电化学储能及传感用细菌纤维素及其复合材料的研究进展

摘要：细菌纤维素(Bacterial cellulose，BC) 来源丰富，是一种绿色环保的可再生材料。BC 具有优异的物理化学特性，是具有多样性应用潜力的生物聚合物材料，随着能源和生态环境的持续恶化，对于开发先进储能技术亟待实现，BC 在电化学储能、传感及能源转换领域展现出广阔的应用前景，受到诸多关注。本文对BC 做了简要介绍，以BC 及其复合材料在电化学储能及传感领域的种类、不同处理及改性手段对BC 结构与性能的影响为线索，系统地对BC 在电化学储能及传感领域的应用进展进行了概述，对其在新型电子器件及能源转换领域的发展也有所涉及，最后对BC 在电化学储能及传感材料的研究进展及发展方向进行了总结和展望。

复合 2024年10月24日 1 点赞 0 评论 89 浏览

变刚度复合材料层合板研究进展

摘要： 变刚度复合材料层合板由纤维曲线铺放而成，可以实现刚度分布的变化设计，与传统固定铺层角的复合材料层合板相比，变刚度复合材料层合板在减少重量和成本的同时，也提高了结构性能。随着铺放设备的发展，目前已经能够利用自动铺放技术实现纤维的曲线铺放。同时，为提高复合材料构件的结构性能和满足不同的工程实际需求，铺层设计方法也从单一角度的直线铺层逐渐向变角度曲线铺层发展。本文首先介绍了变刚度复合材料层合板设计制造方法与有限元建模，接着在刚度分布、屈曲特性、失效行为等方面阐述了变刚度复合材料层合板力学性能的研究进展，然后结合南京航空航天大学复合材料工程自动化技术研究中心在变刚度复合材料层合板振动特性方面的研究，对变刚度复合材料层合板振动特性进行了分析和概括，最后对变刚度复合材料层合板未来的研究趋势进行了论述与展望。

复合 2024年10月12日 1 点赞 0 评论 91 浏览

纺织复合材料多尺度网格划分方法

摘要：针对现有纺织复合材料网格划分时，由不规则纱线截面形状和材料边界引起的失真、干涉和锐化等问题，提出了一种基于织物微观几何结构的复合材料网格划分方法和单元拆分机制。该方法借助专业纺织建模软件DFMA 建立织物单胞几何结构点云。首先，基于结构点云，计算纱线路径并采用Delaunay 三角网改进的Alpha-shape 算法计算纱线截面轮廓，依此获得纱线表面初始网格。然后，将该网格置于体素网格中，通过网格映射方法引入周期性边界，并与体素网格节点相匹配，进而消除纱线间的渗透和窄间隙。最后，拆分体素单元，以保证材料的连续性。采用该方法建立了平纹、三维整体正交和层间正交复合材料网格模型，并基于应变连续损伤准则与指数衰减模型建立了纺织复合材料的损伤起始与演化准则，模拟了平纹编织复合材料在剪切载荷作用下的力学性能。结果表明，与四面体和六面体网格划分方法相比，所提网格划分方法能够较为准确地还原复合材料内部几何结构，处理二维和三维机织物结构中的尖锐边界和复杂曲面，获得光滑的纱线表面和清晰的轮廓；网格数量适中，计算耗时仅为TexGen 模型的15%。剪切模量和强度的仿真结果与实验结果对比分别相差8. 93% 和3. 73%，验证了模型的有效性与可靠性。

复合 2024年10月10日 1 点赞 0 评论 92 浏览

复合材料加工技术及装备发展综述

摘要:分析复合材料加工的主要特点和基本要求,研究加工过程中复合材料的切屑及缺陷形成机制、刀具结构及磨损特点,梳理国内外复合材料加工技术和装备的发展现状。研究认为,应该加强基础理论研究、注重技术创新。研究建议:应重点完善对复合材料微观切屑形成机制、加工缺陷的相关研究,形成复合材料加工质量评价标准;深入研究复合材料/ 金属的叠层钻削技术,形成成熟的工艺体系;坚持加工设备自主研发,降低对国外设备的依赖。

复合 2024年10月08日 1 点赞 0 评论 76 浏览

表面浅裂纹损伤后碳纤维增强树脂复合材料层合板断裂强度研究

摘要：在实际服役环境下，碳纤维增强树脂复合材料（CFRP）结构表面容易出现浅划痕损伤，如何评估损伤后CFRP结构的承载性能是关注的焦点。基于边界效应模型（BEM）研究了CFRP板出现表面浅裂纹后的断裂强度，提出了一种CFRP表面定量深度浅裂纹的预制方法，较准确地制备了包含表面浅裂纹的试件；完成了三点弯曲准静态成组试验，在金相显微镜下对裂尖损伤区的断裂特征进行观测，建立了裂纹尖端损伤区量化评价方法。研究结果表明：通过标定试验确定了试验机分别施加300,450,600N的压力载荷后，CFRP层合板试件表面可形成平均深度约为1.10,0.14,0.18mm的浅裂纹；完成了边裂纹试件的三点弯曲断裂试验，通过裂纹扩展观测和成组试验数据的拟合分析，确定了反映裂尖损伤区分布范围的参数β和断裂参数C的最优取值，分别为β=0.27，C=0.47，实现了CFRP表面微裂纹损伤后断裂强度的评价，并且拟合分析与直接拉伸试验的抗拉强度对比偏差为4.59%，验证了BEM模型的合理性；基于BEM模型，建立了CFRP层合板断裂强度预测的解析方程，以便于实际工程应用。

复合 2024年10月08日 1 点赞 0 评论 99 浏览

碳纤维增强聚合物复合材料水导激光切割损伤机理研究

摘要：碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料在水导激光加工后，切缝表面和横截面存在热损伤，这些损伤是影响材料力学性能、降低材料服役性能的重要因素。针对该问题，采用试验方法分析了加工参数对沟槽几何形貌和表面形貌的影响规律，研究了沟槽表面和横截面的热损伤形成机理。研究结果表明：高激光功率、低脉冲频率和低切割速度可有效增大沟槽深度；激光与材料的相互作用和水射流的冲刷作用是形成沟槽表面热损伤的主要原因。在2mm厚CFRP切割试验中发现：横截面热影响区宽度与纤维排布方向有关，0°碳纤维热影响区宽度最大，45°和135°碳纤维热影响区宽度次之且宽度相近，90°碳纤维热影响宽度最小；另外，提高水射流速度有利于抑制热影响区的扩展，水射流速度由80m/s提高至120m/s，最大热影响宽度缩小35.7%。

复合 2024年09月30日 1 点赞 0 评论 72 浏览

碳纳米管杂化结构增强复合材料电学和力学性能研究进展

摘要：碳纳米管作为一维纳米材料，具有优异的电学、热学、力学等性能，被广泛地用作复合材料的增强剂。根据碳纳米管杂化结构类型，综述了碳纳米管/颗粒材料、碳纳米管/纤维材料、碳纳米管/片层材料、碳纳米管/轻质泡沫材料等结构在电学性能和力学性能方面的研究进展，阐述了各种杂化结构的电学性能和力学性能增强机理，分析了各种杂化结构的优势，为碳纳米管杂化材料的构建和设计提供了依据。

复合 2024年09月30日 1 点赞 0 评论 61 浏览

碳纳米管增强铝基复合材料界面与晶粒调控研究进展

摘要：随着碳纳米管增强铝基复合材料制备工艺的不断完善，碳纳米管的难分散问题被妥善解决，复合材料的强度有所提高，但复合材料的高模量、高强度没有得到充分利用，并出现“强度–塑性”倒置现象。本文总结了近年来对碳/铝复合材料界面结构、晶粒结构与复合构型设计的调控手段，讨论了界面结构强度对碳纳米管载荷传递效率的影响，分析了出现倒置现象的原因，并针对复合材料塑韧性差的问题，提出了调控思路，为制备强度高、韧性强的碳纳米管增强铝基复合材料提供依据。

复合 2024年09月26日 1 点赞 0 评论 71 浏览

高性能铜基复合材料研究进展

摘要 ：铜和铜合金凭借其高导电性、导热性、易加工性和耐腐蚀等特性被广泛应用于电接触材料、电子封装材料、热交换材料等领域，然而铜合金强化过程中强度和电导率、热导率之间此消彼长的矛盾使其发展受限。铜基复合材料可通过强化相提升材料的强度，并且可避免对铜基体产生严重晶格畸变，最大化保证材料的电导率，从而获得优异强阻比的材料，因此铜基复合材料是高性能铜材的一个重要发展方向。本文概述了高性能铜基复合材料的主要制备方法，总结了复合材料增强相及其特点和发展方向。阐述了主要研究进展及其在轨道交通、电工电子、军工方面的应用现状，并对该材料未来的发展方向进行了展望，为高性能铜基复合材料的研究和应用提供参考。

复合 2024年09月18日 0 点赞 0 评论 67 浏览

激光增材制造网状结构金属基复合材料的研究进展

摘要：相较于传统增强相呈均匀分布的金属基复合材料，网状结构金属基复合材料因其独特的“机械互锁”“位错钉扎”等组织结构特征，具有更优异的室温强度、高温强度、弹性模量和断裂韧性，在航天、航空等领域上具有广泛的应用前景。激光增材制造技术可实现对网状结构的精细化调控，为网状结构金属基复合材料的进一步发展提供了新的途径。本文综述了高能量激光束诱导马兰戈尼对流作用下网状结构金属基复合材料的形成机理、影响网状结构形成的因素、不同类型网状结构的显微组织结构特征，分析了网状结构金属基复合材料的多段弯曲断裂、微孔聚集断裂等断裂机制，阐述了在霍尔−佩奇、奥罗万、泰勒、载荷传递等强化机制共同作用下的强化机理，以及独特的增强相贫、富区协同作用下的韧化机理，并对其未来的研究方向进行了展望。

复合 2024年09月13日 1 点赞 0 评论 104 浏览