超声C扫描系统在颗粒增强型金属基复合材料无损检测中的应用

颗粒增强型金属基复合材料是一种具有优越性能的复合材料。由于工艺上的原因，复合材料内部存在着缺陷，严重影响着材料的机械性能和物理性能，因此在应用时必须对它进行无损检测。本文应用超声C扫描系统对颗粒增强型金属基复合材料进行无损检测，提供了一种能够显示复合材料内部缺陷横截面图的无损检测方法。可以根据所得到的图形确定材料中缺陷的尺寸和形状，并根据缺陷形状，判定缺陷的性质，同时也为进一步改进制造工艺提供了依据。     

超声C扫描系统在颗粒增强型金属基复合材料无损检测中的应用

颗粒增强型金属基复合材料是一种具有优越性能的复合材料.由于工艺上的原因,复合材料内部存在着缺陷,严重影响着材料的机械性能和物理性能,因此在应用时必须对它进行无损检测.本文应用超声C扫描系统对颗粒增强型金属基复合材料进行无损检测,提供了一种能够显示复合材料内部缺陷横截面图的无损检测方法.可以根据所得到的图形确定材料中缺陷的尺寸和形状,并根据缺陷形状,判定缺陷的性质,同时也为进一步改进制造工艺提供了依据.     

复合材料及其在舰船中应用的最新进展

介绍了增强纤维、基体树脂和结构芯材等复合材料船体原材料的概况和最新进展,阐明了复合材料船舶的设计理念、设计方法和结构型式及船体成型工艺和无损检测技术的进展,并给出复合材料在军民用舰船中的应用实例。     

复合材料无损检测技术

由中国船舶工业总公司船舶工艺研究所和哈尔滨工业大学共同研究的复合材料无损检测技术,已经通过评审。以船上广泛应用的复合材料——缠绕型玻璃钢制品为对象,进行了超声波、激光全息、热扫描红外三种无损检测新技术的研究。这三种检测方法都具有非接触、重复性好等特点,可以用于玻璃钢产品的质量检测。超声波无损     

玄武岩纤维复合材料层合加筋板轴向动力压缩破坏分析

基于通用有限元软件,结合复合材料失效准则对玄武岩纤维复合材料层合加筋板在轴向动力压缩载荷作用下的破坏问题进行了研究,并比较了玄武岩纤维复合材料层与S-2玻璃纤维增强复合材料帽形层合加筋板轴向动力压缩破坏的差异.研究结果表明,玄武岩纤维复合材料层合加筋板具备与S-2玻璃纤维复合材料层合加筋板相当的轴向压缩性能.本研究可以为选用玄武岩纤维作为高速舰船船体材料提供参考依据.     

美国舰船复合材料的无损检测技术及评价

由于舰船特殊的服役环境,舰船复合材料在水中环境下的无损检测技术显得尤为重要。本文研究了美国海军在水中环境和非水中环境下的舰船复合材料无损检测技术,对这些技术进行了评价,并归纳了不同技术的适用范围。最后,介绍了美国海军为舰船复合材料检测开发的"结构损伤评估系统"。     

基于等效截面的复合材料板格弯曲正应力计算方法

复合材料板格作为复合材料基本板架结构力学性能的最小分析单元,是由不同厚度、不同材料和不同铺设角度的单层板叠合而成。利用材料力学理论和经典复合材料层合板理论,推导一般情况下的复合材料板格中性轴位置控制方程,并采用等效截面方法,提出复合材料板格各单层弯曲正应力的计算公式。复合材料板格各单层的最大正应力由模量比和距中性轴位置共同决定。此公式形式上和各向同性材料弯曲正应力的计算公式一致,从而将弯曲正应力计算公式由各向同性材料扩展到各向异性材料,为掌握复合材料板架结构应力水平提供方便。此公式形式简洁,便于工程应用。     

美国舰船复合材料的无损检测技术及评价

由于舰船特殊的服役环境,舰船复合材料在水中环境下的无损检测技术显得尤为重要.本文研究了美国海军在水中环境和非水中环境下的舰船复合材料无损检测技术,对这些技术进行了评价,并归纳了不同技术的适用范围.最后,介绍了美国海军为舰船复合材料检测开发的“结构损伤评估系统”.     

材料缺陷对泡沫铝准静态压缩力学性能的影响

为揭示材料缺陷(包括局部大孔、孔壁缺失和波纹孔壁)在泡沫铝准静态压缩过程中的作用机理,研究材料缺陷对泡沫铝屈服应力和平台应力(10%～30%压缩应变区间的平均应力)的影响,基于二维随机Voronoi模型建立含缺陷泡沫铝的二维有限元模型,采用非线性有限元法模拟泡沫铝准静态压缩过程,通过将模拟结果与泡沫铝准静态压缩试验结果相对比,验证该数值方法的可靠性。研究结果表明：材料缺陷导致泡沫铝屈服应力和平台应力减小,局部大孔和孔壁缺失缺陷造成的应力降幅较大,波纹孔壁缺陷造成的应力降幅较小;材料缺陷造成的应力降幅与泡沫铝孔隙率有关,局部大孔和孔壁缺失缺陷造成的应力降幅受孔隙率的影响较大。材料缺陷是影响泡沫铝准静态压缩力学性能的重要因素,由其造成的泡沫铝屈服应力和平台应力的降幅受孔隙率的影响,在含泡沫铝材料的结构设计中应予以关注。     

石墨烯增强铝基SiC复合材料抗侵彻机理试验与数值仿真

[目的]旨在研究新型轻质复合装甲板——石墨烯增强铝基SiC复合材料装甲靶板的抗侵彻失效机理。[方法]利用光镜与扫描电镜对石墨烯增强铝基SiC复合材料进行微观形貌观察;结合弹道枪试验,利用AUTODYN有限元软件建立1/2模型,破片质量为30 g,靶板厚度为43 mm,采用不同的本构模型描述材料,进行数值模拟仿真计算。[结果]结合弹道枪试验及仿真计算,得到石墨烯增强铝基SiC复合材料复合靶板抗侵彻的过程为:破片侵彻靶板时,靶板表层铝合金受破片挤压形成环形卷曲破口,破片继续向后挤压过程中,靶板不断侵蚀破片头部;且破片不断向后冲击剩余靶板形成变形锥,破片速度足够大时,贯穿靶板形成花瓣型破口。[结论]结合微观形貌观察及弹道枪试验,仿真计算结果显示:Johnson-Cook,Cowper-Symonds及Johnson-Holmquist 3种本构模型中,Johnson-Holmquist本构模型更适合描述石墨烯增强铝基SiC复合材料的抗侵彻机理。     

一种基于OMP算法的微波无损检测成像方法

微波合成孔径雷达成像应用于无损检测(nondestructive testing,NDT),在检查各种复杂的复合材料和结构中显示出了巨大的用途。传统的微波无损检测成像,需要大量的时间获得数据。为了减少数据采集时间,提高微波无损检测成像系统的效率,论文对压缩感知(Compressed Sensing,CS)理论在微波无损检测成像系统中的应用进行了研究,并与非标准快速傅里叶变换算法(Non-Uniform Fast Fourier Transform,NUFFT)的微波无损检测成像算法进行了对比。     

夹层结构玻纤增强塑料双体船直接计算分析

考虑到夹层结构玻纤增强塑料船舶的结构强度数值仿真分析方法与一般钢质海船不同,采用层合板单元模拟玻璃钢复合材料和复合材料夹层结构,并参照中国船级社《海上高速船入级与建造规范》2015的最新要求,对某玻璃钢夹层结构双体游艇进行总强度有限元计算分析及评估,并对不满足规范要求复合材料构件提出改善夹层纤维增强建议。文中采用的分析方法和提出的建议,可为复合材料船舶的结构设计提供参考。     

新型无损检测技术在船舶建造检验中的应用

正众所周知,无损检测是确保船舶结构建造质量必不可少的技术手段,为验证结构焊接质量符合规范标准要求的评判依据。无损检测方法有多种,有着各自的优势和局限。传统的无损检测方法包括:渗透检测、磁粉检测、射线检测、超声检测、涡流检测等。作为可以检测结构内部缺陷的方法,射线检测和超声检测是船舶建造中最常用检测方法。射线检测是以探测试件内部的宏观集合缺陷,并以胶片的形式作为记录的一种探测方式。这种方法     

轻质夹层结构复合材料的制备及性能

为减轻以往夹层结构复合材料的密度,采用高强玻璃钢材料作为表层、多种空心玻璃微珠填充聚氨酯改性环氧树脂合成的轻质吸声材料作为芯材,制备了一种新型的轻质夹层结构复合材料,对夹层复合材料的制备工艺进行设计,并研究其水声性能和力学性能。结果证明,以南京玻纤院的S2高强织物采用真空成型合成的玻璃钢作为表层材料和轻质聚氨酯改性环氧树脂材料作为芯材来制作的夹层结构复合材料具有重量轻、水声性能和力学性能优良的特点,在降低夹层结构复合材料重量的同时,具有良好的声隐身性能和承载性能,更有利于工程应用。     

复合材料船体纵向极限承载能力分析

该文利用梁柱理论推导出复合材料梁柱的极限承载能力公式,讨论了加筋板的初始几何缺陷,载荷偏心,蒙皮屈曲后的有效蒙皮宽度对复合材料长帽形加筋板的极限承载能力的影响。利用复合材料梁柱理论计算船体甲板或船底板结构视加筋板单元构件的极限承载能力,最后由Smith法来计算复合材料船体的极限承载能力。     

光固化复合材料补片应用实验研究

以光敏胶为基体,以玻璃纤维为增强材料,制备成光固化复合材料补片,以LY-12铝合金板为修补对象,研究了快速贴补修理的固化时间、静强度、疲劳性能。     

碳玻混杂纤维层合板的声振特性试验研究

以碳玻混杂纤维复合材料板为研究对象,开展了试验模型的模态、振动和水下辐射噪声试验测试。通过基于模态试验修正复合材料模型参数,验证了针对复合材料板模型进行数值计算的有效性。分析了分散度、纤维分布及混杂比等对碳玻混杂纤维板的声振特性的影响。数值结果表明,提高碳玻两种纤维的分散度能有效降低结构的振动和声辐射;以玻纤作为外层纤维,能有效降低振动和声辐射的值,但会增加噪声水平的共振峰数量;碳玻混杂比例对声振性能的影响成非线性变化,混杂比为1∶1时的共振峰最多。     

导波无损检测新技术在船舶维修中应用研究

为了更好地理解和应用导波无损检测技术,使其在船舶维修领域发挥更大的作用.介绍了导波无损检测新技术相关问题,包括其定义、频散特性及其检测原理,研究导波在构件中传播形态与缺陷的交互作用问题,给出导波技术在船舶管道检测维修中应用实例,总结了导波无损检测技术优缺点.     

红外无损检测的缺陷识别与定位系统的开发

有缺陷和无缺陷管道表面的热阻和发射率不同，表面温度分布将出现异常，根据这一现象可实施红外无损检测。红外热像存在着背景热噪声、边缘模糊、成像质量低、缺陷尺寸一般很小等特点。传统检测方法对人员及经验依赖性强，漏检和误检的可能性大，缺陷定位更加困难。采用傅立叶变换、功率谱分析、多项式拟合、最小二乘法拟合、中值滤波等方法研究了缺陷热影响区温度分布数据的数字信号分析和处理。基于LabVIEW开发了红外无损检测缺陷识别与定位系统。     

轴压复合材料柱形壳屈曲特性

以单立柱固定式海洋平台的柱形壳桩腿为研究对象,得到复合材料柱形壳较为合理的结构尺寸、铺层方式,提高其轴向承载能力.首先,通过碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)材料单轴拉伸试验得到复合材料柱形壳试验样本的材料属性,用于柱形壳的计算与分析.其次,基于复合材料薄壳理论,得到轴压复合材料柱形壳屈曲临界载荷解析解,对比线弹性屈曲有限元分析,验证了理想柱形壳有限元模型建立的正确性.再次,由复合材料柱形壳缺陷测量试验得到其初始几何缺陷,由轴向压缩试验得到其轴压屈曲特性,对比非线性屈曲有限元分析,验证了缺陷柱形壳有限元模型建立的正确性.最后,结合线弹性屈曲分析结果,引入模态缺陷,从线弹性和非线性屈曲分析两个方面,研究铺层角、铺层数、各层纤维厚度、几何尺寸对复合材料柱形壳轴向承载能力的综合影响规律,得到各模型的屈曲特性与缺陷敏感性.从生产制造与工程实际出发,建立一种系统的CFRP型复合材料柱形壳设计计算流程、失稳分析方法,对于复合材料柱形壳的设计、校核、优化具有指导性作用.