摘要:给出了一种求解任意铺层复合材料加筋板屈 曲/后屈曲问题的解析方法。首先将加筋板简化为受弹簧约束的层合板，而后通过构造位移函数，并利用伽辽金法得到了加筋板压缩、剪切和压剪载荷下的屈曲/后屈曲解析解。求解中引入了无量纲参数，使得结果更具一般性；在后屈曲行为中考虑了初始缺陷和由耦合刚度引起的前屈曲挠度，使得结果更加准确。通过与有限元结果的比较，讨论了几何参数、弹簧刚度等对解的影响。最后将该方法应用于T形加筋对称铺层复合材料加筋板的屈曲/后屈曲分析中，考虑T形筋对复合材料层板粘结区的刚度增强作用，采用刚度平均化方法引入增强效果，并与两种T形筋刚度简化模型以及有限元结果进行了比较，验证刚度平均化方法对计算加筋板屈曲/后屈曲行为的有效性。

摘要:碳纤维加筋板结构在现代航空器中被大量应用，超声波相控阵C扫描技术是这类结构在役环境下的有效检测手段之一，被广泛应用。对于同一个损伤，在实际检测中会出现从不同的方向检测结果不一致的现象；这种现象在传统单点超声波C扫描检测中是不会发生的。本文从试验件表面曲率、缺陷特性等方面对这种不一致性进行了分析和探讨，并给出了避免这一类不确定性发生的建议。

摘要:基于连续介质损伤力学提出了一种纤维增强复合材料(Fiber reinforced polyrner/plastic,FRP)结构低速冲击损伤预测的渐进损伤模型，包含非线性剪应力应变关系和归一化的混合模式基体损伤演化，用来预测复合材料层合板低速冲击损伤。模型区分了纤维拉伸/压缩、纤维间拉伸/压缩4种层内损伤以及层间分层损伤；纤维间损伤起始由Puck失效准则预测，损伤演化由断裂面上的等效应变控制，失效判定时考虑了就位效应对强度的影响；模型中加入单元特征长度以消除计算结果对网格密度的依赖性。以［454/-458/454］,［03/45/-45]S和［45/-45/02/90/45/02/-45/45]3三种铺层的复合材料层合板为例，预测了不同冲击能量下复合材料层合板的低速冲击损伤响应参数，试验结果证明了本文模型的有效性。

摘要:复合材料热压罐固化工艺过程中，制件的固化变形依旧是影响成形质量的重要原因。通过光纤光栅和热电偶相结合的方法对复 合材料制件在热压罐成形工艺过程中的温度和应变进行在线监测，研究了树脂基体对制件应变的影响规律，并基于此分析了不同模具材料对制件固化过程应变和固化变形的影响。试验结果表明：树脂与模具是复合材料固化过程应变变化的主要影响因素，在升温/保温阶段，树脂的流动、热膨胀、固化反应等是应变变化的主要原因，而在降温阶段模具收缩对应变变化起主导作用；不同模具材料的刚度、与制件的结合能力以及热膨胀系数的变化会在复合材料固化过程的不同阶段对应变变化产生较大影响。本文获得了不同材质模具试验条件下复合材料制件固化过程中的应变曲线，分析了固化过程中模具对复合材料制件内部应变的影响规律，为深入分析大型复合材料构件固化变形提供了理论支撑。

摘要:损伤面积是复合材料层合板在受低速冲击后其损伤严重程度主要表征参数之一。本文基于3层拓扑结构的BP人工神经网络，以冲击能量和凹坑深度作为输入参数，建立了损伤面积的快速估算模型。利用试验样本数据对BP神经网络模型训练后，选取样本数据进行仿真验证。对比分析说明该损伤面积估算模型具有良好的试验数据内在联系发掘能力，估算准确性与效率较高。本文研究为复合材料层合板低速冲击损伤面积估算提供了一种新的有效方法。

摘要:基于纯剪切方板后屈曲阶段边界受力分析，设计了考虑蒙皮支持刚度的复合材料“工”形层板组合梁试验件，采用对角拉伸加载方式，考察了腹板后屈曲张力场对层板组合梁连接强度的影响，并采用基于黏聚区模型的有限元方法对试验进行了仿真分析，研究了界面的失效过程与机理。研究表明：腹板后屈曲阶段形成的张力场在连接界面上产生附加的剥离载荷，使界面呈现I/II型复合受力状态，加速界面破坏；考虑蒙皮支持刚度的剪切试验在腹板发生失稳后使蒙皮产生法向变形，一定程度上减弱了界面剥离载荷的增加，梁结构的破坏载荷略有提高；试验的破坏模式表现为腹板的纤维压缩破坏和缘条蒙皮界面的I/II型复合断裂；黏聚区模型能够很好地模拟复合材料界面的破坏，仿真与试验基本一致。

摘要:建立基于八边形纤维束截面假设的三维四向编织复合材料单胞模型。基于单向复合材料疲劳剩余刚度和剩余强度模型，结合组分材料的疲劳失效判据和性能突降方法，建立了三维四向编织复合材料疲劳寿命预测模型。利用ABAQUS有限元软件UMAT开发了疲劳寿命预测与渐进损伤分析程序，研究了三维四向编织复合材料在不同应力水平下的损伤扩展过程和疲劳寿命。研究表明，疲劳损伤是从纤维束之间的接触面的单元开始发生损伤破坏，然后向纤维束表面以及纤维束内部开始扩散，并且损伤扩展速率随着应力水平的提高而加快。本文研究为预测三维四向编织复合材料的疲劳寿命提供了一种途径。

摘要:通过干法复合工艺及流延复合工艺制备了一种隔热性能优良、性价比高且具有三明治夹心结构的新型保温材料—铝箔气泡复合材料，并研究了气泡层数、气泡直径、反射层结构及熟化温度对铝箔气泡复合材料隔热性能的影响。结果表明，铝箔气泡复合材料的热导率随气泡层数的增加而增大，随气泡直径的增大而减小，铝箔在反射层结构中的位置对材料热导率有影响,40~100 ℃×24 h熟化，热导率下降，隔热性能提高。

摘要:针对开孔变刚度层合板，建立3种尺寸的层合板有限元模型，采用了线性屈曲、引入残余热应力的线性屈曲和引入初始缺陷的非线性屈曲的3种分析方法，研究了开孔层合板在压缩条件下的屈曲行为，并通过自动铺丝制造层合板进行试验对比，对3种方法的合理性进行了分析。结果表明，引入残余热应力的线性屈曲分析方法与试验结果最吻合，两者仅相差0.63%。基于该方法，讨论开孔层合板残余热应力分布特点和应力水平，得出了开孔层合板的应力分布云图和应力分布规律，计算出残余热应力对开孔复合材料层合的屈曲影响。结果表明，残余热应力对传统直线开孔层合板的屈曲载荷影响很小，仅提高了3.57%，但大大提高了变刚度开孔层合板的屈曲载荷，最多可达23.40%。说明纤维曲线铺放可以改变内部残余热应力的分布，提高整个开孔层合板承载压缩载荷的能力。

摘要:高强度Kevlar纤维机织织物被广泛应用于发动机机匣包容上，剪切增稠液(Shear thickening fluid, SFT)被发现可以有效增加Kevlar织物的能量吸收能力。通过设计针对单束纤维束的相应加强片与夹具，在MTS材料试验机与霍普金森拉杆上开展室温下的（20 ℃）力学性能试验，得到单束纯Kevlar纤维与不同浓度STF强化Kevlar的准静态与动态拉伸力学性能。对比分析了准静态与动态试验下织物破坏形态和力学性能的区别，得到STF溶液浓度对弹性模量、应力极限与拉伸强度的影响，为STF增强Kevlar织物的动态响应分析提供参考。

摘要:设计许用值是复合材料结构设计和验证的关键基础，目前国内相关研究仍处于起步阶段。本文介绍了设计许用值的概念，详细解读了设计许用值的适航要求，并根据设计标准给出了合适的试验矩阵以及相应的试验方法。最后应用某民机壁板实例验证了此方法的可行性，为进一步研究复合材料设计许用值提供参考。

摘要:研究了一种以全局响应面算法为基础的复合材料蜂窝夹层结构进气道优化设计技术。该技术以复合材料蜂窝夹层进气道结构为研究对象，以结构重量最轻为目标，结合工程实际生产工艺和复合材料结构设计一般原则，使面板各方向角铺层厚度和蜂窝芯材厚度均选用离散变量，同时约束复合材料蜂窝夹层结构的各种失效模式以及进气道工作环境的频率需求。最后通过算例验证了此优化设计方法的可行性。

摘要:设计了CF8611/AC531复合材料的正面（Front surface,FS）试件和侧面（Side surface,SS）试件及3.5%NaCl+12.5%Cu2SO4电解液，借助电化学工作站、扫描电镜和扫描振动电极等设备，开展了复合材料和7B04-T74铝合金在不同状态下的电化学测量及偶接全浸试验。在恒温35 ℃、3.5%NaCl溶液中浸泡0h和96h后，FS试件自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为96和117 mV,1.742×10-7和2.213×10-7A/cm2，铝合金则分别为-870和-897 mV,2.920×10-5和3.068×10-5A/cm2。FS和SS试件在恒温35 ℃、3.5% NaCl+12.5% Cu2SO4电解液中的极化电流密度分别为3.99×10-4和1.01×10-3A/cm2，且在碳纤维裸露处均有明显Cu金属沉积；在恒温35 ℃、3.5% NaCl电解液中，FS/7B04偶对电偶电流密度均值为6.75E×10-6 A/cm2，低于SS/7B04偶对的6.2×10-5 A/cm2。结果表明：复合材料电化学性能稳定；FS试件电化学活性低于SS试件；证明了碳纤维在复合材料电化学响应中的贡献，指出了原始表面存在碳纤维裸露缺陷，由此划分了活性阴极区和惰性阴极区；接触腐蚀中铝合金的主要腐蚀形式是点蚀，并伴有少量沟状腐蚀，揭示了沟状腐蚀的发生机理和发展路径；SS试件对铝合金的电偶效应较FS试件显著，讨论了偶对中复合材料未失效的原因，指出表面阴极点及Al3+的水解可能会减弱电偶效应。

摘要:为了降低制造钛和钛合金半成品的成本，以氢化钛和氢化钛与铝钒中间合金的混合物为原料，采用粉末冶金制备工艺分别制备了用于轧制的TA2和TC4多孔坯料，研究了热轧后合金的组织与力学性能。研究结果表明，不同形变程度（50%和75%）的热轧工艺有效消除了残余孔隙，改变了微观结构特征（之前的β晶粒边界α相消失），极大地提高了TA2和TC4合金的强度和塑性，而且与传统工艺相比，省略了锭块熔炼步骤，降低了钛和钛合金轧制产品的价格，而且与传统工艺相比，省略了锭块熔炼步骤，降低了钛和钛合金轧制产品的价格。

摘要:采用超声溶胶凝胶法在黄麻纤维表面原位沉积纳米SiO2，通过红外光谱分析,微观形貌分析以及沉积量测试，讨论了不同工艺参数对纳米SiO2沉积效果的影响。结果表明：随着正硅酸乙酯（TEOS）浓度或氨水浓度的增加，纳米SiO2的沉积量逐渐增多，粒径逐渐增大；随着沉积温度的升高，纳米SiO2的沉积量逐渐减少，粒径逐渐减小；与沉积温度为20 ℃相比，当沉积温度为60 ℃时，纳米SiO2的沉积量减少了36.4%、粒径减小了37.8%；沉积时间主要影响纳米SiO2的沉积量，对其粒径的影响不明显。通过实验探究了纳米SiO2成核与生长的机理：黄麻纤维表面的孔隙结构为纳米SiO2提供了成核位点；TEOS经过水解缩合反应形成短链交联结构，通过氢键或化学键沉积于黄麻纤维表面的孔隙中；短链交联结构经过成核与生长过程，逐渐形成纳米SiO2颗粒。因此，通过对工艺参数合理地选择，可以调控纳米SiO2在黄麻纤维表面成核与生长阶段的形貌与沉积量。

摘要:针对基于复杂自由曲面类构件的复合材料铺放成形技术领域中的对刀问题展开研究工作，对刀的策略和精度是判断构件模具制造精度和决定复合材料铺放成形质量的关键因素。借助设置在铺放头压辊处的激光测距探头，通过对位于模具上不同位置对刀点或校验点的探测，进行模具制造精度校核和对刀精准性判断。基于激光测距探头所探测数据，提出了针对一次性低成本模具和高精度可复用模具对刀点的设置方法以及对刀策略，利用该对刀策略进行翼身融合体的铺放成形实验进行验证，实验表明该对刀策略可有效解决复杂自由曲面类构件的复合材料铺放成形的对刀问题

摘要:为探索磨削速度和单颗磨粒最大未变形切厚对碳化硅陶瓷高速磨削材料去除过程的影响规律，进行了切向进给单颗磨粒高速磨削试验，研究了磨削力、磨削比能与磨削速度以及单颗磨粒切厚的关系。研究结果表明，单颗磨粒切厚为0.03和1 μm时，磨削力和磨削比能均随着速度的增加而减小，而当切厚为0.3 μm时，磨削力和磨削比能随着磨削速度先增加后减小，磨削速度80 m/s为其转折点。磨削力随着单颗磨粒切厚的增大整体上呈上升趋势，但是当切厚小于某一临界值时，磨削力变化并不明显，磨削比能却急剧降低，而且磨削速度提高，该临界值变大。因此，磨削速度的提高有利于降低磨削力和磨削比能，适当增加单颗磨粒未变形切厚并不会恶化加工质量。

摘要:采用高精度FTM高温微动磨损试验机研究TC21钛合金在150 ℃下的微动磨损行为。分析温度对摩擦系数及磨损率的影响；通过扫描电镜和能谱等方法研究钛合金TC21在高温下磨痕形貌的变化情况、成分的变化和磨损机理。实验结果表明：温度对钛合金TC21摩擦系数的影响与微动位移有关，位移越小，温度对其影响越小；温度为150 ℃时，磨损量较室温降低了67.4%~86.5%；磨损机理在常温下以磨粒磨损为主，并存在氧化磨损和粘着磨损，在150 ℃下以氧化磨损为主，伴随少量的磨粒磨损和粘着磨损。

摘要:为求解钢-混凝土组合梁在界面滑移与剪切变形双重影响下的变形与应力，本文引入Timoshenko梁双广义位移假定，建立了钢-混凝土简支组合梁弹性状态下的计算模型，并以跨中作用集中荷载为例，得到其全梁挠度与截面应力的解析解。同时对4根不同抗剪连接程度的钢-混凝土组合梁试验结果进行分析，与解析计算结果进行对比验证，并讨论了界面剪切刚度的取值对组合梁挠度的影响。结果表明理论计算所得挠度、应力均与试验值吻合良好；界面滑移将增大组合梁挠度，界面剪切刚度对这种增大效应有重要影响；在计算组合梁挠度时，忽略剪切变形在一定程度上不安全。

摘要:磷酸镁水泥（Magnesium phosphate cement，MPC）是一种快速修补型胶凝材料，具备快硬、早强、高强、粘结力强、耐久性好等优点。首先运用正交试验方法，通过控制胶砂比、氧化镁与磷酸二氢盐的物质的量比（M/P）和水胶比，确定了基准MPC修补砂浆的最优配合比。然后研究了粉煤灰和磨细矿渣对MPC修补砂浆抗压强度和抗折强度的影响，分析了其强度特征。结果表明，MPC修补砂浆的最佳M/P比为6∶1，胶砂比1∶1。掺加粉煤灰的MPC修补砂浆具有较高的强度尤其是抗折强度，适宜作为道路与机场道面的快速修补材料。掺加磨细矿渣的MPC修补砂浆，其力学性能不如掺加粉煤灰的MPC修补砂浆。此外，MPC修补砂浆的抗折强度和抗压强度之间具有密切的线性相关关系，且与养护龄期、原材料来源与烧结温度、是否掺加缓凝剂和矿物掺合料、M/P比和水胶比等因素无关。