用膨胀模型计算的紧箍力变化规律和主动侧限混凝土柱的轴向压缩本构模型,结合多轴应力下的混凝土破坏准则,推导出被动侧限混凝土柱轴向压缩应力-应变关系理论表达式.根据各组份材料性能、含量、轴向压缩荷载作用下各组份的应力状态及变形协调条件,建立了CFRP管混凝土柱轴向压缩本构关系.实验结果证明,理论预测结果与实验值吻合良好.

关键词: 被动侧限 , 膨胀模型 , 紧箍力 , 轴向应力-应变关系

陕西汉阴黄龙金矿稀土元素地球化学特征

邱士东 , 王葆华 , 徐九华 , 谢玉玲

中国稀土学报

采用ICP-MS方法研究了陕西汉阴黄龙金矿黑色岩系中稀土元素地球化学特征和形成条件. 稀土总量在全岩和硫化物中含量为91.55～331.31×10-6 g · g-1. 轻稀土富集, 分布曲线较陡, 重稀土曲线较为平缓, 与陕西八卦庙金矿和华南黑色页岩系中的稀土元素地球化学特征相似. Eu, Ce呈负异常, 反映黑色岩系形成于干燥气候的陆棚边缘浅海的还原环境.

关键词: 稀土元素 , 还原环境 , 黄龙金矿