反四手性负泊松比蜂窝面外双曲变形研究

针对反四手性负泊松比蜂窝面外变形快速求解问题,提出了一种利用数值拟合进行快速求解的方法。首先利用有限元分析软件对蜂窝的面外变形进行了求解,把结果数据分为训练数据及验证数据;然后使用最小二乘法对求解结果拟合,针对蜂窝面外变形的特点及量纲分析,构造了一个3参数的拟合方程,得到蜂窝对称轴上的拟合曲线。接着对求解结果及蜂窝尺寸参数进行二次拟合,得到蜂窝尺寸和变形曲线的关系,然后利用该关系对其他尺寸下蜂窝的变形曲线进行预测,并与验证数据进行对比。此后,对两段式非均匀蜂窝的面外变形也进行了仿真求解,利用均匀蜂窝的拟合结果及Logistic函数构造拟合函数进行拟合,并用拟合结果在其他尺寸下蜂窝的变形与验证数据进行对比。结果表明,拟合方程预测结果与仿真结果吻合良好。该数值方法可以运用于反四手性蜂窝变形预测与设计。

以多学科交叉融合为基础的创新研修课程建设——以《4D打印技术》课程为例

创新型课程教学体系的建立是为了有效的提高教学质量,培养出具有高综合素质的创新型人才。以创新研修课《4D打印技术》为例,本文从课程的建设思路、课程的知识体系、课程的思政建设以及教学实践等几个方面介绍了如何将先进的科研成果、多学科知识的交叉融和引入到课程建设中。在课程学习过程中,机械、力学与材料学科知识的交叉融合,拓展了学生知识范围,开阔了学生眼界,锻炼了学生动手能力,有效地促进了创新型人才的培养。

新工科背景下力学实验教学改革与实践

在总结了新工科人才培养需求的基础上,探讨了实验教学理念变革的主要思路和指导思想。结合实验教学在教学体系、基础性实验改进、教学方法、教学内容拓展、信息化平台建设及实验教学精细化管理体系建立等实验教学内涵建设的改革与实践,探讨了新工科背景下实验教学理念变革的基本思路。

面向火星探测的环氧形状记忆聚合物复合材料的性能研究

国家火星探测任务是建设航天强国进程中的重大标志性工程,是中国航天走向更远深空的里程碑工程.智能材料这种集材料、结构和功能于一体的先进材料将会对火星探测任务有所助力.形状记忆聚合物及其复合材料作为一种典型的智能材料,可在有效减轻载荷的同时实现自主变形,已经在地球同步轨道航天器的应用中崭露头角.因此有必要研究这种新型环氧基形状记忆聚合物复合材料应用于火星探测工程的可能性.首先,针对“天问一号”火星探测器的任务需求,设计了一个具有自释放功能的着陆平台国旗装置.其中的锁紧释放装置由碳纤维增强的形状记忆聚合物复合材料制成,分别从静态拉伸力学性能、动态热机械性能和形状记忆性能三个角度评估了空间辐照和长期存储对形状记忆聚合物复合材料的影响.其中,空间辐照包括γ射线和紫外射线,辐照剂量分别为5×10^(5)rad和23.6 kCal.长期存储分为低温-196℃、室温25℃和高温85℃存储30天,和低温-196℃存储457天两组实验.最后,从“祝融号”火星车所携带相机拍摄的照片可以看到五星红旗被成功释放,旗面平整、图案清晰.这说明所研究的环氧基形状记忆聚合物复合材料可成功应用于火星探测任务,未来有望以多种结构形式助力我国的火星采样返回乃至其它深空探测任务.

力学实验课混合式教学模式的探索与实践

为了实现新工科对高等工程教育领域的人才培养目标,促进学生对知识的理解,培养其有效运用知识、技能解决复杂工程问题的能力和创造力,哈尔滨工业大学力学实验中心进行了“工程力学实验”课程混合式教学模式的探索与实践。将信息技术与教学设计、教学活动进行融合,以期实现学生学习的自主性、有效性及创造性,激发学生的学习兴趣,引导学生进行深入的思考并培养其解决实际工程问题的能力。

电流变体粘弹性能的实验研究

电流变体是智能材料与结构中一种重要的致动器材料 .本文对电流变体在电场作用下的粘弹性特性进行了实验研究 .使用旋转式流变仪对表征流体粘性的蠕变特性进行了测试 .同时 ,对电流变体进行了强制振荡试验 ,测试了流体在不同应力幅值、应力频率下的剪切模量变化 ,得到了电流变体的复剪切模量以及剪切存储模量、损耗模量随外加电场变化的规律 .

电流变体智能材料在交变电场下的透光性能研究

电流变体作为智能材料作动器的一种 ,在外加电场的作用下 ,其材料性能会发生显著的变化。本文主要研究了二氧化硅 /淀粉复合颗粒电流变体在交变电场作用下的透光性能的变化。对不同浓度的流体、不同外加电场强度、不同外加电场频率以及不同电极间距几种情况下电流变体的透光性均进行了测试。

公路桥梁检测技术及检测质量控制探讨

随着交通强国建设要求的推动,公路桥梁的安全可靠性广受关注,利用公路桥梁检测技术针对工程建设的桥梁展开分析,能够确保桥梁的长期使用性能和建设质量。尤其针对于早期所建设的公路桥梁,经过数十年的运营,各个构件逐渐损坏,逐步失去应有的质量,检测此类桥梁及时发现问题,是确保公民人身财产安全,国家经济建设发展的重要内容。

含电流变体智能复合材料梁的振动响应分析

电流变体材料是智能材料系统中重要的作动器材料之一。电流变体材料在外加电场作用下，其流变性能会发生较大变化。本文实验测定了电流变体的剪切模量，建立了含有电流变体材料的智能复合材料梁结构的振动模型，并对不同电场作用下梁的振动响应进行了分析，结果表明，随着外加电场强度的增加，梁的固有频率和损耗系数均显著增加，振动响应明显减少。

智能材料系统与结构的研究进展

智能材料系统与结构的研究是当今材料科学界研究的热点之一，它是控制系统与传统的结构材料或功能材料相结合的产物。本文介绍了智能材料系统与结构的研究现状，对其主要的组成部分—传感器、作动器、控制器、通信网络分别做了详细的描述。具体介绍了各个组成部分的代表性材料，如作为传感器的光纤、压电材料，作为作动器的电（磁） 流变体、形状记忆合金、电（ 磁） 致伸缩材料等，并对这些材料的典型性质与它们在智能材料系统与结构所承担的功能作了详细地说明。同时也介绍了智能材料系统与结构各组成部分的宏观集成与微观集成两种构想。

电流变体的粘弹性

电流变体是智能材料与结构中一种重要的致动器材料.本文对电流变体在电场作用下的粘弹性特性进行了实验研究.本文对电流变体进行了强制振荡试验,测试了流体在不同应力幅值、应 力频率下的剪切模量变化,得到了电流变体的复剪切模量以及剪切存储模量、损耗模量随外加电场变化的规律.

二氧化硅/淀粉复合颗粒电流变体性能研究

电流变体是当令智能材料领域的一个研究热点。基于对无机材料硬度高、密度大等缺陷进行改进的目的，合成了二氧化硅／淀粉复合颗粒，对该颗粒的化学组成和粒度、粒度分布进行了测试。同时，对由该颗粒合成的电流变体在直流、交流两种电场作用情况下的流变性能进行了测试。

形状记忆聚合物复合材料及其在空间可展开结构中的应用

综述了形状记忆聚合物复合材料及其在空间可展开结构中的应用。形状记忆聚合物是一种智能主动变形的高分子材料,该材料在外界激励作用下能够产生较大的可回复变形,可应用于智能主动变形结构。首先简述了形状记忆聚合物的研究现状,然后分别介绍了颗粒、短纤维和连续纤维增强的形状记忆聚合物复合材料的研究现状,并重点评述了三种复合材料的电-热致驱动变形性能。此外,本文还介绍了纤维增强形状记忆复合材料在空间可展开结构上的应用,主要包括可展开铰链、可伸缩梁和可展开天线等。

智能软聚合物及其航空航天领域应用

智能软材料针对外界的刺激(如温度、电场、光、磁场等等)能够产生不同程度的形变而体现出活性.作为新型智能软活性聚合物材料的代表,形状记忆聚合物和电致活性聚合物主动软材料日益显示出巨大的应用前景.本文综述了形状记忆聚合物及其复合材料以及驱动方法,形状记忆聚合物智能材料在航天领域的应用,介电弹性体材料及其复合材料,介电弹性体材料的理论研究进展,介电弹性体材料在航空航天领域的应用.

形状记忆聚合物基复合材料在航空航天领域的应用

20世纪80年代以来,形状记忆聚合物及其复合材料在航空航天领域的应用已得到广泛的研究。这些前景光明的智能材料正在空间展开结构、变形结构、智能轴、光学反射镜以及智能纺织面料等特殊领域中得以开发和验证。

具有线性介电常数的Ogden型介电弹性体的本构关系和机电稳定性

应用多材料常数的Ogden弹性应变能函数分析了介电弹性体的力学行为,研究了介电弹性体的机电稳定性.数值结果表明,通过对材料系数(如材料常数比和电致伸缩系数等)的恰当调节可以使得介电弹性体材料或介电弹性体结构更趋稳定.这些有益于深入理解介电弹性体的机电稳定性行为,进而设计恰当的介电弹性体器件.

形状记忆聚合物及其复合材料在航天领域的应用进展

首先介绍了形状记忆聚合物及其复合材料,概述了该类材料的形状记忆机理。然后重点评述了基于形状记忆聚合物复合材料的可展开铰链、可展开桁架、可展开太阳能电池阵列、锁紧释放机构的结构和性能特点,指出了各类应用的优缺点及适用条件。最后,总结并展望了基于该类材料的空间可展开结构的未来研究重点和发展趋势。

基于形状记忆聚合物复合材料航天航空可变形结构技术研究进展

形状记忆聚合物及其复合材料是一种在相应的外界刺激下可以在临时形状和初始形状之间进行切换的智能材料,具有低密度、低成本、可回复变形大,刺激方式可控等优点,在航天航空领域,如:空间可展开结构、锁紧释放机构、变体等,展现出来了巨大的应用潜力。这些应用大多处于开发阶段,一部分完成了地面功能验证,少部分进行了航天实验。本文首先总结了形状记忆聚合物(SMP)和形状记忆聚合物复合材料(SMPC)的分类,以及恶劣的空间环境因素下SMP的性能变化。随后总结了SMPC的空间可展开结构,包括:铰链、桁架、太阳能电池阵;SMPC的解锁释放结构;SMPC的变体结构以及基于4D打印的SMPC可展开结构的潜在应用。最后,对形状记忆材料和结构的发展前景进行了展望。

电流变体特性及电流变体应用器件的进展

本文详细评述了电流变体（ＥＲＦ）材料的组成、工作机理及其流变力学性能，提出以Ｂｉｎｇｈａｍ塑性体来近似描述电流变体的流变特性，综述了电流变体在智能材料、汽车离合器、液压阀门等器件中的应用，给出了含电流变体的双层智能复合材料梁单层、双层加电状态对其振动特性的影响，设计了含电流变体的主动控制式减振器，并对其在外加电场作用下的减振性能进行了评价。

智能复合材料结构的主动振动控制

本文提出应用电流变体（Ｅｌｅｃｔｒｏ－ＲｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＦｌｕｉｄｓ）材料作为复合材料结构振动主动控制的材料，针对含电流变体材料的智能复合材料悬臂梁，进行了振动的主动控制，测试了智能复合材料悬臂梁在外加电场作用下，弹性模量、衰减系数、固有频率等振动特性的变化，同时，针对不同的梁材料，给出了材料变化对梁振动控制的影响。