杜善义 复合材料专家

2010年是我国复合材料业取得较大进展的一年,请您谈谈2010年都取得了哪些新发展?杜善义:(1)复合材料的地位越来越重要.中国的复合材料在各行业中的地位越来越重要.单从2010年来讲,因为大飞机项目的启动,复材的发展比以往更快,得到的重视也更多.在2010年两院院士的会议中,总书记也提到了要发展高性能的结构材料和复合材料,说明复合材料的重要性已经受到了国家层面的重视.

科学探索永远在路上:科技工作者的“勤”“思”“严”“实”——访中国工程院院士杜善义

《科技导报》:近年来,习近平总书记对弘扬爱国奋斗精神作出一系列重要指示,请您谈一谈,进入新时代,中国科学家精神赋予的新的内涵与时代特征。

光纤氢传感技术的研究现状及其应用前景

分析了光纤氢传感技术发展的现状和特点,比较了几种典型光纤氢传感器的结构和工作原理。指出了光纤氢传感技术是测量易爆环境下氢气浓度的有效方法,并对光纤氢传感技术的应用前景和有待解决的问题进行了讨论。

我国大型客机先进复合材料技术应对策略思考

航空工业发展,尤其新一代大型民用飞机的研制,带动并促进了复合材料技术的飞速发展。先进复合材料在新一代大型民用飞机上的成功应用,为未来民用飞机的发展确立了新的标准和市场准入门槛。欧美先后制订并实施了一系列航空复合材料研究计划促进复合材料技术的发展,并取得成功。国内复合材料技术经过多年发展虽然有一定基础,但在原材料开发、产品设计、制造及质量监控、技术转化等许多方面与国外相比还存在较大差距。在国家确立大型飞机重大研究专项的背景下,为满足我国大型客机研制的需要,大力促进我国复合技术水平快速提升,我们要从发展策略、组织管理、技术研究和产业发展等方面开展工作,实现我国复合材料技术的跨越式发展。

多向编织碳／碳复合材料力学行为研究

本文综述了作者近十年来在多向编织碳／碳复合材料力学性能研究方面的成果，包括力学模型与强度准则、热应力分析、断裂行为、性能预报与优化设计、超高温试验技术及组织性能与高温退化等内容，并分析了其存在的新问题和解决途径。

先进复合材料格栅结构(AGS)应用与研究进展

具有空间点阵的先进复合材料格栅结构(AGS)是一种新型高效的结构形式,在航空、航天结构中具有良好的应用前景。介绍了AGS优良的各项性能以及在美、俄等国航空、航天工程中的应用现状,着重描述了混合工艺法、模具膨胀工艺和拉挤-互锁格栅结构几种现行工艺方法,并对当前国内外针对格栅结构的力学性能和结构健康监测的研究进行了概述。最后提出了AGS进一步研究的工作展望。

单丝复合体系界面力学行为的表征

界面是纤维增强树脂基复合材料的重要细观结构,极大程度地影响着该材料的宏观性能以及破坏模式.单丝复合体系是界面力学性能表征的主要研究对象.从细观力学实验,细观力学模型以及数值模拟3个方面出发,全面地阐述了单丝复合体系界面力学行为表征的手段和方法.细观力学实验是建立细观力学模型以及发展数值模拟方法的基础,应充分利用三者的关系,建立完善的界面性能表征体系,以便更加准确的预报复合材料的力学性能,满足各个行业的要求.

含刚性线夹杂及裂纹的各向异性压电材料耦合场分析

采用各向异性弹性力学中Ｓｔｒｏｈ方法对含刚性线夹杂及裂纹的无限大各向异性压电材料耦合的弹性场和电场进行了分析。并得到夹杂和基体界面间耦合场的实型显函表达式及夹杂尖端的１／２阶奇异性。

飞行器结构智能化研究及其发展趋势

智能化是飞行器结构发展的重要趋势,文中介绍了飞行器结构的智能化需求及其发展状况。阐述了飞行器的典型结构健康监测方法及其技术特征,讨论了飞行器主动变形结构的实现方法与途径,结合国内外研究情况,指出了飞行器结构智能化的可实现前景。

陶瓷基复合材料的发展及在航空宇航器上的应用前景

本文综述了陶瓷基复合材料的发展及近况。简要介绍了颗粒、晶须及纤维增强的陶瓷复合材料的制备。以微观力学的观点分析探讨了陶瓷复合材料的最优化设计,展望了它作为未来新型高温热结构材料在航空、宇航器上的应用前景。

光纤智能化复合材料及其监控系统的研究

本文简要评述了一种新型功能材料——电流变体,和由它制造的超先进智能复合材料及其应用原理和前景。着重介绍了埋有光导纤维的复合材料——“敏感的皮肤”及纤维光学检测系统的原理、可行性及应用。提出了将光导纤维埋入含电流变体的超先进复合材料中而形成光纤智能化复合材料,并简述由其制成的监测系统的研究现状和展望。

先进复合材料与航空航天

复合化是新材料的重要发展方向,先进复合材料已经成为航空航天结构的基本材料之一。本文中阐述了先进复合材料在航空航天领域的应用需求和现状,介绍了诸如点阵、纳米、多功能复合材料与结构等研发热点和前沿技术,并讨论了其研发与应用趋势。最后,重点讨论了复合材料的原材料技术、低成本技术、设计/评价一体化技术等亟待解决的问题。

含球夹杂复合材料的力学性能分析

对于复合材料的有效弹性模量，Ｅｓｈｅｌｂｙ￣［１］的等效夹杂法和Ｂｕｄｉａｎｓ－ｋｙ和Ｗｕ￣［３］的自相似法仅仅考虑了夹杂的形状及基体和夹杂的力学性能，而忽略了夹杂的大小和相互作用。本文认为当复合材料的夹杂体积分数增大时，夹杂之间的相互作用影响是比较显著的。基于这一事实，本文在考虑夹杂的形状，大小，分布和相互作用前提下推导了材料的有效弹性模量。最后，本文给出了夹杂分布和基体泊松比对复合材料有效弹性模量的影响，并且部分结果与实验进行了比较。从比较的结果来看，本文的结果与实验值吻合的很好。

RLV热防护系统健康监测研究进展

分析了热防护系统健康监测技术的现状和特点,比较分析了基于压电陶瓷的几种典型的健康监测技术。指出了对于嵌入式的压电传感器,基于能量和波的衰减建立的分析方法有效可行;针对贴片式压电陶瓷检测系统,介绍了基于模态分析的方法,指出了不足。总结了今后的发展方向。

纤维缠绕壳体变形分析及失效评估

本文分析计算了基体开裂及大变形对纤维缠绕壳体变形的影响，得到了比较满意的理论分析结果。在变形分析的同时，对纤维缠绕壳体进行了失效评估分析，获得了切实可行的失效评估计算分析方法，为制定合理的水压检验规范提供了理论依据。

用应力波技术对配橡胶内衬的复合材料板壳进行无损检测

配橡胶内衬的复合材料板壳可以模拟宇航飞行器的纤维缠绕压力容器。本文提出用应力波技术(Stress wave)对复合材料构件的损伤进行无损检测,并实际检测了配橡胶内衬的复合材料板壳内衬与复合材料缠绕层之间、内衬与内衬之间的损伤.绘出了损伤区的幅频特性曲线,确定出损伤区在橡胶内衬的分布情况。最后,作者对某型火箭发动机的缩小比例圆柱壳体进行了实际检测,并获得了满意结果。

发明创造源于实验

通过力学的发展和人才的培养阐述了实验和实验室的作用和地位,特别强调对人才基本素质训练的作用。提出了建设实验平台的重要性,并对实验队伍、基地建设等提出了看法。

先进复合材料的纤维光学法无损评价

本文介绍了一种新的对复合材料进行无损检测的方法——纤维光学法。这种方法可以测量复合材料表层开裂后的应力、应变以及固化过程中的应力,并对撞击、疲劳引起的龟裂、脱层等损伤进行无损检测,同时监测损伤的扩展,对损伤容限作进一步研究。

先进复合材料智能化研究概述

阐述了复合材料智能化发展的目的和意义 ,分析了复合材料智能化与智能材料和结构技术的内在关系 ,指出复合材料智能化应从设计、制造、评价3方面进行系统研究 ,并通过研究示例对具体研究内容和研究方法进行了概述。

纳米复合材料研究进展

针对聚合物基纳米复合材料的某些热点和重点问题进行了总结和评述,并讨论了碳纳米管、石墨烯及纳米增强界面等以增强为三的纳米复合材料的研究状况和存在的问题;系统地评述了纳米纸复合材料、光电纳米功能复合材料以及纳米智能复合材料等以改善功能为主的纳米功能复合材料的研究动态.