摘要：复合材料基础理论研究;超常服役环境下复合材料的环境模拟、性能表征与优化设计研究;特种复合材料制备工艺及低成本制造技术研究;

摘要：Kagome点阵夹芯结构是近年来提出的一种力学性能十分优异的新型点阵夹芯结构。建立了3D-Kagome点阵夹芯板在理想冲击载荷作用下的分析模型,将含有大量周期性单胞的芯子等效为实体板,得到了Kagome芯子的等效本构关系,给出了芯子的等效强度和刚度。采用有限元方法模拟3D-Kagome夹芯板在理想冲击载荷作用下的响应,研究了板的最大挠度随芯子相对密度、芯子的厚度参数和冲击载荷大小的变化规律,得出了该结构抗冲击的最优化设计方案。与相同重量的实体板比较发现,3D-Kagome点阵夹芯板在抵抗冲击、能量吸收和耗散等方面具有很大的优势。

摘要：复合材料圆柱壳质量轻、力学性能好,在水下无人潜航器(unmanned underwater vehicle, UUV)的耐压壳方面具有广阔的应用前景,掌握其在水压载荷作用下的声振特性对UUV的声隐身设计至关重要。本文基于Flügge圆柱壳理论,采用波传播法,开展了在水压载荷作用下的正交各向异性圆柱壳自由振动研究。运用牛顿迭代法求解水下正交各向异性圆柱壳的特征频率,并通过与COMSOL有限元仿真对比,验证了理论模型的正确性。结果表明,浸没圆柱壳受流固耦合与水压载荷共同作用,特征频率减小,模态振型发生改变。本文还对圆柱壳进行参数化分析,系统研究了薄壁圆柱壳的长径比、厚径比以及材料参数对圆柱壳特征频率的影响规律。本文的研究结果为UUV耐压壳水下声振特性分析提供了理论依据和数据参考,对UUV声隐身设计具有重要意义。

摘要：《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》提出,要牢固确立人才培养在高校工作中的中心地位,着力培养信念执着、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才。科学与艺术的创新融合已成为人类的瑰宝,成为助推大学生的创新思维、创新能力、创业意识的新动力,成为创新型人才培养模式改革的新突破。科学与艺术的思维协同将对大学生的创造性产生良好的促进作用。大学生只有兼备科学与艺术两方面的素质,才能充分发挥自己的潜力、才能和智慧,助推创新思维,取得应有的成就。

摘要：结构轻量化是航空航天发展的永恒主题,波纹夹层圆柱壳作为常见的轻质结构形式,在航空航天领域具有很大的发展空间。采用模具热压法,制备出纵向和环向碳纤维复合材料波纹夹层圆柱壳,其中芯子整体成型,面板分瓣制备。采用经典板壳屈曲理论,分析纵向和环向波纹夹层圆柱壳的轴压力学性能,得到了欧拉屈曲、整体屈曲、局部屈曲和面板压溃4种失效模式下的极限载荷理论公式。绘制出结构的失效机制图,直观显示出了失效模式与试件尺寸之间的关系。通过对纵向和环向波纹夹层圆柱壳的轴向压缩试验,获得了结构的载荷-位移曲线及局部屈曲和面板压溃2种失效模式。结果表明:纵向波纹夹层圆柱壳的轴向承载能力及载荷/质量效率优于环向波纹夹层圆柱壳,在一定范围内增加圆柱壳面板的厚度、减小圆柱壳的高度可提高结构的载荷/质量效率。

摘要：在本文中,为了提高金字塔点阵夹芯结构的整体等效剪切强度,提出了基于芯子和面芯界面性能协调的精细优化设计思想,并对面外剪切载荷作用下的金字塔点阵夹芯结构进行了优化设计.理论分析结果表明:基于精细优化设计思想的金字塔点阵夹芯结构中,由于综合考虑了芯子强度与面芯界面强度之间的性能协调,尽管会一定程度上降低了金字塔芯子的等效剪切刚度和等效剪切强度,但由于提高了面芯界面等效剪切强度,最终提高了夹芯结构的整体等效强度.

摘要：本文针对碳纤维复合材料点阵结构,从结构设计、制备工艺、平压性能、剪切性能等方面对其进行试验表征及理论模型研究.设计四种成型碳纤维复合材料金字塔点阵结构的思想,并采用一种新的制备工艺即预浸料二次成型工艺制备试样,试验结果表明,该工艺能最大程度发挥纤维增强潜力.通过实验揭示在平压载荷下杆件屈曲、杆件断裂、杆件分层脱胶失效机理,在剪切载荷下杆件屈曲、杆件分层、杆件脱胶失效机理,基于结构力学基础原理,建立相应理论模型,经过修正之后的理论模型均能较好预报典型载荷下力学性能.本文研究发现碳纤维复合材料金字塔点阵结构具有密度低、比强度大、比刚度高等优点,且芯子中具有大量空间,可以制备轻质多功能结构.

摘要：纤维柱增强泡沫夹芯结构是沿厚度方向在泡沫中植入纤维柱,以提高泡沫夹芯结构的抗压性能、抗剪切性能和抗弯曲性能.根据纤维柱增强泡沫夹芯结构的这一特点,通过建立细观力学模型,并结合修正的Mori-Tanaka方法预报纤维柱增强泡沫芯材的法向弹性模量和横向剪切模量.实验结果验证了该方法预报结果的准确性.利用该模型进一步探讨了纤维柱增强泡沫夹芯结构参数对芯子等效性能的影响.结果表明,纤维柱内纤维体积的变化对结构的法向弹性模量影响较大,对横向性能影响不大;纤维柱直径增大芯子法向比刚度也增大,但芯子的横向比剪切刚度反而降低.

摘要：根据多级结构设计思想,把高性能聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫加入到单向碳纤维增强树脂复合材料之间,制备多级复合材料蜂窝结构。对多级复合材料蜂窝结构的平压性能进行了研究,包括多级复合材料蜂窝结构平压性能的理论预报和试验验证。研究了多级复合材料蜂窝结构平压性能随结构等效密度变化的关系。并对多级复合材料蜂窝结构的三点弯曲性能进行了研究,主要包括理论预报和试验验证。通过理论研究对结构的失效模式进行了预报,绘制了失效模式机制图,并通过三点弯曲试验对理论预报结果进行了验证。

摘要：以实际工程为例,通过建立三维有限元数值模型,对市政污水管道顶管及开挖施工全过程进行模拟,分析其对地铁区间隧道的影响。根据计算结果提出相应的工程建议,为类似工程提供参考。