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关键词： 复合材料   Z-pin固化度   断裂韧性   桥联   机理分析  

摘要： 本文将Z-pin作为一种新型材料，以Z-pin的固化度为研究对象，从不完全固化Z-pin的制备着手，首先探索了环氧树脂体系不完全固化Z-pin技术，并通过一些简单的数据进行了不完全固化Z-pin增强层合板的机理分析，最后对双马树脂基体Z-pin增强层合板体系进行了大量试验，总结了Z-pin固化度对层合板性能影响的规律。 通过调整Z-pin拉挤工艺中的拉挤速度、模具温度及烘道温度三个因素成功制备了可用于植入的不完全固化Z-pin，并得到环氧树脂体系以及双马树脂体系能够满足植入要求的Z-pin所需最低固化度及与其相对应的拉挤工艺参数。以环氧FW-125树脂为基体的Z-pin，满足植入要求的最低固化度为69.94%，相应的拉挤工艺参数为：模具温度99℃，烘道温度99℃，拉挤速度10mm/s;以双马NHZP-1树脂为基体的Z-pin，满足植入要求的最低固化度为78.56%，相应的拉挤工艺参数为：胶槽温度89℃，模具温度120℃，烘道温度220℃，拉挤速度3.3mm/s。 通过试验数据分析了Z-pin的固化度对层合板性能影响的机理，发现Z-pin的固化度主要通过影响Z-pin与层合板界面的化学结合过程来决定层合板的最终性能，低固化度Z-pin中未固化的树脂能够与层合板发生更多的共固化反应，导致其界面结合强度远远大于完全固化的Z-pin增强的层合板。当Z-pin的增强模式为Z-pin与层合板之间的界面产生破坏并且Z-pin被外力从层合板中拔出时，Z-pin的固化度对层合板的层间性能产生显著影响，低固化度的Z-pin增强层合板的层间性能得到较大的提高，提高幅度可以达到38%;而当Z-pin的增强模式为Z-pin受到剪力而断裂破坏时，Z-pin的固化度对层合板层间性能的影响将大大削弱。 对于层合板的面内性能，Z-pin的固化度对其影响非常小，基本可以认为Z-pin的固化度对层合板面内性能没有影响，改变Z-pin的固化度并不能带来层合板面内性能的明显提升，却会大大增加制备的难度。Z-pin固化度对层合板桥联性能的影响呈非线性关系，随着固化度的不断降低，层合板性能提升的幅度逐渐减小，直至近似没有作用。

ISBN: (纸本)9787564506490

关键词： 材料力学-高等学校-教材  

关键词： 工程力学-高等学校-教学参考资料-理论力学-高等学校-教学参考资料-材料力学-高等学校-教学参考资料  

摘要： 本书可作为工科院校相关专业《工程力学》课程的辅助教材，也可供从事与结构工程相关的专业技术人员学习或参考。

关键词： 材料力学   应用型专业   课题式教学   教学改革  

摘要： 材料力学是我院土木工程、农业水利工程、交通工程、工程管理和水利水电工程专业的一门主要的专业技术基础课程.针对现有材料力学课程教学模式的弊端,结合我院的实际情况,从教师实践能力培养、教学内容、教学方法与手段、成绩评定体系四个方面进行了改革,为实现应用型的高素质人才培养提供一种良好的途径.

关键词： 形状记忆合金   平台应力   纳米晶复合材料   力学性能  

摘要： TiNi形状记忆合金复合材料一直被国内外众多学者所关注，在以往的报道中，TiNi形状记忆合金与另一相界面结合强度低，导致受热过程中两相界面发生变形、开脱，使TiNi的形状记忆效应、超弹性无法在复合材料中得到充分体现，从而限制了人们对TiNi形状记忆合金复合材料的深入认知。　　根据TiNi-Nb伪二元共晶相图，通过成分设计与熔炼，获得了NiTi/NbTi复合材料铸锭，通过对铸锭进行锻造、轧制与拔丝，并辅以适当的热处理，得到NiTi纳米晶/NbTi纳米线原位复合材料。本文主要通过拉伸与回复力实验对共晶型、亚共晶型及过共晶型NiTi纳米晶/NbTi复合材料进行了详细研究。　　拉伸实验结果表明，纳米晶NiTi的超弹性与NbTi纳米线的超大弹性应变耦合可呈现多应力平台的新特性，且随热处理温度升高而越发明显;在加卸载循环过程中，适当的大预应变可以有效控制下平台应力。此外还发现复合材料的屈服强度受热处理温度、时效温度及合金元素等因素的影响。　　通过自主设计的回复力测试设备对NiTi/NbTi复合材料合金丝样品的回复力-温度响应进行研究，发现纳米晶NiTi/NbTi复合材料回复力高于二元NiTi合金，并且热处理温度与冷加工变形量对样品的回复力有一定影响。

关键词： 建筑构件   构造设计   材料力学原理  

摘要： 建筑构造设计是指把建筑物的构造方案、构件组成、细部构造和它们之间的相互连接有机结合在一起，把建筑设计图变成实体，从而形成建筑物的整体与空间构成。而建筑构件是建筑构造的基础部分，关系到这个建筑的质量。本文主要从材料力学的原理出发，分析了建筑构件在选择材料、确定形状、设计构造等方面的要求和原则。

关键词： 编织材料   复合材料   ABAQUS   Python语言   力学性能   仿真模拟  

摘要： 复合材料技术是一项具有战略意义的国防关键技术，在一定程度上，先进复合材料的研究水平和应用程度是一个国家科技发展水平的代表，特别是在飞机制造业，各种先进的飞机无不与先进的材料技术紧密。随着复合材料在飞机上应用比例的加大，在复合材料制造领域，先进的数字化设计制造技术和计算机辅助工程(CAE)技术等得到了广泛应用。 本研究利用本课题组特色技术，以国家/行业标准为基准，以大型商用有限元软件ABAQUS软件作为建模计算平台，采用Python语言脚本参数化设计语言，对某飞机蒙皮CKFR-PMCs编织型层合结构复合材料的性能进行了研究。完成了铺层结构代表性体积单元(RVE)和相关力学性能试验的试样数值模型的建立，模拟了包括拉伸/压缩试验、剪切试验、弯曲性能试验、层间剪切强度试验、纵横剪切试验在内的复合材料基本力学试验。应用Python语言编写脚本程序，实现了编织型层合结构复合材料有限元模型中纤维体积分数含量的控制以及各向异性材料局部坐标与整体坐标下输出变量的转换。对层合结构复合材料各结构层的碳纤维/芳纶纤维材料、基体材料的性能进行了反推预测，对40%纤维含量复合材料性能的进行了验证性计算。 本文对编织型层合结构复合材料的力学性能预测给出了较为完整的思路与方法。对于不同性能的纤维、基体材料，不同纤维体积分数含量，不同纤维铺设铺层角度，不同加载方向的纤维增强复合材料和编织复合材料的力学性能预测具有一定的通用性。对后面开展编织型层合结构复合材料的分层多尺度研究和跨尺度研究提供了数值上的准备与方法上的参考。

ISBN: (纸本)9787562937463

关键词： 有限元分析   短纤维   镁基复合材料  

摘要： 本文使用有限元分析软件ansys建立了短纤维增强的镁基复合材料的有限元模型，分析了纤维周围的应变应变分布分布，通过观测应力集中的位置和强度判断裂纹出现的可能性。主要分析了纤维的不同参数对相互作用区和应力饱和区的影响，以及存在不同形式的裂纹时，裂纹附近的应力应变分布。材料模型取线弹性模型。 分析结果表明： 短纤维的半径决定了纤维与基体间相互作用区域的大小，与纤维的长度无关，相同半径的短纤维，长度只是改变了应力饱和区域的大小。半径越大，相互作用区越大：长度越大，应力饱和区越大。但他们都不会影响饱和应力的大小。这与其他人对于长径比的研究结果相符。基体和纤维间弹性模量的匹配对相互作用区范围的影响不大，但是对相互作用区内应力的影响较大。弹性模量相差越大，作用区内的应力就越大，应力集中越强，该区域出现裂纹的概率就越大。外加载荷对作用区没有影响，只是线性的改变了各处应力的大小。 纤维末端的形状对该处的应力值有很大的影响。纤维末端如果是平整的横截面，在末端棱边处会有很强烈的应力集中，使材料很早就在此处发生脱粘，出现裂纹。将末端形状改为圆球形或椭圆形，可以明显的改善该处的应力集中情况，与平整的断面相比，应力的最大值可以减小一半。这就使材料在此处出现裂纹的概率大为降低，从而在很大程度上提高材料承受载荷的能力。 弯曲载荷下的应力应变分布跟拉伸载荷下的有明显的区别。它不存在饱和区和作用区，应力在纤维径向上成层状分布，整个接触面上都有几乎相同大小的剪应力存在。而且在纤维末端也不存在应力集中。含有裂纹的材料在承受载荷时，在裂纹的顶端都会有很大的应力集中，纤维的加入使裂纹的扩展变的复杂，从而提高材料的韧性。对于复合材料弹性模量的计算，发现：计算结果跟载荷的加载位置有较大关系。