N-层涂层夹杂体复合材料有效模量显示表达

利用Green函数及积分方程技术,在夹杂应变均匀的近似假定下,将Hill界面条件应用于整个二相体内,从而得到一种可以预报任意椭球夹杂体复合材料有效模量的广义自洽Mori-Tanaka方法.采用一种逐步渐进的均匀化技术将该模型推广至N层涂层夹杂问题,得到了N层涂层夹杂体复合材料的显式表达.与有的实验和理论结果比较表明,本文模型准确可靠,便于应用.同时本文还证实,采用夹杂均匀应变假定并利用Hill界面条件于两相体内可导出Mori-Tanaka平均场近似.     

增强相周期分布的多涂层纤维复合材料反平面问题的解析方法

采用增强纤维周期分布模型,通过引入非均匀的本征应变并结合双准周期Riemann边值问题理论,将非均匀介质问题转化为均匀介质的周期本征应变问题,获得了反平面载荷作用下多涂层纤维复合材料纤维、各涂层和基体中弹性场的解析解答。与有限元、广义自洽和渐进均匀化等方法的比较显示了该文方法的精度。讨论了涂层厚度和刚度等材料微结构参数对界面应力集中系数和有效反平面剪切模量的影响。该文为研究多涂层复合材料界面效应提供了一个有效的分析工具。     

连续变化界面层对复合材料弹性性能影响

界面层对复合材料的变形和破坏有着重要的影响,实际界面层的性能是随位置而连续变化的,但目前大多数考虑界面层影响的工作都假设界面层材料性能均匀或分层均匀。假设界面层的性能是空间位置的幂函数形式,给出了具有上述界面层的纤维和球形夹杂在球压和剪切载荷下的解,然后利用平均场方法建立了上述复合材料的有效弹性性质与微结构的联系。还将上述方法与均匀界面层模型进行了比较,计算结果表明,界面层的性质对复合材料有效性质和局部应力的分布有着重要影响。      

考虑夹杂间相互影响的弱界面颗粒复合材料等效模量预测的一般细观力学方法

基于Ju和Chen提出的颗粒增强复合材料的一般细观力学方法,采用Qu给出的一阶近似修正的Eshelby张量,本文建立了考虑夹杂之间相互影响的含任意分布弱界面颗粒增强多相复合材料等效模量预测的一般细观力学方法,通过体积均匀化方法得到了一组细观力学本构方程。分别推导了忽略夹杂之间相互影响的弱界面多相复合材料宏观模量表达式以及考虑夹杂之间相互影响的弱界面两相复合材料的宏观模量表达式。此外,还给出了几种特殊复合材料体系在考虑界面弱化下的宏观等效性能参数的解析表达式,在界面粘结完好的假设下,给出的表达式均可以退化成经典的细观力学预测结果。在考虑夹杂之间相互影响的情况下,本文预测结果与实验数据吻合很好,验证了模型的有效性。     

含非均匀界面相纤维增强复合材料热传导性能预测的递推公式

研究了含非均匀界面相纤维增强复合材料的宏观等效传热性能。将热导率沿径向连续变化的界面相离散为多个热导率均匀的同心圆柱层,采用广义自洽法和复变函数理论,推导了复合材料宏观等效热导率的解析递推公式,并由递推公式给出了均匀界面相和理想零厚度界面的封闭公式。理想零厚度界面复合材料的热导率与已有理论结果一致。理想零厚度界面和非均匀界面相模型的计算结果与实验数据比较表明,当纤维体积分数较小时,2种模型的预测结果与实验数据吻合均较好,当体积分数较大时,与实验数据相比,非均匀界面相模型的精度大大高于理想零厚度界面模型的精度。本文中给出的递推公式亦可用于计算多涂层纤维增强复合材料的热导率。     

含界面相的单向纤维增强复合材料三维应力场的二重双尺度方法

提出了计算含界面相的单向纤维增强复合材料三维应力的二重双尺度方法。在性能预报方面,首先对界面相和纤维进行均匀化得到均匀化夹杂,然后对均匀化夹杂和基体进行均匀化得到宏观均匀材料;在应力场描述方面,从宏观均匀场出发,利用双尺度渐近展开技术经过两次应力场传递,依次得到单胞和应力集中区域的应力场。与有限元方法相结合,计算了宏观轴向均匀拉伸载荷条件下含界面相的单向纤维增强复合材料的三维应力场分布。数值结果表明在此载荷条件下最大应力发生在每根纤维的中截面内,靠近纤维与界面相的交界处。讨论了界面相性能对应力场分布的影响,结果显示纤维、界面相与基体力学性能的等差过渡有利于缓解纤维在界面附近的应力集中。      

铝基复合材料增强体涂层与界面

基体与增强体间的界面对金属基复合材料的性质起着重要的作用。为改善复合材料增强体与基体合金的浸润性,避免有害界面产物的形成,往往通过增强体表面涂层处理加以解决。本文综述了增强体涂层种类、涂覆方法及其对复合材料的界面和性能的影响。     

求解具有弱界面的复合材料有效性能的近似模型与边界元法

基于中间层模型, 建立了用于描述具有弱界面的多夹杂复合材料的三层嵌入式模型。首先, 给出了计算多夹杂复合材料有效性能的公式, 随后将三层嵌入式模型分成两种体系得到了相应的细观力学近似方法。此外, 针对中间层模型进一步给出了快速多极边界元的基本列式。最后, 通过算例验证所提出的两种方法的正确性及有效性, 并进一步考察了界面性能对复合材料整体宏观性能的影响。比较结果发现, 细观力学近似模型形式简单, 易于编程计算, 适用于快速预测具有弱界面的复合材料有效弹性性能。而数值算法能够快速有效直观的考察复合材料内部受弱界面影响后的应力分布。算例分析结果表明, 当中间层厚度较大而弹性模量较低时, 会使得夹杂不再具有增强效果。并且, 随着中间层厚度的增加, 基体内承担的最大应力也随之增加, 从而容易导致复合材料在界面处产生破坏。     

求解具有弱界面的复合材料有效性能的近似模型与边界元法

基于中间层模型,建立了用于描述具有弱界面的多夹杂复合材料的三层嵌入式模型.首先,给出了计算多夹杂复合材料有效性能的公式,随后将三层嵌入式模型分成两种体系得到了相应的细观力学近似方法.此外,针对中间层模型进一步给出了快速多极边界元的基本列式.最后,通过算例验证所提出的两种方法的正确性及有效性,并进一步考察了界面性能对复合材料整体宏观性能的影响.比较结果发现,细观力学近似模型形式简单,易于编程计算,适用于快速预测具有弱界面的复合材料有效弹性性能.而数值算法能够快速有效直观的考察复合材料内部受弱界面影响后的应力分布.算例分析结果表明,当中间层厚度较大而弹性模量较低时,会使得夹杂不再具有增强效果.并且,随着中间层厚度的增加,基体内承担的最大应力也随之增加,从而容易导致复合材料在界面处产生破坏.     

正交铺设陶瓷基复合材料单轴拉伸行为

采用细观力学方法对正交铺设陶瓷基复合材料单轴拉伸应力-应变行为进行了研究。采用剪滞模型分析了复合材料出现损伤时的细观应力场。采用断裂力学方法、 临界基体应变能准则、 应变能释放率准则及Curtin统计模型4种单一失效模型确定了90°铺层横向裂纹间距、 0°铺层基体裂纹间距、 纤维/基体界面脱粘长度和纤维失效体积分数。将剪滞模型与4种单一损伤模型结合, 对各损伤阶段应力-应变曲线进行了模拟, 建立了复合材料强韧性预测模型。与室温下正交铺设陶瓷基复合材料单轴拉伸应力-应变曲线进行了对比, 各个损伤阶段的应力-应变、 失效强度及应变与试验数据吻合较好。分析了90°铺层横向断裂能、 0°铺层纤维/基体界面剪应力、 界面脱粘能、 纤维Weibull模量对复合材料损伤及拉伸应力-应变曲线的影响。      

超流氦蒸发焓计算方法的对比分析

为准确计算超流氦蒸发焓,比较了Watson方程、WVK方程、FL方程、TS方程、H.W.Xiang方程以及Somayajulu方程的适用性,并对系统参数作了回归分析.结果表明,Watson方程、FL方程、6参数TS方程、H.W.Xiang方程和Somayajulu方程具有较高的计算精度.     

丙烯腈共聚物低温热解反应动力学

用红外光谱分析法和热重法研究了丙烯腈(AN)共聚物在空气中的低温(350℃以下)热解反应，讨论了热解温度、时间、共聚单体N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和衣糠酸(IA)对共聚物热解反应速率的影响。结果表明，当温度升到160℃以上时，共聚物开始发生热解反应，在180℃～220℃之间，热解速率最大；在180℃时，AN与N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)共聚物最初约有15min的诱导期。当头聚物中共聚单体NVP的质量分数小于11％时，随NVP浓度增加，热解速率加快；超过11％后，热解速率基本相等。     

ABS树脂接枝马来酸酐的研究

以过氧化二异丙苯为引发剂，采用单螺杆挤出方法实现了ＡＢＳ树脂接枝马来酸酐。经红外光谱，以及流变、动态力学和拉伸性能测试等对产物表征表明，马来酸酐接枝到ＡＢＳ树脂上的量可控制在０．５％到２．５％，产物基本保持了ＡＢＳ的物理力学特性。     

ASTM显微组织的带状或方向性程度评定标准简介

介绍了ASTM E1268—2001标准对显微组织的带状或方向性程度的评定方法——定性和定量描述。     

数值模拟通气角度对超空泡形态特性影响分析

基于混合网格,运用N-S方程及k-ε湍流模型对均质超空泡流场求解。应用全空泡模型对在后体角度<通气角度α≤90o变化范围的通气超空泡进行模拟。仿真结果与实验结果二者变化规律相一致,即仅改变通气角度其余仿真条件相同的条件下超空泡长度随着通气角度的增加而减小,超空泡最大直径变化与其相反。     

合成纤维素高级脂肪酸酯的研究进展

纤维素高级脂肪酸酯作为一类新型的生物塑料，与传统材料相比，优点突出，具有广阔的应用前景，文中综述了纤维素酯化前提高纤维素可及度和反应性能的各种物理和化学的预处理技术及其发展，阐述了国外合成纤维素高级脂肪酸脂的研究进展。     

PLA单体--丙交酯合成方法的研究进展

只有高分子量聚乳酸才能满足组织工程对其强度及其它性能的要求，而丙交酯是制备高分子量聚乳酸的重要原料，其纯度和成本的高低决定了高分子量聚乳酸的质量和价格，20世纪70年代以来，在提高丙交酯的产率，纯度，降低丙交酯的成本方面做了大量的工作，并取得一定的进展，文中综述了制备丙交酯的各种方法和工艺，并讨论了各自的优缺点，提出了制备丙交酯和高分子量聚乳酸的可能发展方向。     

EXOELECTRON MEASUREMENTS OF THE RATE OF DEVELOPMENT OF FATIGUE

Abstract— The development of fatigue damage in metals can be detected and assessed by means of exoelectron emission. The surface of the fatigue specimen is scanned by a focused u.v. laser beam, and the distribution of exoelectron emission identifies the localized regions where fatigue damage has accumulated. The onset of damage is detected after only 1% of the fatigue life, and the intensity of exoelectron emission is a measure of the severity of the damage and can be used to predict the fatigue life.     

回转曲面近似展开的数学模型

通过对不可展回转曲面近似展开方法的研究,得到了回转曲面近似展开,精度分析和误差矫正的数学模型。在回转曲面构件的金属加工中,该模型可作为展开样板计算机辅助设计与 基本算法。