液晶聚硅氧烷/硅油稀流体电流变效应的研究

利用Williamson醚合成方法制备了烯丙氧(对乙氧基)联苯,并以其为单体采用催化加聚合成了侧链型联苯聚硅氧烷,并对其结构进行了表征,证实该物质具有液晶性.研究了液晶聚硅氧烷/硅油稀流体的电流变效应,研究发现:该流体具有液晶型电流变液剪切变稀的现象;由剪切应力与剪切速率的关系可以看出,在2kV/mm电场作用下随着剪切速率的增大,产生的剪切应力越大;随着侧链液晶聚硅氧烷/硅油流体重量比的增大,在2kV/mm电场的作用下该流体的剪切应力也增大.     

铁电液晶光开关

液晶元件的电光特性由指向矢的再取向产生,通过外加电场可产生光轴.表面稳定化铁电液晶结构改变自然螺旋结构,引起电光响应,该响应具有高速度、大阈值和双稳性所要求的特性.描述了铁电液晶的开关状态对分子取向、温度和脉冲形状的动态响应,给出了表面稳定化铁电液晶的开关速度和能量.     

电流变技术在工程中的应用

电流变液是一种在电场作用下能瞬间从液态变为固态的智能材料．简要介绍了电流变液及电流变效应、电流变液的组成及影响电流变效应的主要因素．综述了国内外电流变技术在工程中的应用研究进展及发展趋向,展望了这一技术在军事领域中的应用前景．     

波速测量层合复合材料冲击损伤实验

在层合复合材料横向冲击试验中,用应变片记录层合板表层在冲击过程中的应变响应,根据波的传播理论和连续损伤力学,从波速变化间接测得冲击下材料的损伤及损伤率。通过实验测得玻璃纤维／环氧（ＧＥ）正交层合板的动态损伤阈值,并证实了ＧＥ复合材料在拉伸阶段比在压缩阶段有更快的损伤扩展速率     

压电-正交基体复合半圆柱的界面端部开裂问题研究

建立了半圆柱形压电-正交基体复合材料界面端部开裂问题的力学模型,其中压电层为锆钛酸铅铁电陶瓷,基体为正交异性聚乙烯复合材料。综合利用位错模拟法、格林函数法和奇异积分方程法,对裂纹问题进行了理论分析。通过对应力强度因子进行数值求解和讨论,揭示了几何、物理参数对断裂行为的影响规律。从界面端部止裂的角度出发,找到了压电复合半圆柱的2种优化设计形式:一种是将"较软的内部基体"和"较硬的外部压电层"相结合;另一种是采用正交各向异性介电材料作为基体。另外,数值计算还表明:与剪切模量变化对应力强度因子的影响相比,压电系数和介电系数变化的影响至少要小2个数量级,因此后面二者对结构防断裂优化设计没有显著的实际意义。     

基于非局部理论的黏弹性基体中压电纳米梁热-机电振动特性

基于非局部Euler梁理论和Hamilton原理建立黏弹性基体中压电纳米梁的热-机电振动特性分析模型。综合考虑非局部效应、压电效应、温度场、电场等复杂因素影响,推导出黏弹性基体中压电纳米梁振动特性分析的振动控制方程,并利用分布参数传递函数方法求解出一般边界条件下压电纳米梁的固有频率及相应振型。以锆钛酸铅压电陶瓷-4材料制成的某压电纳米梁为例,给出了四种典型边界条件下该压电纳米梁的前四阶固有频率,并系统分析了非局部效应、外部电压、温度载荷、黏弹性基体等因素对压电纳米梁热-机电振动特性的影响规律。分析结果表明:所建立的振动特性分析模型及其求解方法在分析黏弹性基体中压电纳米梁的热-机电振动特性问题中准确有效。     

含磁电弹夹层的压电/压磁层合纳米梁弯曲的研究

为研究磁电弹夹层及尺寸效应对含磁电弹夹层的压电/压磁层合纳米梁弯曲行为的影响,基于非局部理论与正弦剪切型变形梁理论建立了相应的力学模型,并利用虚功原理推导出层合梁平衡方程与边界条件,最后通过数值解法求得层合梁中点的弯曲挠度。对数值结果分析可知:磁电弹夹层对压电/压磁层合纳米梁的弯曲有重要影响,其中主要的影响因素包括磁电弹夹层中压电或压磁材料的体积分数和夹层厚度。分析得到了压电或压磁材料的体积分数和夹层厚度以及非局部参数对层合梁弯曲影响的规律,所得结论可为此类材料的工程应用提供理论参考。     

电流变液的光学特性及其应用研究

电流变液是一种极具发展前景的新型智能材料．文中介绍了目前国内外电流变液的光学特性研究动态,分析了其机理,并展望了应用前景．力求能准确反映电流变液光学特性研究的发展现状,旨在促进电流变液在光学领域的研究．     

黏弹性基体中挠曲电Timoshenko纳米梁振动特性分析

以黏弹性基体中的Timoshenko纳米梁为研究对象,综合考虑非局部效应、压电效应和挠曲电效应的影响,基于哈密顿原理建立了系统的振动控制方程和相应的边界条件,给出了两端简支边界条件下挠曲电纳米梁控制方程的求解方法,系统地研究了非局部参数、挠曲电系数以及黏弹性基体对挠曲电纳米梁振动特性的影响规律。结果表明:横向挠曲电系数能显著增加挠曲电纳米梁的结构刚度,而非局部效应和切向挠曲电系数则会降低系统的结构刚度。此外,通过研究黏弹性基体的影响规律,可得到挠曲电纳米梁不再发生往复振动时对应的黏弹性基体临界阻尼系数。相关研究结果可为挠曲电纳米梁在俘能器中的推广应用提供理论基础。     

航空轮胎用橡胶弹性体Mullins效应动态加载方法

航空轮胎用橡胶弹性体在服役过程中遭受严苛的动态循环工况。为了研究弹性体在此工况下的力学响应特征和损伤机理,提出基于应力波作用的Mullins效应动态加载实验方法。根据应力波传导与作用特征,采用Hopkinson压杆加载思路,设计和配置了各单元尺寸参数,进而搭建可用于橡胶弹性体材料动态循环加载的实验系统,并开展了航空轮胎用丁苯橡胶的动态循环加载试验。基于试验信号分析发现：加载系统实现了弹性体材料Mullins效应动态应变递增的试验加载。最后开展加载测试参数的影响因素分析,结果表明通过优化系统各单元可实现Mullins效应的动态加、卸载参数的控制。     

不锈钢面板与铝面板泡沫铝夹芯梁的抗爆性能

为考查泡沫铝夹芯梁的抗爆性能及面板材料对其抗爆性能的影响，采用数值模拟方法分析了面板材料分别为工业纯铝与304号不锈钢，芯材为Alporas泡沫铝共同组成相同质量泡沫铝夹芯梁在不同爆炸荷载作用下的跨中位移与芯材压缩应变的差异。研究结果显示：在爆炸冲量分别为1．82，3．77，6．08，7．0kN·s的作用下，工业纯铝面板泡沫铝夹芯梁跨中位移分别为304号不锈钢面板泡沫铝夹芯梁跨中位移的68％，83％，84％及86％，较304号不锈钢面板泡沫铝夹芯梁具有更好地抵抗爆炸冲击波的能力，面板材料对泡沫铝夹芯梁的压缩应变影响较小。     

整体缝合夹芯结构复合材料力学性能

所设计的新型整体缝合泡沫夹芯复合材料结构,能够避免一般斜缝方式引起纤维交叉损坏的弊端。采用真空导入模塑工艺制备整体缝合泡沫夹芯结构复合材料,研究缝合结构、缝合方式以及缝合纱线用量对整体缝合泡沫夹芯复合材料平压力学性能和弯曲性能的影响。结果表明,新型缝合结构在保证平压力学性能的同时,相比于垂直缝合结构弯曲破坏载荷提高了94.4%;穿透缝合方式能够显著提高试样的平压强度和弯曲破坏载荷;随着缝合纱线用量的增加,整体缝合泡沫夹芯复合材料的压缩和弯曲性能显著提高。     

金属泡沫复合材料夹芯结构的压痕响应实验

金属泡沫夹芯结构是近年来新出现的一种明显具有结构和功能一体化特点的新型轻质材料,它在临近空间飞行器、航海及汽车等领域有着广阔的应用前景。以以纤维增强复合材料面板、闭孔泡沫铝芯子为特征的复合材料夹芯结构为研究对象,对其在球形压头作用下的压痕响应、损伤模式、变形机制和失效机理进行理论分析和实验研究。研究发现,泡沫铝复合材料夹芯结构的压痕响应是夹芯结构的各个组成部分的响应、相互作用以及压头属性的综合作用结果。泡沫铝复合材料夹芯结构在球压头作用下的损伤模式为基体开裂、纤维断裂、层间分层、泡沫铝的屈服及剪切断裂五种失效模式。     

剪切变形对夹芯复合材料悬臂箱梁挠度的影响

为了分析剪切变形对夹芯复合材料悬臂箱梁挠度的影响,推导了夹芯复合材料薄壁箱梁的等效弯曲刚度和剪切刚度,将夹芯复合材料悬臂箱梁等效为具有等跨度等刚度的均质箱梁;利用初等梁理论得到了考虑剪切变形的夹芯复合材料悬臂箱梁的挠曲线方程;分析了剪切变形对夹芯复合材料薄壁箱梁挠度的影响,为复合材料薄壁箱梁的设计提供了理论参考.     

新型八毫米电扫描跟踪天线

本文研究了一种小功率毫米波电扫天线的新技术。它用开关置于上、下两层双加脊波导组成的馈源中的四个二极管实现波束的快速电子扫描。文中讨论了研制技术难点与解决方法。实验所得各项指标均较满意。此技术也可方便地推广应用到其它微波频段。     

Experimental and numerical study of the blast wave decrease using sandwich panel by granular materials core

Among the intrinsic properties of some materials, e.g., foams, porous materials, and granular materials, are their ability to mitigate shock waves. This paper investigated shock wave mitigation by a sandwich panel with a granular core. Numerical simulations and experimental tests were performed using Autodyn hydro-code software and a shock tube, respectively. The smoothed particle hydrodynamics (SPH) method was used to model granular materials. Sawdust and pumice, whose properties were determined by several compression tests, were used as granular materials in the sandwich panel core. These granular materials possess many mechanisms, including compacting (e.g., sawdust) and crushing (e.g., pumice) that mitigate shock/blast wave. The results indicated the ineffectiveness of using a core with low thickness, yet it was demonstrated to be effective with high thickness. Low-thickness pumice yielded better results for wave mitigation. The use of these materials with a core with appropriate core reduces up to 88% of the shock wave. The results of the experiments and numerical simulations were compared, suggesting a good agreement between the two. This indicates the accuracy of simulation and the ability of the SPH method to modeling granular material under shock loading. The effects of grain size and the coefficient of friction between grains have also been investigated using simulation, implying that increasing the grain size and coefficient of friction between grains both reduce overpressure.     

直接挤出成型用环氧树脂的流变性及其可打印性

直接挤出成型制造适用于任何含或不含添加剂的膏状或凝胶状复合材料,对复合材料制造技术具有深远意义。通过探讨热固性环氧树脂的流变学行为与挤出成型特性,得出热固性环氧树脂在直接挤出成型制造应用中的通用性流变学参数。通过向复合材料中加入增稠剂,对其流变学行为进行设计。结果表明:在高剪切速率(50 s~(-1))和低剪切速率(0.01 s~(-1))下,添加30%纳米黏土的环氧树脂的流变学行为较适合挤出式3D打印工艺。利用龙门式气动挤出式3D打印机,对复合材料的打印成型质量进行试验分析和验证。结合试验结果探讨了喷头高度对复合材料成型质量的影响,并且提出适用于喷头高度临界值的计算方法。探讨了挤出率、剪切速率等因素对成型质量的作用规律。针对多层打印问题,提出包含补偿系数的多层打印的临界喷头高度的计算方法。以上研究对促进基于复合材料的挤出式3D打印具有积极意义。     

Kelvin模型阻尼层合板的振动分析

基于Kelvin模型粘弹性材料本构关系导出了阻尼层合板的动力学微分方程组,给出了四边简支阻尼层合板的固有频率和损耗因子的解析解。与文献结果比较表明,将Kelvin模型应用于粘弹结构的动力特性问题求解,计算模型简便,且计算结果比常复数模型更为精确。分析了阻尼层参数变化对结构振动特性的影响。分析结果表明:增加阻尼层厚度,可以有效提高结构损耗因子;增加阻尼层材料的剪切模量,结构损耗因子增大到一定值后又逐渐减小,在减振设计中阻尼层的模量存在最佳值。     

Al-Mn 多层膜离子束混合

离子束混合是一种材料改性和新材料研制的有效方法,本实验用Ａｒ＋离子束对Ａｌ－Ｍｎ多层薄膜在室温下进行轰击使其非晶化,并对样品电阻率随离子注入剂量及温度的变化关系进行原位测量．电阻温度系数ＴＣＲ和ＴＥＭ观测证实了样品离子束混合后电性能和结构发生改变生成了非晶相．