蜂窝夹芯复合板及其在汽车工业中的应用

蜂窝夹芯复合板是一种高效结构材料，具有轻质、比强度和比刚度高、抗振、隔热、隔音、阻燃等性能优点。介绍了各类蜂窝夹芯复合板的结构特点，同时综述了蜂窝夹芯复合板在航空航天领域、建筑、包装、交通运输等工业部门的应用情况，指出蜂窝夹芯复合板具有十分广阔的应用前景。     

面向行人下肢保护的蜂窝铝吸能结构优化

建立了行人小腿与某乘用车前端结构的碰撞有限元模型,而仿真分析发现行人腿部损伤指标在保险杠正中心Y_0处的胫骨加速度峰值和靠近吸能盒Y_(390)处的胫骨加速度峰值与膝部弯曲角峰值均超过了安全阈值。为改善汽车行人下肢保护性能,根据该车前端吸能空间设计了6种不同蜂窝胞元边长、5种不同蜂窝胞元厚度的蜂窝铝吸能结构,通过分析30组蜂窝铝吸能结构在Y_0处所对应的行人腿部综合伤害指标和比吸能的变化趋势,确定了对行人腿部保护性能较好的蜂窝铝胞元边长为14 mm。然后以吸能盒位置Y_(390)处行人腿部综合伤害指标最小为优化目标,运用软件Hyperstudy和LS-DYNA集成优化的方法以蜂窝铝吸能结构前盖板与蜂窝芯的厚度为变量进行优化。优化后靠近吸能盒Y_(390)处和保险杠正中心Y_0处的行人腿部3项伤害指标均大幅降低,且满足法规安全阈值要求,优化后的蜂窝铝吸能结构有效地改善了该车的行人下肢保护性能。     

热塑性蜂窝夹芯结构复合板的结构、制造及应用

热塑性蜂窝夹芯结构复合板是可再生的环保材料,具有质量轻、硬度高、抗冲击力强和安装方便等优点,已经在欧美国家应用了很长时间,但国内目前尚没有形成大规模的工业生产。着重介绍了热塑性蜂窝夹芯结构复合板的结构特点、生产工艺及其在汽车行业中的应用情况。由于这种新型复合板材符合低碳时代的环保理念,因此具有广阔的应用前景。     

软基路段沥青混凝土路面结构适用性研究

双层沥青混凝土面层结构是软基过渡段常见的路面结构形式。对局部出现严重车辙病害的广东某软基路段沥青混凝土路面展开全面调查,首先测量芯样各层厚度以推定车辙发生部位,然后测定芯样的密度、材料构成、体积指标、强度等指标,最后通过理论模型预测,提出了双层沥青混凝土面层结构于不同交通等级下的适宜交通量。结果表明:车辙主要发生在中上面层,双层改性沥青混凝土面层结构应用效果良好。     

汽车偏置前撞试验用渐变强度可变形壁障的有限元模型

建立了渐变强度可变形壁障(PDB)的有限元模型。PDB的两个铝蜂窝芯采用壳单元并用"等同化"方法使之与实际的蜂窝结构一致,铝蜂窝窝孔中的空气采用阻尼杆单元表示。对PDB偏置板和横梁的碰撞实验过程进行了仿真,结果表明测力墙受力和壁障碰撞后变形与实验结果高度吻合,验证了模型的正确性。     

车用夹芯结构成形工艺研究进展

三明治夹芯结构在汽车轻量化、承载与吸能结构领域有着广泛应用,不同成形工艺制备的芯材结构在力学性能方面具有不同的优缺点。综述了近年来复合材料夹芯结构主要采用的制备工艺以及发展现状,深入分析和讨论了采用嵌锁组装工艺制备的复合材料三明治芯材结构特点、应用环境和载荷工况,分析结果表明该工艺具有独特的优势,阐述了采用嵌锁组装工艺在制备夹芯结构时采用的改进措施。最后总结了嵌锁组装工艺在蜂窝结构制备过程中的发展潜力,并对其未来发展方向进行了展望。     

跨海大桥桥面铺装防水粘结层性能研究

针对跨海大桥特殊的使用环境和各种技术要求,设计了不同的防水粘结层试验方案,测试了其在不同环境条件下粘结力、延伸率、拉伸强度、抗剪强度和抗渗透性能等,并且对4种不同类型的防水材料性能进行研究。试验结果表明:防水粘结层类型对性能影响显著。因此通过试验研究可以选择合理的桥面铺装防水粘结层。     

汽车PHC行李箱盖板VOC性能的改进

为解决汽车PHC行李箱盖板挥发性有机化合物(VOC)中甲醛散发量超标的问题,从行李箱盖板原材料角度分析了污染物来源。结果表明,是行李箱盖板原材料之一的蜂窝纸芯中使用的玉米淀粉胶导致了甲醛超标,通过优化蜂窝纸芯用胶粘剂,即将玉米淀粉胶更换为白乳胶后,PHC行李箱盖板的VOC性能满足了有关要求。     

沥青路面下封层力学响应及抗剪强度试验

针对沥青路面下封层因层间接触条件和粘结性能不良而导致薄沥青面层易出现滑动、推移等早期破坏的问题,采用BISAR 3.0程序计算分析了层间不同接触状态时的下封层剪应力分布,并选用70#道路石油沥青、SBS改性沥青、SBS改性乳化沥青3种下封层粘结材料与不同粒径、不同撒布量的集料铺筑下封层试验段,对试验路芯样进行不同温度下的直剪试验,并应用数据分析软件Origin 8.0分析了封层层间抗剪强度的影响因素,进而确定了封层SBS改性沥青最佳洒布量为1.7~2.0 kg.m-2、石料适宜粒径为5~10 mm、最佳覆盖率为40%~50%。结果表明:良好的层间处治能够大幅提高沥青路面疲劳寿命,防止夏季高温时行车荷载作用下路面层间出现滑移而导致的结构性破坏。     

钢桥面STC铺装结构防水粘结方案优化研究

为减少STC铺装结构与沥青混凝土因层间抗剪切能力差而引起路面车辙、推移等病害,采用室内试验的方法,分别分析了6种防水粘结层方案的组合结构性能.试验结果表明:1)防水粘结剂与STC铺装界面的粘结强度、组合结构粘结强度及其剪切强度均随温度的升高而降低;2)相同温度下,环氧树脂粘结剂的粘结强度和剪切强度最大,改性乳化沥青+高...     

UHPC-TPO层间黏结性能研究

为避免薄层结构黏结能力不足可能造成的层间滑移、早期破损等问题,采用UHPC-TPO复合试件层间黏结强度试验与有限元仿真相结合的方法,评估UHPC-TPO层间黏结性能。开展常温、高温拉拔试验和剪切试验,分析不同表面处理方式对试件层间力学性能的影响;模拟路面长期老化过程,测定UHPC-TPO老化后层间剩余强度;研究组合试件在受到水损害后层间力学性能的劣化规律。结果表明：常温下UHPC-TPO的拉拔强度大于3.93 MPa,抗剪强度大于15.08 MPa;高温下UHPC-TPO的拉拔强度大于1.12 MPa,抗剪强度大于1.89 MPa;UHPC表面处理方式对层间黏结性能有明显影响,其层间强度由大到小排序依次为抛丸2、抛丸1、清除浮浆;模拟老化剩余拉拔强度为原值的76.9%以上,耐老化性能较好;冻融循环后,UHPC-TPO层间抗剪强度为11.55 MPa,拉拔强度为3.22 MPa,表现出良好的水稳定性;冻融循环剩余强度与冻融循环次数呈指数关系,且剪切强度与拉拔强度具有良好的线性相关性。UHPC-TPO层间黏结性能优良,炎热地区、重载大交通、重要交通通道等对抗剪强度及抗滑移要求较高的工程,可采用UHPC表面抛丸处理,而对于一般工程可采用施工更方便的清除浮浆方式。     

桥面防水粘结材料性能研究

铺装结构中防水粘结层的设置至关重要。在检验了高剂量SBS改性沥青、环氧沥青、FYT等3种防水粘结材料的基本性能后,通过室内模拟比较了3种粘结材料的剪切强度与拉拔强度,并分析了不同影响因素对剪切试验和拉拔试验的影响,为合理选择防水粘结材料提供了科学依据。原材料试验表明:3种不同防水粘结材料的性能均符合高、低温的要求,均不透水。同时,根据性能对比,推荐高剂量SBS改性沥青作为高速公路水泥混凝土桥面的防水粘结材料。     

以秸秆为填充物的菱镁复合板材在声屏障面板中的适用性研究

以交通部"西部高速公路生态型声屏障技术应用研究"课题为依托,开展高速公路生态型声屏障研究。以声学性能检测为主要手段结合工程调研分析秸秆纤维类菱镁复合板在声屏障面板中的适用性。结果表明,100mm厚中空板以大量秸秆纤维作为填充材料,具有体轻、价廉、强度高、防火防水等优势,其计权隔声量能够达到30dB,满足公路声屏障隔声构件要求,而降噪系数只有约0.15,吸声性能较差。该板材能够用作声屏障隔声面板,具备良好的环保性和经济优势,符合生态型声屏障技术要求。     

整体性基层水泥稳定碎石结构使用现状研究

整体性基层水泥稳定碎石结构是我国高速公路的主要结构形式,为探究此种结构的使用现状,选取了陕、浙、豫3省4条高速公路大修工程,通过对178 km旧路面路况调查和207个取芯芯样分析,开展了整体性基层结构使用现状研究。采取芯样图像分析技术、路面结构计算和不同层间状态基层材料疲劳性能测试,对基层层间状态对结构使用性能的影响进行研究。结果显示,分层铺筑由于破坏了整体性基层的纵向连续性,使得结构由设计时的整体受力变成实际状态的多薄层受力,增加了层底拉应力,降低了疲劳寿命,基层层间不连续状态是导致整体性基层沥青混凝土路面病害的重要原因。     

复合式路面层间界面粘结特性分析研究

复合式路面由水泥混凝土和沥青混合料两种性质差别很大的材料组合而成,两层结构通过粘结材料粘合而成。复合式路面整体强度和稳定性很大程度上取决于层间结合性能的状况。为了研究复合式路面层间界面粘结特性,该文对不同工艺制备的橡胶沥青和SBS改性沥青两类涂抹类材料用作复合式路面层间粘结剂进行性能研究。结果表明:当温度从20℃升高到40℃时,9种材料粘结强度大幅下降。7种橡胶沥青材料粘结强度大致在0.15MPa左右;2种SBS改性沥青粘结强度约为0.13 MPa。不同工艺制备的橡胶沥青粘结剂性能略有差别,橡胶沥青整体粘结性能与SBS改性沥青粘结性能相差不大,但界面拉拔破坏后SBS改性沥青的残余强度较高、适应变形能力更强。     

基于汉堡车辙试验的在役高速公路沥青路面高温性能研究

车辙是中国路面破坏最严重的形式之一,严重损害了沥青路面的使用性能。该文基于汉堡车辙试验,针对江苏省某通车运营接近设计寿命的高速公路沥青路面的车辙深度、蠕变斜率指标对高温性能进行评价分析,研究交通量、基层结构对中下面层沥青混合料高温性能的影响,以及芯样高温性能与路面车辙指标之间的关系。结果表明:汉堡车辙试验能够显著区分不同类型沥青混合料的高温稳定性;交通量对芯样高温性能具有显著的影响;在特重交通量条件下,运营接近设计寿命沥青路面的中下面层芯样,高温性能仍处于稳定发展阶段。     

隧道路面单层沥青层铺装层间高强高渗防水黏结材料的制备与性能

隧道路面采用单层沥青层铺装对层间防水黏结层的层间剪应力和层间拉应力提出了更高的技术要求，现有防水黏结材料无法达到该技术指标。基于相似相容原理设计了15种不同配比的防水黏结材料，通过对他们的耐热性、低温柔性、黏结强度及防水性能进行测试与综合评价，选取了其中一种配方作为该研究的高强高渗透防水材料即FJH-1,进而通过对比试验系统研究其对水泥混凝土基层的渗透性、抗冻融能力和路用性能。结果表明：采用FJH-1作为层间防水黏结层的铺装组合结构不仅具有优良的抗剪强度和拉拔强度，能够满足隧道单层沥青层铺装对于层间剪应力和拉应力的技术要求，受温度和冻融的影响相对较小，而且具有对水泥混凝土的优良渗透性，可望实现隧道单层沥青层铺装技术的推广应用。     

沥青路面中双层半刚性基层的倒装效应

为探讨具有2层半刚性基层的沥青路面中半刚性基层的结构组合与材料选择原则,采用BISAR3.0对常用的具有2层半刚性基层的沥青路面结构及其基层倒装后的沥青路面结构进行了荷载效应分析;并成型了由2层不同半刚性材料构成的复合梁式试件,通过进行四点弯曲强度试验和四点弯曲疲劳试验对比了这两种结构的强度和疲劳寿命。结果表明:常用结构的下半刚性层所受拉应力、拉应变大于上半刚性层,路面结构的疲劳寿命取决于下基层;通常将性能稍差的材料用于下层,而性能较好的材料用于上层的结构组合原则与结构的水平应力状态不吻合;将其倒装后,性能较好的材料承受较大的拉应力,而性能较差的材料承受较小的拉应力,特别是当下层的模量大于上层模量的3倍时,上半刚性层会处于受压状态,这样就可以充分发挥各层材料的性能,且提高整个结构的抗裂性能;结构分析和试验均表明倒装结构的承载能力和抗疲劳性能均有显著提高;在进行半刚性基层的结构组合与材料设计时,应该根据结构层的水平拉应力状态进行结构组合与材料设计。     

CRC+AC刚柔复合式路面结构与工程应用

复合式路面是指面层由两层不同材料类型和力学性质的结构层复合而成的路面,近年来在我国也有较多应用,而CRC AC刚柔复合式路面的应用较少。论述了CRC AC复合式路面的结构组成、结构形式、结构力学特点与优点、层间界面结合技术以及近年来的工程应用等,阐明了CRC AC的结构受力特性、端部变形特性、层间结构与材料以及其适用条件。研究表明:CRC AC复合式路面具有良好的整体结构承载能力和使用性能,是一种可充分利用当地资源和材料、结构强度高、使用寿命长、经济性和耐久性好的资源节约和环境友好型的路面结构,是我国重载交通干线高速公路长寿命路面结构的型式之一,并在我国的道路工程中多次应用。     

环氧树脂在桥面铺装防水层中的应用研究

选择3种不同型号的环氧树脂粘结剂作为防水粘结材料,先通过原材料试验检验不同环氧树脂的基本性能,然后选择典型的防水铺装层结构,考虑不同环氧用量与撒布碎石和不撒碎石试验方案,对防水粘结层分别进行剪切强度试验与粘结强度试验,以此检验防水粘结层路用性能。研究结果表明:环氧树脂材料各项性能基本满足要求;增加环氧树脂用量或撒布碎石可明显提高防水粘结层粘结强度与抗剪强度。