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关键词： 材料力学   教学改革   素质教育   应用  

摘要： 材料力学是工科专业的专业基础课。通过分析调研资料,发现一些教学过程中存在的问题。查阅资料并根据课程特点、授课专业和对象,对课程进行一系列教学和考试改革。教学改革采取教授学习方法、学生自学试讲和提供学习提纲等方式提升学习效率和综合素质。考试改革注重对学习过程的考核,以及研究分析、口试等综合能力的考核机制。改革中以学生需要为根本,形式为效果服务;以提升学生应用实践能力和综合素质为目的,引导学生自主分析、解决、阐述问题,鼓励学生提问和创新。

关键词： 激素性股骨头缺血坏死   补肾活血汤   弹性模量  

摘要： 目的观察补肾活血汤对激素性股骨头缺血坏死(SANFH)骨材料力学的影响。方法臀肌注射醋酸泼尼松龙建立SANFH兔模型,HE染色,随机分为治疗组、模型组、空白组,治疗组用补肾活血汤高剂量灌胃,空白组、模型组用等量生理盐水灌胃,3组干预后6周、8周分别处死6只,取右侧股骨头进行材料力学指标检测,观察3组股骨头弹性模量的变化。结果 HE染色见空白组中骨小梁完整,排列规则;脂肪细胞较少;模型组软骨缺损,骨髓腔内填充大量的脂肪细胞,骨髓造血细胞减少,骨小梁稀疏。股骨头弹性模量比较:空白组>治疗组>模型组,模型组2个时段有差异。空骨陷窝率比较:空白组为(10.06±0.13)%,造模组为(29.68±1.23)%,二者有显著性差异P<0.01。结论补肾活血汤可改善骨材料力学性能,增加骨强度,有利于坏死骨组织的修复,可用于防治SANFH。

关键词： 复合材料   镁基合金   晶体结构   材料力学  

摘要： 随着汽车、飞机等交通工具的全面普及，能源紧缺和环境污染的问题开始突显。为降低能源消耗及污染排放量，汽车及航空工业均关注着新型轻质结构材料的开发及应用，以便减轻各交通工具整体的重量节省油耗。而镁作为最轻质且具有较高比强度的结构材料，在减轻重量方面比铝更有优势。然而，由于较低的可塑性和绝对强度，镁作为结构材料的商业应用一直受到限制。近年来，随着颗粒增强复合材料的兴起，以镁、铝为基体的颗粒增强复合材料因相对较轻的特性再次受到广泛关注；同时，科研界也更加注重研究镁、铝等轻金属复合材料的制备和强化方法，以及存在的各种问题。然而，要从本质上解决颗粒增强复合材料的问题，不仅要认识增强颗粒在金属基中的普遍效应，还需要了解增强颗粒的形成方式、形貌以及尺寸等等对特定金属基的微观结构和力学性能的影响。而本论文的研究重点就是镁基材料中的固溶合金元素、原位合成颗粒以及外部掺杂颗粒对材料微观结构及不同应变率压缩载荷下力学行为的影响。本文针对以上所述研究目的，选取了三类相应镁基材料作为研究对象：含固溶态钇原子的镁-钇二相合金、具有纳米级原位合成金属化合物颗粒的多相镁合金以及纳米碳化硅颗粒增强的镁基颗粒增强复合材料。针对以上三类镁基材料，分别研究了其微观结构、力学表现以及相应的变形机理，并且讨论了不同增强相的作用及影响。另外，针对镁合金在动态加载过程中出现的绝热剪切断裂现象，还研究并讨论了绝热剪切带形成的条件和内在机制。\n 本研究主要内容包括：⑴固溶钇原子的存在阻碍了镁基晶粒内部的位错运动，并且抑制了晶粒边界的移动与扩张。因此，导致镁钇二相合金试样经过常温大塑性变形后内部残留较大内应力，即无法实现完全动态恢复或重结晶过程；而在同样条件下，纯镁试样则呈现出经过彻底动态恢复或重结晶的晶粒结构状态。因此，在准静态及动态压缩加载下，镁钇合金表现出比纯镁更弱的压缩断裂应变。该研究结果促使人们重新认识并研究钇元素提高镁合金塑性的内在机理。⑵通过极速冷却镁合金熔融液滴的方式制备的镁合金粉末，经过热挤压过程可以析出纳米级金属化合物颗粒；此类原位合成颗粒分布均匀且与镁基体结合较强，不仅在热挤压过程中阻止镁基重结晶核的增强以细化镁合金晶粒结构，更在材料因外载何产生塑性变形过程时阻碍位错移动达到强化效果。⑶随着微米级碳化硅颗粒体积含量的增加，镁基颗粒增强复合材料的强度进一步提高；然而对于纳米碳化硅颗粒，当其含量增加到一定程度，其对镁基的强化效果开始被细化晶粒带来的反Hall-Petch关系抵消，即强度开始出现“饱和”或下降；对于纳米碳化硅颗粒，这个含量大致在10~15 vol%之间。但是，总体来说纳米级陶瓷颗粒对镁基的强化效应要高于微米级陶瓷颗粒，并且这种强化优势在动态载荷下更加显著。⑷相比较原位合成颗粒，外部掺杂颗粒具有尺寸、体积含量等可控以及增强颗粒选择更广的优势；然而受到分散不彻底、与基体结合力弱、容易在晶界聚集等因素的影响，外部掺杂颗粒增强的金属基复合材料普遍具有疲劳强度不高和可塑性低的特点。经本研究证实，高能低温球磨也许对解决颗粒分布不均与在晶界聚集现象有一定帮助；另外，对颗粒表面进行涂层处理，也许可以解决颗粒与基体结合力弱的问题。⑸多相镁合金在动态压缩加载条件下表现出了局部应变集中现象；本论文提出应变硬化率随应变的一次导数出现负值是引起镁等强应变硬化材料出现应变集中的主要原因，而材料微观变形机制的局部差异及改变引起的局部应变不均匀是最终导致宏观应变失稳的根本原因。模拟结果显示镁合金在动态高应变率加载下，其材料变形过程可认为处于无热交换状态，即绝热或隔热状态；而绝热条件维持了局部温升环境并加剧应变集中现象，最终产生绝热剪切带并在该区域形成极高的温度环境，导致断裂面呈现出浆糊状和熔化现象。

关键词： 航空材料   复合结构   层间桥联   材料力学  

摘要： 随着先进复合材料在航空、航天结构中的广泛应用，对其损伤机理和预测方法的深入研究具有十分重要的科学价值和工程实际意义。在复合材料的多种损伤形式中，分层损伤作为一种典型损伤破坏模式，将导致复合材料结构在使用过程中的刚度、强度特性随着损伤扩展的发生而逐步下降，并最终导致结构发生失效。纤维桥联作为复合材料分层扩展过程中的一种特有现象，将引起层间断裂韧度随分层扩展长度的增加而增大，从而对分层扩展起到抑制作用。本文以复合材料I型分层扩展试验为基础，综合采用理论分析、损伤断面观察和有限元数值模拟方法，对复合材料I型分层扩展问题进行了深入研究。主要研究内容可以划分为复合材料I型静态分层扩展特性研究和复合材料I型疲劳分层扩展特性研究两个方面。\n 本研究主要内容包括：⑴对典型铺层方式下的双悬臂梁(Double Cantilever Beam,DCB)试验件进行了设计、加工和制造；在此基础之上，以ASTM D5528试验标准为依据，通过进行复合材料I型静态分层扩展试验，详细讨论了纤维桥联作用下，铺层角度对分层扩展初始断裂韧度和断裂韧度稳定值的影响。研究结果表明：不同铺层方式下的初始层间断裂韧度值相同；层间断裂韧度稳定值与铺层角度密切相关，采用单向铺层 DCB试验所得到的层间断裂韧度稳定值偏低，不能真实的表征复合材料的层间断裂特性。针对静态分层扩展中出现的纤维桥联现象，首先，对比分析了典型铺层方式下纤维桥联作用的强弱，明确了铺层方式对桥联应力分布的影响；其次，对比分析了试验件厚度对复合材料层间断裂特性的影响。研究结果表明：多向铺层方式下的桥联应力较单向铺层方式下的桥联应力高，纤维桥联作用在多向铺层中更加明显。随着 DCB试验件厚度的增大，层间断裂韧度稳定值呈下降趋势，即纤维桥联作用随着铺层厚度的增大而减弱。⑵针对复合材料分层扩展问题，首先详细讨论了不同断裂模式下，复合材料分层扩展过程中的典型断面特征及其形成机理。其次，通过对分层扩展路径及分层扩展断面进行显微镜观察和 SEM电镜扫描分析，明确了铺层角度、试验件厚度对分层扩展路径的影响，明确了复合材料I型静态分层扩展中的典型断面特征及断裂机理。在0//0铺层中，分层扩展路径为一条直线；在45//45铺层中，分层扩展路径随着分层扩展长度的增大，在局部区域中呈锯齿形状(Zigzag)。这说明在单向铺层中分层中主要发生层间损伤(Interlaminar damage)，在多向铺层分层扩展过程中会同时发生层间损伤和基体材料的面内损伤(Intralaminar damage)。不同铺层方式下，复合材料I型断面的典型特征为纤维/基体界面脱粘产生的纤维压痕(Fibre print)和基体材料中的锯齿形断面(Cusps)。⑶讨论了复合材料分层扩展问题的相关数值模拟方法；针对纤维桥联作用下的静态分层扩展问题，重点介绍了基于线性叠加原理的内聚力本构关系模型及其相关参数的确定方法。然后，以内聚力单元为基础，通过编写ABAQUS材料用户子程序，对纤维桥联作用下的复合材料I型静态分层扩展问题进行了详细的数值模拟研究。研究结果表明：采用基于线性叠加原理的内聚力本构关系模型能够对典型铺层方式下的复合材料分层扩展进行有效预测。⑷从相似性原理及线弹性断裂力学叠加原理出发，详细讨论了 Paris准则中，合理的疲劳分层扩展控制参数选取在试验结果分析中的重要性。针对疲劳分层扩展中的纤维桥联现象，通过合理设计多组疲劳试验，详细研究讨论了纤维桥联作用对疲劳分层扩展的影响。研究结果表明：纤维桥联作用将导致疲劳分层扩展速率显著下降。因而，采用单条 Paris曲线不能对纤维桥联作用下的复合材料疲劳分层扩展进行有效描述。在疲劳分层扩展中，与静态分层扩展相类似，同样存在一个稳定的分层扩展状态。针对疲劳试验结果分析中广泛采用的正则化处理方法，通过合理设计疲劳试验，以相关试验结果为依据，详细讨论了该方法的适用性。研究结果表明：相同的分层扩展长度下，静态分层扩展对应的损伤状态与疲劳分层扩展对应的损伤状态明显不同；因而不能直接采用静态分层扩展试验结果对疲劳分层扩展试验结果进行正则化处理。当采用正则化方法对疲劳试验结果进行处理时，应保证两种载荷作用下对应的损伤状态相同或者相似。⑸通过对不同纤维桥联作用下的 Paris曲线进行分析，提出一种新的疲劳分层扩展预测方法；采用该方法能够对纤维桥联作用下的复合材料疲劳分层扩展进行准确预测。其次，对疲劳分层扩展断面进行了SEM电镜扫描分析；观察结果表明：复合材料I型疲劳分层扩展断面的典型特征与静态分层扩展断面的典型特征相同，但疲劳断面较静态断面要光滑。⑹对静态和疲劳载荷作用下的复合材料 I型分层损伤扩展问题进行了深入研究。研究中以DCB分层扩展试验为基础，通过对试验件进行断面分析和分层扩展路径分析，明确了复合材料I型分层

关键词： 高熵合金   固溶强化   金相结构   材料力学  

摘要： 本研究选用Al、Fe、Cu、Ni、Cr及Co六种元素，用粉末冶金法制备出AlxNiCrFeCuCo（x=0，0.2，0.5，0.8，1）多组元高熵合金，并分析其显微组织和性能。通过测试发现，Al=0时，CrFeCuCoNi高熵合金由单一的FCC1相和FCC2相组成。AlxNiCrFeCuCo（x=0.2，0.5，0.8，1）高熵合金由简单FCC+BCC结构组成，随着Al含量的增加，合金的BCC结构最强峰的强度发生变化。以吉布斯自由能ΔG=ΔH-TΔS为判据，经分析计算表明，合金体系倾向于生成AlNi化合物+固溶体结构，来获得更低的自由能使体系趋于稳定。因此，推测合金中的BCC结构可能包括AlNi化合物或AlNi二次固溶体和Fe-Cr固溶体，而FCC结构则主要是固溶了其他元素的富Cu相。Al=0时，CrFeCuCoNi高熵合金的硬度主要随着烧结温度的升高而稍有提高，最高硬度仅为87HV。但合金的压缩性能较好，达到780MPa。AlxNiCrFeCuCo（x=0.2，0.5，0.8，1）合金的硬度随Al元素含量的增加而提高，当x=1时合金的硬度最高，为307HV。合金的压缩性能随Al元素增加呈上升趋势，当高温烧结温度为1300℃，x=1时合金的压缩强度最高，为1107MPa，最大变形率达24%。AlxCrFeCuCoNi（x=0，0.2，0.5，0.8，1）高熵合金的摩擦磨损机制主要以粘着磨损为主，辅有擦伤和颗粒磨损。随着Al含量的增加，合金的磨损量逐渐减小，即合金的耐磨性能逐渐提高。

关键词： 机织复合材料   力学行为   损伤扩展   疲劳寿命   单胞刚度模型  

摘要： 2.5维机织复合材料是近年来发展的一类新型机织复合材料，除具备三维机织结构的优势外，还兼顾工艺简单、能最大限度满足织物尺寸及形状等优点，已被应用于航空、航天等领域，但其复杂的细观结构及非均匀性使得其力学行为及疲劳特性的研究非常有限。另外，由于应用环境的温度逐渐提高且树脂基复合材料本身对温度较敏感，导致该材料在温度环境下的力学性能、损伤扩展过程及失效模式更加复杂，限制了此材料在温度环境下的应用。本文针对2.5维树脂基机织复合材料，系统研究了该材料在温度环境下的力学行为及疲劳寿命预测模型。\n 本文主要的研究工作和研究结论如下：\n （1）开展了2.5维机织复合材料细观单胞几何模型的研究。本文假设内部纬纱截面轮廓为二次曲线、经纱截面轮廓为矩形，推导了相应的几何参数计算公式，建立了仅考虑内部结构的2.5维机织复合材料内胞体几何模型；考虑到表层结构与内部结构的差异，在内胞体模型的基础上，建立了考虑表层结构影响的全胞体几何模型。采用所建立的几何模型预测得到的2.5维机织复合材料几何参数及纤维体积含量的结果与试验测试结果吻合，验证了模型的合理性。\n （2）以材料组分理论为基础，提出并建立了考虑温度及纤维束纤维体积含量影响的机织复合材料单胞刚度模型。基于虚功原理，推导了复合材料组分的应力-应变分析虚功方程及有限元迭代方程；引入周期性边界条件，并基于所建立的几何模型，建立了单胞刚度预测模型，对温度环境下单胞经、纬向模量进行了预测。通过与试验结果对比验证了模型的有效性。\n （3）以材料组分理论及单胞刚度模型为基础，建立了考虑温度和纤维束纤维体积含量影响的树脂基机织复合材料强度预测模型。将考虑温度及纤维束纤维体积含量影响的Hashin失效准则及Mises失效准则引入到材料组分受静载的情况；基于损伤力学，推导了静载过程中含有损伤变量的组分刚度矩阵，并给出了相应组分的退化方案。基于该模型，预测了2.5维树脂基机织复合材料在不同温度下的强度及静载损伤扩展过程。\n （4）以材料组分理论及单胞刚度模型为基础，建立了考虑温度、纤维束纤维体积含量及循环数影响的树脂基机织复合材料低周疲劳寿命预测模型。将考虑温度、纤维束纤维体积含量及循环数影响影响的Hashin失效准则及Mises失效准则引入到材料组分受疲劳载荷的情况；基于损伤力学，推导了考虑温度、纤维束纤维体积含量及循环数影响影响的纤维束剩余刚度及剩余强度模型；依据逐渐损伤分析理论及损伤力学，推导了疲劳加载过程中含有损伤变量的组分刚度矩阵，并采用所给出的材料组分退化方案，建立了树脂基机织复合材料疲劳寿命预测模型。基于该模型，预测了2.5维树脂基机织复合材料在不同温度下的疲劳寿命及疲劳损伤扩展过程。\n （5）开展了温度环境下2.5维树脂基机织复合材料的试验研究。分别进行了温度环境下经向和纬向静拉伸、拉-拉疲劳、剩余刚度、剩余强度及工程热膨胀系数试验研究，得到了此材料在相应温度环境下的刚度性能、强度性能、疲劳性能及热膨胀性能；通过断口分析，深入研究了此材料在不同温度静载及疲劳载荷作用下的失效模式；基于经向疲劳过程中的迟滞回线，研究了经向疲劳寿命突然升高的现象。\n （6）开展了温度环境下2.5维树脂基机织复合材料组分试验研究。组分理论认为，树脂基机织复合材料是由纯树脂及含有树脂的纤维束组成；本文分别设计加工了纯树脂浇注体试验件及含不同纤维体积含量的单向板试验件，并20℃～200℃下开展了纯树脂浇注体静拉伸、工程热膨胀系数试验和单向板静拉伸、拉-拉疲劳及工程热膨胀系数试验；依据纤维束与单向板力学性能等价关系，分别得到了在相应温度环境下纯树脂模量、拉伸强度及工程热膨胀系数和纤维束纵向、横向及面内剪切静载力学性能、疲劳性能及工程热膨胀系数性能，并建立了相应的力学模型。\n （7）开展了2.5维树脂基机织复合材料含孔件试验及理论研究。对含孔件分别进行了20℃及180℃下经向静拉伸及拉-拉疲劳试验研究；考虑计算精度及效率，建立了含孔件宏-细观有限元模型，并基于该有限元模型及所建立的树脂基机织复合材料强度预测模型，预测了温度环境下含孔件经向强度及静载损伤扩展过程；基于该有限元模型及所建立的树脂基机织复合材料疲劳寿命预测模型，预测了温度环境下含孔件经向疲劳寿命及疲劳损伤扩展过程。通过与试验结果对比，验证了本文建立的宏-细观有限元模型、强度预测模型及疲劳寿命预测模型的有效性。\n 试验及仿真分析均表明：2.5维树脂基机织复合材料含孔件孔边存在应力集中现象，并且在孔边区域存在明显的纤维束整束拔出损伤。在孔边区域内，损伤扩展路径受到孔边应力集中及承载纤维束共同影响；在远场区域，损伤垂直载荷方向扩展。

关键词： 纳米晶体材料   力学行为   应变率   原子结构  

摘要： 纳米晶体材料因其优异的力学性能和广阔的应用前景雨受到人们持续的关注。为了研究应变率对纳晶材料力学性能的影响，本文根据晶内相和晶界相两相之间不同的原子结构和力学特质，建立了双相混合物理模型。通过分别讨论晶内相和晶界相不同的变形机制，建立各相的本构方程，并结合两相之间体积分数进一步整合建立纳晶材料完备的本构模型。\n 由于晶内与晶界两相间物理结构的不匹配会引起两相变形时的不协调，故而本文引入了应变梯度的概念和理论。本文首先主要考虑了位错滑移机制，并将位错划分为在变形中随机捕获产生的统计存储位错及协调不同步变形的几何必需位错。同时结合应变梯度与位错密度演化，建立了与应变率相关的纳晶材料本构模型。通过将模型的理论计算结果与相应的实验数据进行对比，结果发现两者数据吻合得很好，说明该模型能够较好地阐述纳晶材料的应变率效应和尺寸效应。此外，计算结果表明纳晶材料的流变应力和位错密度都随着应变率的升高面升高，而流变应力的升高则是由于高应变率下更容易发生位错的增殖与缠结。但是模型缺乏对软化阶段的探讨，尚需进一步完善。\n 为了深入讨论应变率对晶粒运动和剪切带的影响，本文随后在国内外研究基础上建立起新的修正模型，该模型在建立过程中充分考虑了晶粒旋转与晶界迁移等因素。新模型计算出的应力-应变曲线能够同时反映出应变硬化与应变软化，且与相应的实验数据更加匹配。研究表明当材料受力达到临界值后，纳晶粒便开始旋转，当晶粒合并启动后，晶粒开始不断长大。剪切带的扩展需要晶粒旋转和晶界活动的配合，随着晶粒转动，越来越多的晶粒旋转至剪切方向，引起剪切带的演变。模型计算结果表明，应变率越高，晶粒长大越显著。本文同时还阐述了应变硬化率随应变率的变化，发现在较高的应变率下，应变硬化率的下降幅度十分明显，表明纳晶材料内部发生着严重的局域化变形。\n 最后，本文借助分子动力学模拟软件对纳晶铜块体和单晶纳米线进行了应变率对其力学行为影响的分子模拟，以探索纳晶材料在原子尺度下的变形行为。在对纳晶铜块体进行模拟的过程中发现，在同样的晶粒尺寸下，应变率越高，不全位错形核越迟缓，这是之前理论中所没有提及的，且不全位错在高应变率下的滑移中容易造成交叉缠结，而在较低的模拟应变率下不全位错多为平行发射与滑移。应变积聚图表明，在相同的模拟应变率下，晶粒尺寸越小，晶界在塑性变形中发挥的作用越明显。在纳米线的分子模拟中本文发现在极高的模拟应变率下，纳米线的不全位错发射依然较为迟缓。与较低的模拟应变率相比，在相同的变形应变下，纳米线在极高的应变率下其颈缩现象出现的也更晚，这或许可为超高应变率下的超塑性提供新思路。

关键词： 工业技术   一般工业技术   工程材料学  

ISBN: (纸本)9787568218481

摘要： 本书包括12章共分10个单元：轴向拉压与剪切，扭转、平面图形的几何性质，弯曲应力，弯曲内力，弯曲变形，应力状态与强度理论，组合变形，压杆稳定，能量法与超静定，动载荷与交变应力等。

关键词： 材料力学   高等学校   习题集  

ISBN: (数字)9787568218481 ISBN: (纸本)9787568218481

摘要： 本书包括12章共分10个单元：轴向拉压与剪切，扭转、平面图形的几何性质，弯曲应力，弯曲内力，弯曲变形，应力状态与强度理论，组合变形，压杆稳定，能量法与超静定，动载荷与交变应力等。

关键词： GF/pCBT复合材料   纤维表面改性   寿命预估   层间混杂复合材料   低速冲击  

摘要： 纤维增强复合材料具有比强度高、比模量高、可设计性好等诸多优点。近年来,复合材料在航空航天、船舶、汽车工业等领域中得到广泛的应用。与常规材料相比,先进纤维增强树脂基复合材料在实际应用中同样面临着湿热老化、高低温老化、力学冲击载荷等一系列考验。因此,本文针对复合材料在不同自然环境中使用时的力学性能开展研究,旨在探索能够提升复合材料抗老化性能的有效途径。同时,针对复合材料抗冲击性能差的力学缺陷,寻找能够提升复合材料材料抗冲击性能的方法。主要内容包含以下几个方面:(1)考察了环形对苯二甲酸丁二醇脂(CBT)与国产催化剂的反应规律,以聚合后树脂的基本力学性能为衡量指标,筛选出了合理的催化剂投放量。利用纳米Si02、纳米Ti02、纳米石墨三种添加物对热塑性CBT树脂进行共混改性研究。.结合热学、力学测试手段及扫描电镜(SEM)技术,对比分析了 CBT树脂改性前后的热、力学行为的变化规律,得到了 CBT树脂中纳米颗粒含量及种类对该树脂的热、力学行为的影响机理。(2)利用物理气相沉积法对玻璃纤维表面喷涂质量分数分别为0.5%和2%的纳米Si02颗粒,采用真空辅助模压工艺(VAMP)制备了改性前后单向玻璃纤维增强聚环形对苯二甲酸丁二醇脂(pCBT)复合材料层合板(GF/pCBT),通过力学测试手段全面衡量了所制备的GF/pCBT复合材料层合板的拉伸、弯曲及层间性能。对改性前后复合材料层合板在不同温度下的力学行为进行了比较分析,得到了改性前后复合材料力学性能随使用温度的变化规律。结合SEM技术及宏观失效形貌对比分析,得到了改性前后复合材料在不同使用温度下的失效机理。(3)将改性前后的GF/pCBT复合材料在不同湿度和温度环境下进行了长达3个月的暴露,对比分析了改性前后GF/pCBT复合材料经过不同老化环境暴露以后的力学性能。根据不同湿热老化环境下复合材料力学性能的变化规律,得到了纳米颗粒改性前后复合材料在湿热环境下的失效机理,.研究了纤维表面纳米Si02改性对复合材料耐湿热性能的影响规律。根据测试获得的湿热老化数据,利用时温等效原理预测分析了复合材料的力学强度衰减率(SDR)随着老化暴露时间的变化规律,得到了 CBT树脂基热塑性复合材料在湿热环境及单独高温环境下的使用时间-温度等效关系,该等效关系可以用来预测该类复合材料在实际自然环境下的使用寿命。(4)对编织玻璃纤维增强pCBT树脂基复合材料进行了层间混杂改性,研究了改性前后复合材料层合板在低速冲击载荷作用下的失效规律及破坏机理。利用真空辅助预浸料模压工艺(VAMP)制备了纯碳纤维增强pCBT树脂基复合材料及玻璃纤维/碳纤维共同增强pCBT树脂基层间混杂复合材料。通过低速冲击实验与ABAQUS有限元方法相结合的手段得到了两类复合材料层合板的低速冲击参数。仿真实验中,基于刚度渐变损伤思想,编写了用于评估编织纤维增强复合材料的三维失效准则,实验结果与仿真结果符合良好,得到了层间混杂改性前后复合材料层合板在低速冲击载荷作用下的渐进损伤失效过程及层合板中的应力分布规律随冲击接触时间的变化规律。(5)利用真空辅助注射工艺(VARI)工艺制备了层间混杂改性泡沫夹心复合材料层合板,并对比研究了夹心结构的低速冲击性能,所研究的六种三明治结构层合板的铺层形式包括[C4/Foam core/C4],[C2/G2/Foam core/G2/C2],[G2/C2/Foam core/C2/G2],[G/C]2/Foam core/[C/G]2,[G/C2/G/Foam core/G/C2/G]和[G4/Foam core/G4]。利用低速冲击试验得到的数据,分析获得了不同形式的混杂面板对夹心结构在低速冲击载荷作用下的影响规律。通过宏观肉眼观察及SEM测试方法,对材料的失效模式进行了考量,得到了六种材料的宏观、微观失效机理,测试了层间混杂改性前后泡沫夹心三明治结构的冲击后压缩(CAI)性能,得到了六种不同的泡沫夹心结构的剩余强度及冲击后压缩的破坏形式及其失效机理。