对称层合板复合材料的屈曲变形解析

提出了如何利用２元多项式位移函数来分析层合板复合材料的屈曲问题。在解析中同时考虑到层合板的面外剪切变形。解析表明屈曲载荷在多项式项数大于２０以上时趋于稳定，可得到高精度的解。本文并对对称角铺设层合板进行了系统地数值解析，明确了在各种边界拘束条件下材料的工程弹性系数，层合板长宽比，铺层数，层合角对屈曲载荷的影响，从而以达到优化设计。同时。

评价复合材料界面的新方法

本文采用有限元解析法分析了ＤＣＤＣ试样，同时提出，ＤＣＯＣ试样用于评价复合材料界面特性和界面破坏能，是评价纤维／基体界面特征的一种有效方法。结果表明，圆孔偏移量ｂ＝０时，具有对称性圆孔的ＤＣＤＣ试样的应力分布表现为模型 Ｉ，而 ｂ≠０时，应力分布表现为混合模型。通过实验和数值解析探讨了界面破坏能的计算方法。

气相生长纳米碳纤维/环氧树脂复合材料的制备及其力学性能

为了改善气相生长纳米碳纤维(VGCNFs)在环氧树脂中的分散性能和界面结合性能,利用两步化学氧化法对VGCNFs表面进行化学改性,制备了VGCNF/环氧树脂复合材料,并对复合材料的力学性能进行了研究。利用傅立叶红外光谱分析仪,透射电子显微镜,场发射电子扫描显微镜及万能材料强力测试仪分别对样品的微观结构和力学性能进行测试分析。结果表明:经过表面处理的VGCNFs在环氧树脂中均匀分散;添加少量VGCNFs的复合材料的拉伸强度和杨氏模量得到了显著提高;拉伸强度在VGCNFs的添加量的质量百分数为8%时达到极值,相比同等添加量的未经表面处理的VGCNFs制备的复合材料的拉伸强度提高了12.2%。

玻璃纤维织物/聚氯乙烯复合材料隔声性能

采用常压浇注工艺,制备了一种超薄、轻量、柔韧的复合材料———玻璃纤维织物/聚氯乙烯复合材料。利用双通道声学分析仪,分析研究了其隔声性能;利用SEM、DMA等,分析研究了该材料的结构和力学性能等。结果表明:该复合材料的隔声性能优于单一材料的隔声性能,在测试范围内,其隔声量超出了质量定律的预测效果,显示了该材料良好的隔声性能。

“蜂窝-柱子”芯夹层轻量型仿生物复合材料结构

为了设计开发轻量型仿生复合材料, 通过对独角仙前翅内部微细结构及其成因的分析探讨, 提出了一种蜂窝柱子芯轻量型复合材料的三维结构模型, 并列举了若干可能的设计思路, 同时简述了这种仿生结构的优点及其应用前景。分析结果表明: 独角仙整个前翅内部存在完整的网状小柱结构, 这种网状结构由气囊构成,呈现出生物界的不规则性、多样化, 但可认为大多为类似于蜂窝状的多边形结构。

植物炭材料的柴油吸附性能

对炭化玉米秆、炭化油菜杆和炭化竹子杆对柴油的吸附性能进行了试验研究．试验发现，3种植物炭材料都具有一定的吸油能力，其中炭化玉米秆吸油性能最佳．用扫描电镜、压汞和N2吸附方法，检测了3种植物炭材料的孔径大小、分布和比表面积．中大孔径（500-7500nm）的植物炭材料改善了毛细作用，对柴油的吸附性能较好．吸油率与比表面积之间没有明显的相关性．对于液相吸附，比表面积的影响可以忽略．

甲虫前翅结构中的优化设计

为了设计开发轻量型仿生复合材料 ,选择了独角仙和锹形虫两种甲虫前翅为仿生对象 ,用电子显微镜观察了这两种甲虫前翅结构上的异同 ,考察了甲虫前翅中的优化设计思路。结果表明 :(1)两种甲虫前翅均采用了以小柱为中空层的夹芯层状结构及框架结构的轻量型设计手法。(2 )独角仙前翅为一次性式的十分经济的设计方式 。

增强材料的排列形式对复合材料隔声性能影响的实验研究

为了探讨复合结构与隔声性能之间的关系,探索降低低频噪声的新途径,设计并制备了增强材料纵向排列和横向排列的玻璃纤维织物/聚氯乙烯复合材料,采用混响室-静音箱法对其隔声性能进行了测试分析。研究表明:增强材料的排列形式对复合材料的隔声性能有明显的影响,复合材料的厚度超过5 mm后,在相同厚度和面密度的条件下,纵向排列的玻璃纤维织物增强复合材料比横向排列的玻璃纤维织物增强复合材料对低频和低-中频的隔声性能好;且随着复合材料厚度的增加其差异增大。因此,可以通过改变增强材料的排列形式来改善复合材料对低频和低-中频噪声的隔声性能。

碳纤维负载Pd-TiO_2光催化材料的制备及表征

以PAN基碳纤维为载体,采用溶胶-凝胶法制备碳纤维负载TiO2的光催化材料(TiO2/CF),用常温氧化-还原法在其表面沉积贵金属Pd粒子对其改性,制备碳纤维负载Pd-TiO2的光催化材料(Pd-TiO2/CF)。XRD分析表明:采用溶胶-凝胶法在碳纤维表面形成了锐钛矿型TiO2。选择偶氮类染料酸性橙Ⅱ作为光催化降解目标物,用紫外吸收光谱分析等TiO2负载量的TiO2/CF,Pd-TiO2/CF和粉末型TiO2的光催化活性。结果表明:TiO2在负载条件下光催化活性有所下降;Pd粒子沉积可有效提高光催化活性;对于酸性橙Ⅱ溶液,Pd-TiO2/CF光催化活性较TiO2/CF、粉末型TiO2均有显著提高。

VGCF的表面处理对VGCF/SMPU复合材料力学和热学性能的影响

用二步法对气相生长碳纤维(VGCF)进行表面改性处理,然后用溶液混合法制备了VGCF/形状记忆聚氨酯(SMPU)复合材料.用扫描电镜观察分析了VGCF在SMPU基体中的分散性以及与基体的界面结合情况,研究了复合材料的力学性能和热学性能.结果表明:与未经二步法处理的VGCF相比,用二步法表面处理使VGCF在基体中的分散性及与基体的界面结合能力得到较大的提高,且使其对复合材料的拉伸强度及拉伸弹性模量的增强效果更为明显;虽然SMPU与VGCF复合后的断裂伸长率有所降低,但是与未处理的VGCF制备的复合材料相比,断裂伸长率有明显增大;表面处理的VGCF更有利于提高复合材料的热稳定性.

受酸腐蚀混凝土的剪切性能及声发射特征研究

用pH值为1.5的硫酸和硝酸混合溶液对Z型混凝土试件进行侵蚀,对腐蚀后试件进行加载并全程进行声发射信号采集.结合应力-应变曲线与声发射参数对腐蚀前后混凝土剪切性能进行分析.结果表明:随着腐蚀周期增加,试件剪切强度和声发射参数均有明显降低,且声发射参数衰减率远大于剪切强度衰减率;未腐蚀试件加载过程声发射参数呈3阶段特征,受腐蚀试件加载初期声发射信号较少,加载接近极限荷载时能量集中释放.在试件加载过程中,声发射信号先后出现2个主要峰值频率,其中90～100kHz信号的集中出现预示混凝土材料进入了非稳定破坏阶段.

碳纤维表面的氧化处理对其负载TiO_2的影响

以聚丙烯腈基碳纤维作为TiO2的载体制备光催化材料,用质量分数为65%-68%的硝酸（115℃）对碳纤维表面进行氧化处理,采用浸渍法对碳纤维进行TiO2负载。研究碳纤维表面的氧化处理对其负载TiO2的影响。利用扫描电子显微镜和超声波清洗仪等对材料的表面形态、TiO2的负载牢度等进行观察和分析。结果表明：随着对碳纤维氧化处理时间的增加,其对TiO2的原始负载率、超声波清洗后的负载率等均有提高的趋势;以对碳纤维进行4 h左右的表面氧化处理后,负载TiO2的效果为好。

多层复合材料界面性能的新评价法

使用纤维／树脂界面的复合材料试验片．来评价纤维增强复合材料的界面性能，首先利用边界无法对该试验一片进行受力分析，得到该试验一片具有Ⅰ型裂纹或Ⅰ，Ⅱ型复合裂纹的应力分布。再用边界元解析法求得正则化应力强度因子与裂纹长的关系，从而求得几何形状函数、结合实验数据，可定量评价复合材料各种界面的性能。

甲虫前翅仿生复合材料研究的进展

为了设计开发轻量型仿生复合材料,对甲虫的前翅进行了一系列的研究。通过解剖甲虫前翅,在探明了甲虫前翅的微细结构及其小柱结构的同时,比较了2种甲虫前翅的结构,并通过对甲虫前翅的力学实验与解析,证实甲虫前翅确实具有优良的力学特性,从而提出了一种轻量型高强度的夹芯层状三合板的结构模型。

计算机辅助配色模纹教学软件的开发

为提高"织物结构与设计"课程教学过程的绘图效率,基于Visual Basic 6.0开发了配色模纹绘图软件.根据配色模纹的构成原理,建立了色纱排列、织物组织及配色模纹的矩阵模型.根据色纱排列、织物组织和配色模纹之间的关系,实现配色模纹矩阵的自动生成,开发了相应的绘图软件.色纱排列和织物组织的编辑以鼠标点击实现,并能实现配色模纹的自动绘制和保存,提高了课堂教学绘图的质量和效率.

溶剂对VGCF/SMPU复合材料形态结构的影响

以气相生长碳纤维(VGCF)为填料,形状记忆聚氨酯(SMPU)为基体,溶剂分别使用NMP、DMF、THF,采用溶液共混法制备了气相生长碳纤维/形状记忆聚氨酯复合材料。利用紫外可见分光光度计、扫描电镜和光学显微镜等测试分析了不同溶剂对气相生长碳纤维分散性的影响及对复合材料形态结构的影响。结果表明:不同的溶剂对气相生长碳纤维的分散性和复合材料的形态结构有较大影响,其中NMP为制备气相生长碳纤维/形状记忆聚氨酯复合材料的最佳溶剂。

新型炭吸油材料的表征

为了解决环境污染中油污染的问题,世界各国相继投入大量的财力开发新型高效吸油材料.本研究针对多孔炭材料中膨胀石墨(EG)和植物炭疏水亲油的特点,分别以重油和20号柴油为吸附质,对膨胀石墨和炭化玉米秸秆、炭化油菜秸杆和炭化竹子3种植物炭的吸油特性和影响因素进行了详细的表征和研究.实验结果表明:(1)蠕虫状膨胀石墨样品具有最大的吸油率,理想状态下可以达到80 kg/kg EG;(2)油类的粘度在很大程度上影响吸附速率,从而在很大程度上影响等温吸附曲线的形状;(3)膨胀石墨的循环再利用性能比较差;(4)3种代表性植物炭材料中,炭化玉米秸杆对20#柴油的吸附率最高,其次为炭化油菜秸秆,最小的是炭化竹子;(5)比表面积的改变,对液态吸附过程影响不大.

UHMWPE/LDPE层合板损伤声发射信号聚类分析研究

为揭示UHMWPE/LDPE层合板损伤机理,运用声发射技术对源于基体损伤、纤维断裂、纤维/基体界面损伤的声发射信号进行聚类分析。以距离为相似性测度,按分层聚类方法提取幅度、持续时间和峰值频率为模式特征,并按k-means聚类算法实现UHMWPE/LDPE层合板声发射信号源机制的分类。实验结果表明,基体损伤、纤维断裂和界面损伤等不同损伤机制产生的声发射信号,在幅度、持续时间和峰值频率等参数上不同,研究结果对UHMWPE/LDPE层合板损伤模式识别具有参考价值。

运用MAXScript语言的单层机织物结构三维建模

为提高机织物结构三维建模的效率,提出一种运用3ds MAX软件内嵌的MAXScript语言进行机织物结构三维建模的方法。根据机织物结构相理论和经纬纱交织规律,建立了纱线轴线型值点的数量及型值点三维坐标和机织物几何结构参数的关系,并运用MAXScript语言编程构建Spline Shape类对象的方法,建立了经纬纱轴线曲线和机织物结构的三维模型。研究结果表明:以MAXScript语言编程方式,根据机织物几何结构参数建立相应的型值点坐标,并以样条插值方式自动生成纱线轴线曲线;同时结合Spline Shape类对象属性设置,运用MAXScript语言卷展栏功能开发出机织物组织参数输入界面,可方便快速地实现机织物结构的参数化三维建模。

正则角联锁组织的矩阵模型及其生成算法

为提高正则角联锁组织的设计效率,分析了无衬经纱和有衬经纱正则角联锁组织交织规律,研究了织物参数和交织规律的关系,分别建立了无衬经纱和有衬经纱正则贯穿角联锁组织矩阵模型及其生成算法,给出无衬经纱正则贯穿角联锁组织矩阵中第1接结经纱列向量的赋值算法,以及有衬经纱正则贯穿角联锁组织矩阵中衬经纱矩阵列向量的赋值算法,并对矩阵生成算法进行了验证。结果表明,通过输入纬纱层数即可根据上述算法产生对应的组织矩阵,说明提出的矩阵模型及其生成算法能快速设计出正则角联锁组织矩阵,提高该类组织的设计效率。