摘要：铀资源是国家核工业发展的重要战略资源,安全可持续铀资源供应是核电健康发展的关键。除铀矿资源外,绿色海水提铀技术是最有应用潜力的铀资源供应途径。吸附法是海水提铀和含铀废水处理的常见方法,面对复杂的海洋环境,设计和制备吸附量大、选择性高的吸附材料成为解决问题的关键,以高附加值的生物质基材料为铀吸附剂是一种新型的可持续发展策略。本文详细综述了生物质基铀吸附材料的分类、制备方法及其吸附性能,概括了生物质基吸附材料的研究现状和热点,基于研究现状,展望了未来高效生物质基吸附材料在海水提铀方面的发展方向和研究趋势。

摘要：为了更深入地了解设计参数对混合薄壁管性能的影响,从混合结构中组合件的吸能分担角度出发,采用ABAQUS有限元软件建立有限元模型,通过验证的有限元模型分析各材料成分在变形模式和能量吸收上的差异,研究混合管的耦合增能效应。考虑轻量化与材料成本,在保证吸能量的同时,选取缠绕层数为6层的混合管作为优化对象,选取比吸能和压溃力峰值作为优化目标函数,以铝管厚度和碳纤维增强复合材料(CFRP)缠绕角度作为优化变量,采用改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)在约束范围内确定最优铝管厚度和铺层角度,所得到的混合管优化结果在满足压溃力峰值限制的情况下具有最佳的吸能特性。

摘要：为实现碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)油底壳的替代与制造,结合复合材料铺层可制造性分析软件FiberSim与铺层结构优化模块Optistruct,对CFRP油底壳开展了结构与制造工艺并行优化设计。参照CFRP壳体类零件的成型过程,采用FiberSim软件制定了满足制造工艺要求的CFRP油底壳铺覆方案。并在此基础上,分别以CFRP油底壳刚度最大、质量最小为优化目标,以振动模态、制造工艺要求为约束,采用Optistruct模块对CFRP油底壳的铺层结构进行优化设计。经仿真分析验证,制造工艺调整后的CFRP油底壳满足各项替代要求,且CFRP油底壳的质量较原金属油底壳减小了56.7%。所提出的结构与制造工艺并行优化设计方法可较好地兼顾结构特征、复合材料设计及制造工艺要求,为复合材料产品的优化设计提供了参考。

摘要：从结构设计、材料选择以及基于轻质、高强的多目标优化设计等三个方面分析了提高纤维增强复合材料薄壁件轴向吸能性的研究现状与发展方向,为开展轻量化替代材料指明发展方向。研究分析表明,纤维增强复合材料合理的结构选择与优化设计可有效减轻结构重量、提高结构吸能效率、改善结构可靠性,具有其他材料无法比拟的优势,可以为汽车轻量化发展提供现实可行的解决方案。

摘要：设计并构建包括导电胶带电极和铜丝电极在内的两种柔性电极,用于对聚合物导电复合材料的电阻和粘弹响应进行同步测定;同时,提出一种基于电测量的方法来评估压敏导电胶带的固化过程。实验结果显示,在加热-冷却循环以及聚合物熔点之上的退火等老化过程的作用下,导电胶带的自粘特性可以有效提高电极和样品表面的粘结强度。铜丝电极能在适应样品变形的同时提供可靠的电接触,更适用于电阻-粘弹响应的同步测量。

摘要：车用部件的轻量化设计对汽车工业的可持续发展具有十分重要的意义,树脂基复合材料的替代性设计具有因素多、难度高和灵活性大的特点。综述了近年来车用树脂基复合材料的替代性设计研究工作,梳理研究者对于车用树脂基复合材料设计关键:复合材料和成型工艺的选取、初步结构的替代设计方法和复合材料部件的优化设计方法。通过以上设计内容和主要优化方法的特点与应用,以期对车用树脂基复合材料部件的替代性设计工作具有一定的推动作用。

摘要：由于碳纤维在高温含氧的环境下易被氧化,且与基体发生强界面反应而导致其性能劣化,影响了其在复合材料领域的应用。本文通过在碳纤维表面构筑聚丙烯腈(PAN)过渡层及有机聚硅氮烷(OPSZ)陶瓷前驱体层,经低温固化与高温裂解后形成C-Si_(3)N_(4)保护涂层,制备了具有高温抗氧化效能的PAN-OPSZ/碳纤维。扫描电镜与能谱仪的结果表明:PAN层的涂覆有助于Si元素在碳纤维表面附着,将PAN溶液的浓度从1%提高到3%,Si元素的相对含量随即从2.81%提高到了8.26%。采用PAN与OPSZ浓度为3wt%制备的PANOPSZ/碳纤维的拉伸强度仅比未涂层碳纤维降低了2.08%,表明其未对碳纤维力学性能造成明显降低。制备的PAN-OPSZ/碳纤维的抗氧化能力得到了显著提高,在700℃的空气气氛下失重率低于8wt%,而未涂层碳纤维的失重率高达70wt%。以上结果说明,PAN-OPSZ涂层能有效提高碳纤维的高温抗氧化性,在碳纤维增强复合材料领域具有十分广阔的应用前景。

摘要：使用碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)替换原金属材料是汽车轻量化设计的新途径。对于连接要求高、空间结构复杂的车架结构采用碳纤维缠绕内衬钢管的形式来实现材料的部分替代是一种新的思路。以承载式CFRP层缠绕内衬钢管车架为研究对象,在保证车架安全性的前提下,基于HyperWorks软件的复合材料优化模块,通过自由尺寸优化、厚度参数优化和铺层顺序优化3个步骤对CFRP层进行质量寻优;考虑承载式CFRP层缠绕内衬钢管车架的制造工艺性,对CFRP层的优化结果进行调整以满足制造要求。优化后,承载式车架质量较原钢制车架质量减少了23%,且在满载弯曲、急刹车、急转弯和侧翻等极端工况下满足刚度和强度要求。

摘要：智能材料系统是集“感知、信息处理与控制执行”为一体的复杂材料系统。智能纤维织物的设计是以功能纤维材料为基础 ,如光、电、磁、热、声能等物理功能纤维 ;以及化学功能纤维 ,如离子交换、光纤、形状记忆合金、光致变色、热致变色、电磁致变色、伸缩材料等。根据工程应用的目标 ,从宏观到微观在不同层次上进行设计 。

摘要：基于轻量化原则,提出将碳纤维增强复合材料(CFRP)与钢材包裹套接的管式全地形车架设计方案。根据等刚度原则对全地形车架管件进行替代性设计,通过Hyper Laminate模块分析得出最优的碳纤维增强复合材料铺层方案,并分析钢/CFRP混合管件在静态载荷下的性能。为测试其抗弯刚度等性能,制作样件进行实物测试并进行相关模拟仿真。建立全地形车架三维模型及有限元模型,在多工况环境下对复合材料车架进行有限元分析,验证该方案满足相关设计要求。在多刚度自由尺寸优化后得到最终的钢/CFRP混合管式全地形车架设计方案,为研究复合材料在全地形车架中的应用起到了较好的借鉴作用。