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提出了基于高分子导电膜拉敏效应的混凝土裂缝红外热成像检测方法.结果表明:在外部电压源激励作用下,涂覆在混凝土试件表面导电膜中的导电粒子由于隧道效应形成导电通路,混凝土裂缝处可形成局部热效应温度场,红外热成像仪能够分辨出混凝土裂缝位置及走向.该方法检测裂缝精度达到0.04mm,检测裂缝宽度为0.040.30mm,检测距离达到40m,从而可实现对混凝土裂缝进行远距离、非接触、大面积的快速分布式测.
现代风力机叶片的大型化带来了设计和生产方面的诸多问题,叶片的静力实验是分析叶片结构稳定性的重要基础和验证手段。对科学院工程热物理研究所研发的100k W大厚度钝尾缘叶片进行了静力实验研究,分析了叶片在摆振和挥舞方向的屈曲特性和应变特性,通过对静力特性进行分析,探讨了叶片在载荷作用下的刚度及应变等性能特性,比较了叶片相对于传统尖尾缘叶片的结构性能优点。后,将失效实验结果同设计值相比较,分析了产生误差的原因。

制作了普通橡胶沥青和脱硫橡胶沥青,并进行了橡胶颗粒影响、测力延度和老化性能试验.结果表明:经过高速剪切工艺,大颗粒的脱硫橡胶粒在沥青里大多分散成细小颗粒,而普通橡胶粉剪切后基本保持原有颗粒核心.在老化过程中,橡胶颗粒核心有较强的继续溶胀反应,这导致普通橡胶沥青的一些流变性指标与基质沥青老化趋势相反,此反应在薄膜加热试验(TFOT)短期老化下尤为明显.脱硫橡胶沥青的路用性能和抗老化性能优于基质沥青,但均不如普通橡胶沥青.
截面结构强度分析校核方法是风力机叶片设计优化的关键问题。针对现有的叶片工程力学计算方法精度不高、有限元分析方法计算开销较大的问题,在研究风力机复合材料叶片结构设计模型的基础上,基于复合材料力学理论,推导出计算叶片截面周向各处拉伸和剪切应变的计算公式;在叶片生命周期内的极限载荷下,对某1.5 MW叶片进行了结构强度计算和分析,通过与该叶片在当量极限载荷下的测试结果对比,验证了所述方法的有效性。
介绍了硬质聚氨酯泡沫作为建筑外墙保温材料的3种结构和应用方式,以实体建筑火灾为基础,比较聚氨酯泡沫的薄抹灰保温系统、金属面一体化保温系统和幕墙保温系统的实际火灾危险性,分析了聚氨酯外墙保温系统不同构造及应用方式对建筑外墙防火性能的影响.结果表明:相对于薄抹灰保温系统,金属面一体化保温系统防火性能较差;幕墙保温系统只要具有良好的防火构造设计,也具有较好的防火性能.
针对钛合金内衬碳纤维缠绕压力气瓶水压试验后轴向缩短的现象,利用ANSYS有限元软件对其水压过程进行模拟计算,通过对气瓶筒身段及封头段各方向位移、应变计算结果的分析,明确了气瓶水压试验后轴向缩短是由封头处内衬外扩残余塑形变形引起的,利于此类气瓶结构设计的优化及尺寸稳定性的提高。
随着热固性树脂基复合材料的应用越来越广泛,其废弃物也越来越多,废弃物的资源化再利用成为产业界与社会面临的新问题。对热固性树脂基复合材料的资源化再利用进展进行了综述。先概述了物理回收法与能量回收法,并对化学回收法进行了重点介绍;然后列举并总结了热固性树脂基复合材料废弃物在、汽车、休闲、建筑等领域的再利用现状;后,总结了该领域目前所存在的问题,并提出了应采取的对策。
以聚四氟(PTFE)建筑膜材为研究对象,在哈尔滨地区开展了自然环境下的长期暴露试验研究,分别对自然暴露1,2,4,7a的PTFE建筑膜材试样进行了拉伸强度、断裂延伸率以及撕裂强度测试,拟合出PTFE膜材拉伸强度和撕裂强度随时间的变化曲线,为探究PTFE膜材在寒冷地区的经年耐候性能提供了数据资料.

研究了黏细菌对砂浆渗透性和砂浆表面微观结构的影响.砂浆试件分别浸泡于海水、2216E液体培养基和接入的黏细菌2216E液体培养基浸泡液中154d.利用测试距砂浆表面不同深度处的氯离子含量和浸泡液的pH值来评价微生物对砂浆渗透性的影响.结果表明:黏细菌对氯离子渗入砂浆有阻碍作用并能减少砂浆内部OH-的溶出;经接入黏细菌的2216E液体培养基浸泡后,砂浆表面覆盖有一层布满杆状细菌的膜层,该生物膜层可能是浸泡液中氯离子渗入砂浆内部和阻碍砂浆内部OH-层渗漏的主要因素.
将废弃电路板回收处理后得到的非金属粉末掺入水泥砂浆中,研究非金属粉末粒径大小对水泥砂浆性能的影响;为改善非金属粉末和水泥浆体之间的界面性能进而改善复合砂浆的性能,采用偶联剂处理非金属粉末和在砂浆中加入丁苯液2种改性方法.结果表明:偶联剂处理可以降低砂浆的含气量和收缩率,加入丁苯液改善了砂浆的抗压强度和毛细孔水率.偶联剂处理和加入丁苯液都可以提高砂浆的抗折强度和黏结抗拉强度.废弃电路板非金属粉末粒径越小,水泥砂浆的抗压强度、抗折强度和黏结抗拉强度越大,含气量、收缩率和毛细孔水率越小.
通过模压成型工艺制备了石英纤维增强含硅芳树脂复合材料,研究了不同纤维直径的石英纤维斜纹布以及不同结构的石英纤维织物增强含硅芳树脂复合材料的力学性能和介电性能。研究结果表明,纤维直径为7.0μm的石英纤维增强含硅芳树脂复合材料比直径为7.5μm的具有更加优异的常温和高温力学性能。并且,2D石英纤维织物增强含硅芳树脂复合材料的力学性能优于3D。而纤维直径和织物结构的改变对该复合材料的介电性能影响不明显。
介绍了常温环境下和高温环境下蜂窝夹层结构埋件拉脱性能的试验和结果,对比分析了高温环境对埋件拉脱性能的影响。结果发现,埋件在受法向拉脱力时,高温环境中承载力下降为常温的8%左右,且失效模式也发生了变化,由常温的蜂窝芯剪切破坏变为面板与蜂窝芯脱粘破坏;埋件在受面内拉脱力时,常温环境和高温环境下埋件分别呈现出了两种典型的失效模式,常温环境中失效模式为面板压缩破坏,高温环境中失效模式为面板皱褶失稳破坏,且拉脱力降为常温的28%左右。
主要研究三组二维三轴混杂编织层合复合材料在铺层数目相同时,不同混杂编织方式对低速冲击性能的影响,为其在航天等领域的应用研究提供一定的设计依据和理论基础。由低速冲击以及三点弯曲实验的对比和分析研究表明,编织纱是玻纤、轴纱是碳纤的二维三轴编织片层合制得的复合材料,冲击后其表面产生裂纹较少、单位厚度收能量较低、在厚度方向产生损伤范围较小,冲击后弯曲损伤较小,抗冲击性能较好;通过合适的碳纤/玻纤混杂编织方式可实现正的混杂效应,进而增强其层合复合材料的抗冲击性能。
根据工字梁腹板及缘条受力特点,计算了某型无人机机翼大梁在均布升力作用下腹板和缘条的内力。基于经典层合板理论和应力强度准则,采用Matlab软件编程,运用迭代法设计了机翼工字形层合结构大梁的铺层结构。建立了复合材料层合结构大梁的有限元模型,基于应力强度准则对大梁结构进行有限元强度校核,给出了各层的安全裕度。分析结果表明,基于经典层合板理论的迭代设计方法能够在有限次迭代后设计出符合要求的复合材料层合结构翼梁,层合结构翼梁各铺层安全裕度均大于0.5,该工字梁结构强度符合设计要求。
通过试验分析了恒温恒湿条件下不同应力比的普通胶合木梁和FRP板增强胶合木梁的蠕变规律,建立了胶合木梁蠕变模型,并对试验数据进行了拟合,得到了蠕变变形曲线和相对蠕变变形曲线,对受荷期为50a的相对蠕变变形进行了预测.结果表明:使用FRP板增强后,胶合木梁的初始刚度提高,其初始变形减少了27%,50a的相对蠕变变形下降了80%.

从胶凝材料的水化程度、浆体孔结构以及水化产物的角度出发,研究温度发展历程对高掺量粉煤灰水泥浆体的作用机理.结果显示:采用温度匹配养护后,前期粉煤灰反应程度和浆体的碱含量消耗加快,而后期影响较小;水化产物较标准养护方式无论从形貌上还是成分上都有一定区别,但随着龄期发展,这种区别逐渐变小;温度匹配养护方式对高掺量粉煤灰水泥浆体孔结构的优化有利.
通过对RTM技术成型结构复合材料结合面的研究,对不同方法所成型的共固化结合面的性能进行测试和分析,优选出一种的预成型方式。

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