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基于有限元分析方法,針對(duì)復(fù)合材料在風(fēng)電葉片制造過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷——纖維波紋,建立了一種有限元微觀模型預(yù)測(cè)單向均一波紋板的力學(xué)性能。在ANSYS軟件中,采用參數(shù)化建模方法,建立正弦曲線狀波紋的單胞模型,即代表性體積元(RVE)。采用均勻化方法,建立周期性邊界條件,求出不同的加載條件下均應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系,進(jìn)而等效剛度。此外,對(duì)軸向壓縮載荷下纖維基體局部應(yīng)力進(jìn)行了數(shù)值模擬和計(jì)算。結(jié)果表明,波紋比對(duì)復(fù)合材料剛度影響較大,特別是縱向楊氏模量損失嚴(yán)重,正應(yīng)力和層間應(yīng)力在沿波紋方向發(fā)生了顯著變化。
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在研制玻璃纖維增強(qiáng)造紙污泥纖維板的基礎(chǔ)上,分析了偶聯(lián)劑施加量和玻璃纖維長(zhǎng)度對(duì)該板材物理力學(xué)性能的影響,并研究了這種板材的復(fù)合機(jī)理.結(jié)果表明:隨著偶聯(lián)劑施加量的增大,玻璃纖維長(zhǎng)度的,玻璃纖維增強(qiáng)造紙污泥纖維板的各項(xiàng)性能均有所提高,當(dāng)玻璃纖維長(zhǎng)度為4cm,偶聯(lián)劑施加量≥0.5%(分?jǐn)?shù))時(shí),其各項(xiàng)力學(xué)性能均可達(dá)到.紅外光譜分析發(fā)現(xiàn),偶聯(lián)劑可改善玻璃纖維表面極性,使其與酚醛樹脂膠形成共價(jià)連接.掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)偶聯(lián)劑能玻璃纖維表面粗糙度,這可進(jìn)一步改善玻璃纖維表面的潤(rùn)濕性,有利于膠合.

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通過(guò)壓試驗(yàn),測(cè)試了普通模板與透水模板工藝成型混凝土的孔結(jié)構(gòu),用體積分形維數(shù)揭示了試樣距表面不同深度處各自孔結(jié)構(gòu)的特征.結(jié)果表明:試驗(yàn)獲取的材料孔隙率P和相應(yīng)孔徑r的函數(shù)關(guān)系——lg(1-P)~lg(r/R)曲線均有拐點(diǎn),顯示試樣存在大孔和微孔2個(gè)無(wú)標(biāo)度區(qū)域,可獲取不同的體積分形維數(shù);透水模板試樣微孔段體積分形維數(shù)提高顯著、閾值孔徑減小且孔結(jié)構(gòu)改善效果由表層到內(nèi)層逐漸減弱.
為提高薄型瓷質(zhì)陶瓷磚的力學(xué)性能,以ZrO2短纖維為增強(qiáng)體,研究其摻量（分?jǐn)?shù),下同）對(duì)陶瓷性能的影響.結(jié)果表明:當(dāng)ZrO2纖維摻量在4.0%以內(nèi)時(shí)對(duì)陶瓷具有增果,但陶瓷韌性變差;當(dāng)ZrO2纖維摻量為2.0%時(shí),陶瓷的彎曲強(qiáng)度增幅為10.84%,達(dá)到77.60MPa,但斷裂功下降22.36%,為383.21J/m2.ZrO2纖維結(jié)構(gòu)不致密,在燒成中由四方相轉(zhuǎn)變到立方相,并且阻礙了石英的熔融和莫來(lái)石的析出,這些因素均不利于增強(qiáng)增韌.
基于Wallin阻力曲線模型,結(jié)合纖維增強(qiáng)復(fù)合材料斷裂理論,提出了鋼纖維水泥基復(fù)合材料的K-R曲線模型.通過(guò)定向與亂向兩種纖維分布形式以及不同尺寸的預(yù)制缺口三點(diǎn)彎曲梁斷裂試驗(yàn),驗(yàn)證了K-R曲線模型的合理性與適用性.結(jié)果表明:K-R曲線模型能夠有效描述不同鋼纖維分布形式下水泥基復(fù)合材料的斷裂過(guò)程,且理論預(yù)測(cè)的峰值荷載與試驗(yàn)結(jié)果偏差較小.該模型可為鋼纖維水泥基復(fù)合材料的斷裂參數(shù)尺寸效應(yīng)研究提供新方法.