钢/锌层状复合材料的力学性能与耗能行为

对复合铸造法制成的钢/锌层状复合材料在不同条件下的单向拉伸和低周疲劳实验进行了研究.结果表明:锌的加入使钢/锌复合材料的塑性得到提高,同时其强度与钢相比有所降低.在单向拉伸条件下,拉伸速度对钢/锌复合材料试样的应力-应变曲线影响不大.在±0.5%,±1.0%,±1.5%应变范围内,所对应的拉压应力随着循环次数的增多而增大,表明材料出现循环硬化行为,并且循环应变的提高使材料的循环硬化行为逐渐明显,进一步循环使拉压应力趋于稳定.     

16Mn/Zn抗震复合材料的单向拉伸与循环变形行为

采用复合铸造工艺将16Mn钢和工业纯锌制备出双金属层状抗震复合材料,并对其在不同条件下的单向拉伸性能和循环变形行为进行了研究.研究表明:在单向拉伸条件下,应变速率对复合材料试样的应力-应变曲线影响不大;在0.5%、1%、1.5%应变下所对应的拉压应力随循环次数的增多而增大,材料出现循环硬化行为,并且循环应变的提高使材料的循环硬化行为逐渐明显,进一步循环使拉压应力趋于稳定;16Mn钢/锌抗震复合材料试件具有滞回特性,使结构适应反复载荷作用下的内力和变形,起到减震的作用.     

高阻尼空心微珠/环氧复合材料的制备及性能研究

制得不同粒径空心微珠/环氧复合材料,并对其进行断口形貌、阻尼性能和耐热性进行了研究.其阻尼性能的测试是采用动态力学热分析仪,通过拉伸-压缩的方法在不同变温(-40～150℃)和变频(10～800Hz)条件下完成的.结果表明相同条件下,添加过筛100～140目空心微珠的复合材料在玻璃化转变温度(Tg)下的阻尼性能相对较好(tanδmax=0.892),并且随频率增加损耗因子衰减较慢.通过复合材料断口的扫描观察发现空心微珠均匀分布在基体中,且与基体的结合较好;通过热重测试发现空心微珠概率粒径越大,复合材料耐热性越好.     

甲基乙烯基硅橡胶/丁基橡胶的阻尼性能与热稳定性研究

用共混-硫化法制备了甲基乙烯基硅橡胶/丁基橡胶(PMVS/IIR)复合材料,并采用拉伸测试和动态力学测试(DMA)、TG分析了材料的力学性能、阻尼性能和在空气中的热稳定性.结果表明,通过改变聚合物组分的配比和硫化剂的用量,可得到力学性能较好的复合材料.DMA测试表明,与硅橡胶相比,在以酚醛树脂作为硫化剂时,复合材料的阻尼温域从0℃拓宽到近150℃(-50～100 ℃),阻尼因子从0.12提高到0.69.所制备出的材料可作为阻尼材料使用.     

CIIR/ACM/PZT/CB复合材料的阻尼性能

制备了CIIR/ACM/PZT/CB复合材料,通过测试该材料的振动衰减时间对其阻尼性能进行了表征,并探讨了材料不同的电阻与其阻尼性能的关系。结果表明,当材料电阻率在102.5Ω.cm～109.5Ω.cm,且压电陶瓷含量在30%～40%时,该复合材料具有优良的阻尼减振性能。     

往复挤压法制备Al2O（3P）/Al复合材料的室温阻尼性能

以纯Al粉及Al2O3粉为原料,采用往复挤压法制备了不同体积分数的Al2O3颗粒增强纯Al基复合材料,并测试了材料的阻尼性能,研究了室温条件下,阻尼与应变振幅及频率变化的关系以及增强颗粒的含量对材料阻尼性能的影响。结果表明：通过往复挤压,Al2O3均匀地分布于Al基体上,形成了致密、均匀的复合材料。往复挤压法制备的Al...     

空心陶瓷/铝基复合材料的阻尼减振性能

采用挤压铸造法制备了70%(体积分数)空心陶瓷/6061Al复合材料,采用弯曲共振法测试了复合材料的阻尼性能.结果表明,空心陶瓷的加入明显提高了6061Al合金的阻尼性能,且尺寸减小会进一步提高空心陶瓷复合材料的阻尼性能.采用弯曲共振法测得的含较小粒径的空心陶瓷/6061Al复合材料的阻尼为基体6061Al阻尼的5.7倍,这表明空心陶瓷/6061Al复合材料阻尼与材料内部所含孔洞有密切的关系.结合组织观察,本文对相关的阻尼机理进行了探讨.     

温湿效应下嵌入式共固化复合材料阻尼性能

将温湿环境实验与阻尼性能测试技术相结合,搭建了温湿环境中嵌入式共固化复合材料阻尼性能的实验测试平台,提出使用最小二乘技术求解相对阻尼系数的新方法,分别探讨了温度和湿热耦合参数对嵌入式共固化碳纤维/双马来酰亚胺复合材料阻尼系数的影响曲线。结果表明:嵌入式共固化复合材料的相对阻尼系数随温度的升高先增加再减小后增大;湿热耦合作用下相对阻尼系数随湿度和温度的提高而增大。为该新型复合材料阻尼结构的设计和全天候应用奠定了基础。      

压电陶瓷/聚合物基新型阻尼复合材料的研究进展

压电陶瓷/聚合物基复合材料兼具了聚合物和压电陶瓷两相的优点,是新型的智能阻尼材料.叙述了压电陶瓷/聚合物基复合材料的阻尼性能表征、阻尼原理以及影响阻尼性能的主要因素,并展望了研究前景.指出从压电阻尼材料的基础理论、制备工艺和性能表征、结构与性能关系上寻找突破,可以获得可控的高阻尼压电复合材料.     

低密度高阻尼金属/金属复合材料

采用快速凝固 /粉末冶金法制备了Al-7Fe -1 .4Mo -1 .4Si(FMS0 71 4)合金及其复合材料FMS0 71 4/xAl(x=1 0～ 2 0 )和FMS0 71 4/y(Zn-3 0Al) (y =1 0～ 2 0 )w(B) / % .运用三点弯曲法、拉伸试验和阿基米德法分别测试了其阻尼性能、拉伸性能和密度 .结果表明 :FMS0 71 4合金本身即具有较好的阻尼性能 .添加纯Al粉对其阻尼性能影响不大 ;而添加Zn-3 0Al合金粉则显著提高其阻尼性能 .FMS0 71 4合金及其复合材料的阻尼性能与拉伸强度均优于LD7CS合金 .其中 ,FMS0 71 4/ 1 5 (Zn-3 0Al)具有最佳的综合性能 ,在航空和航天领域显示出良好的应用前景 .     

Research on identification of nonlinear damping based on time frequency analysis

Abstract

According to the relationship between damping, strain and time, the piecewise linear wavelet transform and the piecewise linear short time Fourier transform methods are put forward to identify the nonlinear damping of alloy material. The overall nonlinear property of damping is derived from the piecewise local linearisation. The satisfied results obtained from simulations demonstrate that the methods presented are effective. Usually, damping measured in the non-uniform stress field is only a volumetric average. To overcome this deficiency, a trapezoid specimen with quasi-uniform stress field is developed on the basis of the traditional damping experimental equipment. The damping measurement experiment is carried out. The measurement signal is analysed by the two methods presented. The relation curve of damping versus strain has shown that the damping capacity of the alloy Al–33Zn–6Si increases with the increasing strain. The relationship between damping and strain appears obviously nonlinear.     

NiMnGa铁磁性形状记忆合金颗粒/树脂智能复合材料的研究进展*

介绍了NiMnGa铁磁性形状记忆合金颗粒/树脂智能复合材料的制备、温度场和磁场响应特性以及阻尼性能的最新研究进展.与NiMnGa多晶材料相比,NiMnGa铁磁性形状记忆合金颗粒/树脂智能复合材料具有很好的加工成型性能,克服了NiMnGa多晶材料的脆性,同时表现出良好的温度场响应特性和阻尼性能,是一种很有发展前景的新型驱动器材料和阻尼材料.在磁场响应方面,新型铁磁性形状记忆合金(NiCoMnIn、NiCoMnSb、NiCoMnGa)/树脂智能复合材料将是未来研究的重点.     

钢和CFRP拉索的振型阻尼特性研究

应用非正交粘性阻尼理论和应变能比例阻尼理论,讨论了斜拉索振型阻尼比分布特征,通过与钢索实测值的对比,验证了粘性阻尼理论的适用性。在此基础上进一步比较了钢和CFRP拉索的振型阻尼比以及粘性减振器的阻尼效果。结果表明,由于初张力产生较大的势能,按应变能比例阻尼理论计算得到的拉索面外振型阻尼比不合理,且面内振型的阻尼比分布规律与实测值也不一致。根据实测结果推断得到的钢索粘性阻尼系数大约为10-4kN·s/m―10-3kN·s/m。拉索的垂度比对振型阻尼比影响显著,而倾角的影响不大。CFRP拉索的振型阻尼比大于钢索,且粘性阻尼器的附加阻尼效果较好。     

多层阻尼薄膜嵌入的共固化复合材料结构动力学性能

为大幅度地提高复合材料结构动力学性能,首先提出了新型多层阻尼薄膜嵌入的共固化复合材料结构,并按照玻璃纤维/环氧(5231/EW180B)预浸料固化工艺曲线将其制成嵌入式中温共固化多层阻尼薄膜复合材料试件;然后,探索使用模态应变能有限元数值模拟法对该结构的动力学性能进行了研究;最后,将结果与模态分析实验数据进行对比,并获得了多层阻尼薄膜嵌入的共固化复合材料结构模态参数随阻尼层的厚度、数量、位置和分布的变化关系。结果表明:多层阻尼薄膜嵌入的复合材料结构能显著提高整体结构的一阶模态损耗因子。研究结果为轻质大阻尼复合材料结构设计理论和制作工艺的进一步研究奠定了基础。     

嵌入式共固化复合材料阻尼结构吸湿处理后的层间结合性能

采用压片工艺和刷涂工艺制备了碳纤维/双马来酰亚胺(T300/QY8911)嵌入式共固化复合材料阻尼结构(ECCDS)试件。对T300/QY8911复合材料阻尼结构试件的吸湿特性进行了研究,获得了吸湿率与阻尼层厚度的关系;对两种工艺制备的复合材料吸湿处理后的层间结合性能进行了研究,分析了阻尼层厚度与层间最大剪切应力的关系。结果表明:含穿孔黏弹性阻尼层的ECCDS能明显提高吸湿处理后的层间结合性能,为ECCDS的理论设计和应用研究奠定了基础。     

玻璃纤维芯-铅网增强橡胶复合材料动态性能

制备了具有不同结构和界面结合强度的玻璃纤维芯2铅网增强橡胶复合材料( GF- Pb/ R) , 并通过测试复合材料的力滞回线, 研究了其在3～20 Hz 时的动态性能。结果表明, GF- Pb 网增强结构可以同时提高橡胶的动态力学性能和阻尼性能, 其中GF-Pb 网垂向增强方式的性能改善效果明显, 当GF-Pb 网体积分数为4 %时, 其动刚度和损耗因子的提高率可分别达到49 %和25 %。GF- Pb/ R 复合材料阻尼性能是材料阻尼、界面微滑移阻尼、Pb 塑性变形阻尼等多种阻尼机制共同作用的结果。界面粘结强度显著影响了复合材料的力学性能和阻尼行为: GF-Pb/ R 刚度随界面结合强度的增大而提高; 损耗因子按照界面中等强度结合、强结合、弱结合的顺序递增。      

玻璃钢约束阻尼复合结构的阻尼特性

以玻璃纤维增强树脂作为约束层主要材料、丁腈橡胶为阻尼层、钢板为基板制备约束阻尼复合结构, 运用动态黏弹谱仪和悬臂梁共振法, 研究温度、约束层刚度和阻尼层结构对约束阻尼复合结构减振效果的影响。结果表明:自由阻尼复合板的最大阻尼范围落在阻尼层的玻璃化转变区;玻璃钢约束层能将复合结构的阻尼拓展至阻尼层的高弹态区域, 增加阻尼层厚度可以提高约束复合板的阻尼性能;提高孔隙率同样有利于约束复合板阻尼性能提升;铝板约束层提升作用尤为显著, 然而在海洋环境、干湿交替等强腐蚀场合中, 铝板极易腐蚀而丧失约束功能, 因此在这类特殊场合下耐腐蚀的玻璃钢具有优势。      

低密阻尼金属/金属复合体材料的组织与性能研究

采用快速凝固／粉末冶金法成功地研制出Ａｌ－７．０９％Ｆｅ－１．３４％Ｍｏ－１．４５％Ｓｉ（ＦＭＳ０７１４）合金及其金属／金属复合体材料ＦＭＳ０７１４／１５％Ａｌ和ＦＭＳ０７１４／１０％（Ｚｎ－３０％Ａｌ）,考察了其组织、拉伸性能、阻尼性能和密度,产散锻铝ＬＤ７ＣＳ合金进行了对比。结果表明：ＦＭＳ０７１４合金本身就具有较好的拉伸与阻尼性能。添加纯Ａｌ和Ｚｎ－３０％Ａｌ合金粉均使其强度下降,而 ＦＭＷ     

玻璃纤维增强铅网/橡胶阻尼复合材料研究

为了改善橡胶的力学性能和阻尼性能,以橡胶、纤维和铅为原料设计了玻璃纤维增强铅网/橡胶阻尼复合材料,研究了不同玻璃纤维增强铅网铺层数量的横向玻璃纤维增强铅网/橡胶复合材料力学性能和阻尼性能,分析了其阻尼机制.结果表明,复合材料具有比橡胶更高的力学性能和阻尼特性,其刚度随铅网铺层数量的增加而提高,而阻尼损耗因子与铺层数呈非线性关系.复合材料中存在材料变形耗能、界面耗能、摩擦耗能等多种阻尼损耗机制.     

锆钛酸铅/聚苯胺/聚氨酯三元阻尼复合材料

为减少压电陶瓷/导电填料/聚合物阻尼复合材料中填料的含量,制备了锆钛酸铅(PZT)/聚苯胺/聚氨酯三元复合材料,其中,聚苯胺(PANI)通过原位聚合的方法包覆于压电陶瓷粒子的表面.采用FTIR,TGA,SEM、EDS研究了PANI包覆PZT的组成和形态.用DMA评价了复合材料的阻尼性能.结果表明,通过原位聚合的方法能够制备PANI包覆的PZT粉末;三元复合材料的阻尼性能与PANI的导电率有关,在一定的PANI导电率时达到最大,并且在任意导电率下均高于单一聚氨酯.用PANI包覆的压电陶瓷与聚合物复合,能够提高聚合物的阻尼性能.通过调整PANI的导电率,可以使材料的阻尼性能达到相应振动频率下的最大值.