各向异性复合材料板混合型裂纹尖端的J-积分

利用叠加原理,将各向异性纤维复合材料单层板混合型裂纹尖端的力学模型-偏微分方程的边值问题化为Ⅰ型和Ⅱ型两个边值问题求解,应用复变函数公式,得到裂纹尖端的应力场和位移场的复形式,将其代入J-积分的一般公式,推出了各向异性纤维复合材料单层板混合型裂纹尖端J-积分的复形式--复变函数积分的实部,再利用柯西-古萨基本定理证明了该J-积分的路径无关性,进而利用柯西积分公式得到它的具体计算公式.     

层离高密度聚乙烯/层状双氢氧化物纳米复合材料的制备

采用熔融插层法制备了高密度聚乙烯（HDPE）／层状双氢氧化物（IDH）纳米复合材料．结构分析表明，当LDH含量低于5％时，LDH片层在纳米复合材料中是完全层离的．热性能分析表明，所得HDPE／LDH纳米复合材料比纯HDPE具有更高的热稳定性．以50％失重为比较点，当LDH含量为5％时，HDPE／LDH样品的降解温度比纯HDPE高出达40℃．     

生物可降解哑铃状高分子共聚物替莫唑胺载药微球的制备与表征

以生物可降解的哑铃状高分子共聚物材料作为药物载体,饱和替莫唑胺水溶液为选择性溶剂,采用透析法制备了替莫唑胺载药微球。通过动态光散射仪、扫描电镜、紫外分光光度计对替莫唑胺载药微球的粒径分布、表面形貌、载药量及释放行为进行了研究。结果表明:微球载药后其平均粒径不超过800nm,载药量可以达到39.9%;体外释放时间可达900h以上,且可用n级动力学速度方程较为真实地反映其释放行为。细胞实验证明了替莫唑胺载药微球对人源性SHG-44细胞的抑制效果优于替莫唑胺纯药粉末。     

磁性纳米粒子对聚乙二醇/埃洛石复合材料相变性能的影响

采用物理共混法制备聚乙二醇(PEG-2000)/埃洛石(HNT)/四氧化三铁(Fe3O4)复合相变储能材料.通过透射电镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)等对所制备的相变材料进行表征,讨论埃洛石和四氧化三铁改善聚乙二醇相变性能的原因.结果表明:聚乙二醇很好地吸附在埃洛石的表面并保持了纳米管状结构;磁性Fe3O4纳米颗粒的存在可有效提高相变复合材料的相变温度与相变潜热.     

多轴向经编增强复合材料低速冲击下能量吸收特性的研究

从多轴向经编增强结构本身的特点出发，利用我们自己建立的一套落锤冲击试验装置，对玻璃纤维/DTY多轴向经编增强玻璃纤维/环氧树脂复合材料板进行了低速低能量的冲击试验研究。通过传感器技术及其相应的信号处理装置记录落锤冲击试验过程中速度随时间变化曲线，直接计算冲击动能和材料所吸收的冲击能量，通过数学处理得到各种冲击试样的能量吸收系数，对多轴向经编结构复合材料的冲击失效过程和影响能量吸收特性的因素进行试验研究和分析。     

大直径空心光纤压缩性能的研究

采用在薄板中埋入大直径空心光纤的方法进行了压缩性能的实际测试，同时在薄板中埋入形状记忆合金丝，利用其对预设拉伸在热状态下恢复记忆的功能作为特殊的施力源。使用光功率计检测空心光纤光强输出的变化量，并利用静态电阻测量仪检测复合材料本身的变化，依此来判别空心光纤承载压缩的能力。测试结果表明，空心光纤随薄板材料形变输出光功率发生明显的变化。通过实验还证实了空心光纤出现断裂时的性能变化规律。     

3D复合材料纤维搭桥对椭圆脱层屈曲的影响

用能量法求解了绑结层合板和编织层合板等3D复合材料中有纤维搭桥的椭圆搭桥的椭圆形表面脱层的屈曲问题，搭桥纤维被视为连续分布于脱层表面，可提供人与脱层屈曲挠度成正比的恢复力的线性弹簧，通过假定合理的屈曲模态，得到了满意的结果，算例表明，纤维搭桥对提高临界屈曲载荷的作用十分明显，随着纤维搭桥弹性系数的增大，临界屈曲载荷迅速提高，椭圆长轴的长度增大时，临界屈曲载荷减小并逐渐收敛。     

相对湿度对海水海砂混凝土环境下GFRP筋拉伸性能影响

通过建立相对湿度、混凝土孔隙溶液饱和度以及腐蚀反应速率之间定量分析方法,研究了环境相对湿度对海水海砂混凝土环境下玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋力学性能的影响规律.利用混凝土孔隙尺寸分布函数和孔隙溶液的表面张力公式建立了相对湿度与海水海砂混凝土孔溶液饱和度关系模型;假设孔隙液均匀弥散于混凝土,得到了氢氧根(OH^-)腐蚀离子浓度;借助蚀刻模型计算OH^-作用下GFRP筋的腐蚀速率和强度保留率;利用试验数据验证了分析方法的准确性.根据中国部分沿海城市的气候统计数据,预测了代表性环境温度和水灰比条件下,相对湿度对海水海砂混凝土环境中GFRP筋强度保留率的影响规律,相对湿度的增加促进了GFRP筋的性能退化.结合相关标准规定,得到了海水海砂混凝土环境下GFRP筋的相对湿度与使用年限关系曲线.     

基于多通道流场与热场控制的C/C复合材料制备与工艺优化

纤维增强复合材料以耐高温、高比强度等优点在航空航天领域得到广泛应用,为有效提高多孔复合材料沉积过程的可控性与均匀性,该研究提出一种基于双温区-双通道结构的双工艺化学气相渗透/沉积(chemical vapor infiltration/deposition, CVI/CVD)系统。基于装备设计-建造-理论-制备-优化的一体化研究思路,对该系统制备碳纤维增强碳基复合材料(C/C复合材料)进行工艺设计与优化研究。通过建立流动、传热和物质传递反应模型,分析了温度、速度、浓度对致密化过程的影响,其中降低沉积温度能够提高厚度方向的沉积均匀性,通过改变空间温度梯度能够实现沉积位置的控制,初始速度、浓度的匹配能够提高致密化效率。利用双工艺CVI/CVD系统对多孔复合材料进行两步法沉积模拟,验证了C/C复合材料沉积样件均匀性控制与工艺优化的可行性。     

复合材料构件数字化精确成形技术与装备

在分析国内外复合材料预制体成形技术与装备研究现状基础上,分析了复合材料构件的成形制造目前存在用工密集制造效率低、形性精确成形调控难、成形过程自动化程度低等问题,介绍了数字化柔性导向三维织造成形方法和变曲率预制体铺放-缠绕-针刺一体化成形方法,提出了复合材料构件成形技术与装备的未来发展建议,以推动复合材料构件高效率、高性能、高质量的自动化数字化成形制造技术发展,更好地提升基于纤维预制体复合材料构件制造水平。