碳纤维增强复合材料(CFRP)是复合材料中性能优良且应用广泛的材料之一。对CFRP层合板进行了湿热循环老化处理,对老化试样进行了0°拉伸试验,并通过SEM、XPS分析其老化机理。结果表明,CFRP层合板吸湿过程符合Fick第二定律,在225 h时达到吸湿平衡,最终饱和吸湿率为0.75%;经过30 d老化后材料抗拉强度和弹性模量分别退化29.7%和14.6%;材料微观损伤变化与宏观表现基本吻合。

为了深入分析薄壁长杆撞击驾驶员胸腔时肺部的损伤机理及相关的生物力学响应数据,通过中国第五十百分位男性尺寸的CT建立了具有较高仿真度的胸腔模型。模型包括胸骨、肋骨、肋软骨、脊椎以及肺部器官。碰撞仿真将参考Kroell等胸部与腹部的钝性摆锤撞击试验,从3个方向分别使用薄壁长杆依次以低、中、高的速度进行撞击仿真,一共九组实验。分析了肺部损伤机制。结果表明正面碰撞下肺部内侧面受到压力最大,侧面碰撞下肺部肋面受到压力最大。同时分析了不同方向不同速度下的肺部损伤机理和力学响应特性,得到了肺部动力学响应和损伤风险较高位置的压力分布特点,并推测压力峰值趋于一个极值,为以后救治伤员和完善汽车安全性能提供了基础。

爆炸分离技术已发展成为航空发动机包容试验中复合材料叶片飞断控制的关键技术,为探究不同埋药槽深对碳纤维增强复合材料层合板爆炸分离损伤模式的影响,采用数值模拟和试验研究相结合的方法,研究层合板在爆炸作用下的损伤过程、加速度响应与动能变化趋势,分析了层合板爆炸分离的破坏模式和机理。结果表明针对25 mm厚层合板,当两侧开槽深度为3 mm时,部分冲击波沿厚度方向形成压缩和拉伸波使纤维出现断裂损伤,部分反射拉伸波沿层间传播使层合板出现分层损伤,层合板未被切断;当两侧开槽深度增大到3.5 mm时,冲击波主要沿厚度方向形成压缩和拉伸波使纤维出现大面积断裂损伤,层合板被完整切断;爆炸产生的能量可以限制在局部范围内,传递给层合板的额外动能较小。该研究成果可为复合材料叶片的爆炸飞脱研究提供先验知识。

针对石化装置小管径管道管理难的情况提出了风险管理的理念,对RBI技术及定量风险分析方法进行了介绍。结合实例对RBI在某石化企业乙烯装置小管径管道中的实施进行了详细的技术分析,并阐明了风险管理所能取得的效果,结果表明,运用RBI的风险管理技术可以很好地解决小管径管道管理难的问题,是企业实施完整性管理的有效工具。

通过建立运行期管线及其周围土体的非线性有限元模型,研究了预应力钢筒混凝土管(PCCP)在极限内压荷载下的损伤演化规律。结果表明:管线在工作压力及设计压力荷载下均可安全运行;随内水压力的进一步增加,管芯由受压转变为受拉状态,进而出现(微)裂缝损伤,且材料损伤先在管芯内侧出现,管芯损伤后钢筒应力迅速增加直至达到其屈服强度,达到弹性极限状态;在极限内压下埋地管线内外层材料失效位置不同,但材料损伤均由插口端向管体中部延伸。研究成果可为遭受水锤作用PCCP管线的损伤评价提供参考。

考虑聚丙烯纤维体积掺量和长径比两因素,设计制作了7组混凝土试件,通过单轴受压应力-应变全曲线试验,研究了聚丙烯纤维对混凝土力学行为的影响。采用声发射信号采集系统同步监测混凝土内部损伤演化过程,分析了聚丙烯纤维混凝土单轴受压损伤机理。结果表明,聚丙烯纤维显著改善了混凝土的峰后延性和抗压韧性。混凝土试件贯通裂缝形成时,声发射撞击数突增,应力迅速下降,损伤发展较快。随着纤维体积掺量增加,试件声发射累计撞击数逐渐增大;纤维长径比为280时,声发射累计撞击数最大。聚丙烯纤维混凝土破坏时剪切裂纹所占裂纹总数比重较大,试件呈现剪切破坏形态。

选取普通混凝土、钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土进行快速冻融循环试验,研究了不同纤维混凝土冻融损伤的相关性能,根据损伤理论分析了纤维混凝土冻融损伤破坏的机理。根据试验结果分析进行拟合,建立了基于相对动弹模衰减的不同纤维混凝土冻融损伤模型。研究分析和计算表明,不同的纤维对混凝土抗冻性都有较大的影响,掺有钢纤维的混凝土抗冻性优于普通混凝土,掺有聚丙烯纤维的混凝土抗冻性最优;结合试验数据进行比较分析发现模型采用二次多项式函数的拟合精度比指数函数的拟合精度更高。

O形密封圈的安装质量影响液压、气动产品的密封性,通过分析O形密封圈的损伤机理,从密封结构设计和装配细节两个方面,对避免O形密封圈出现安装损伤的措施与方法进行了归纳说明。

铝硅合金被广泛应用于汽车、 航空航天等领域, 其在服役中常常需要承受高周疲劳载荷.对铝硅合金高周疲劳损伤微观机理的深入理解,将为铝硅合金铸造工艺的改进和疲劳寿命的预测提供重要的依据.文中在近年来国外研究成果的基础上, 系统地总结了铸造缺陷、 微观组成和微观特性对铝硅合金高周疲劳损伤微观机理的影响,为铝硅合金的基础研究和工程应用提供了一定的参考.