摘要：格栅复合材料是一种新型轻质高强材料.综述了格栅复合材料的周期构型特征和格栅结构的制备工艺.归纳了二维周期格栅材料的等效刚度矩阵计算方法,比较了不同构型格栅的基本力学性能,介绍了胞元材料的微极弹性理论和格栅的强度与屈服面计算方法.探讨了格栅的缺陷及其力学响应,包括格栅的尺度效应、夹杂缺陷以及裂纹扩展特征,介绍了波在格栅材料中传播机理的最新研究成果.根据格栅材料在工程中的应用形式,分类介绍了格栅板壳结构、格栅加筋板壳结构和格栅夹层结构的结构特点和破坏方式、设计优化准则和实验研究成果.还归纳了作者所在研究小组近期在碳纤维格栅复合材料的制备、实验研究和理论分析等方面的最新工作进展.

摘要：舱内爆炸准静态压力载荷是反舰导弹半穿甲战斗部最重要的破坏载荷之一。基于炸药爆炸过程中的化学反应过程和状态方程开展了准静态压力的理论分析与预测,并通过模型试验验证预测公式的正确性,讨论了在有无氧气环境下的准静态压力。研究结果表明:(1)舱内爆炸与自由场爆炸有较大的不同,除了多次反射的冲击波外,还存在准静态压力;(2)基于状态方程提出的准静态压力计算方法具有一定的预测能力;(3)需要氧气支撑的后续燃烧效应对准静态压力的形成至关重要。研究结果能为舱内爆炸作用下的舱室毁伤防护机理的揭示和防护设计提供有效支撑。

摘要：提出了一种任意角度复合材料厚壁管的轴对称问题的分析方法。传统的Lekhnitskii理论能够获得普通缠绕层复合材料厚壁管的精确弹性解,但是,当厚壁管内存在0°缠绕层或者各项同性材料层时,该两种特殊层都会出现奇异参数,从而导致特殊层与普通层界面的连续性条件不能被满足。因此,讨论了特殊层存在奇异参数的原因,并对这类参数进行连续性分析和极限计算,从而解决了参数奇异的问题,使Lekhnitskii理论的应用范围扩展到任意缠绕角的复合材料厚壁管。最后,通过有限元计算软件ABAQUS分析了不同复合材料组合管的力学响应,有限元计算结果与改进理论结果基本一致。

摘要：国家自然科学基金重大项目"层状电磁复合材料的界面结构与力学行为"采取力学与材料学相结合的手段,抓住含界面/尺度效应的本构关系与设计方法、动力学特性以及多场耦合的失效机理与破坏准则这3个关键科学问题,对层状电磁复合材料进行了系统而深入的研究。项目组经过4年努力,在力-电-磁耦合理论和方法、材料多场耦合性能表征方法和仪器研制、新材料与新结构的设计和制备三个方面取得了一系列创新性成果。提出了双非线性磁电耦合本构理论和多场耦合表面理论,研制了多场耦合微纳米压痕仪和鼓泡仪,设计制备了新型磁弯矩效应的磁电复合材料和低噪声弱磁传感器。本项目的研究,对促进我国电磁功能材料及器件的发展具有重大意义。

摘要：反舰导弹对水面舰艇最主要的攻击模式是它侵彻舷侧后在舱内爆炸。论文系统总结了在反舰导弹舱内爆炸作用下舰船舱室结构毁伤机理的研究进展,论述了两种最重要的舱内爆炸载荷—高速破片群和舱内爆炸压力,分析了船体材料本构关系和模型的发展历程,回顾了在爆炸载荷作用下舰船板/加筋板/舱室动态响应的规律和毁伤模式。最后提出了反舰导弹作用下舰船结构毁伤机理的研究建议。

摘要：复合材料具备基于多种材料有机融合后所产生的“1+1>2”的优势,是实现航空飞行器结构轻量化、功能化与智能化的有效途径。然而,由于复合材料高各向异性、结构多尺度化等方面的特征,导致设计、制造及表征评价等方面都存在诸多问题与挑战。高性能复合材料结构在航空装备中的发展是一个涉及力学、材料、机械、控制等多学科融合的交叉性问题。本文针对其中涉及的若干关键力学问题,重点围绕近年来国内外在航空复合材料结构力学设计与性能评估、功能化设计以及制造工艺力学等3个方面的研究进展进行了概述,并对未来航空复合材料结构在这3方面的发展趋势进行了展望。

摘要：增材制造技术与三维点阵结构技术是航空航天装备结构实现轻量化与多功能化的重要途径。针对增材制造三维点阵结构及其设计方法进行概述,重点介绍了增材制造三维点阵结构工程应用、轻质多功能三维点阵结构构型设计方法、三维点阵结构多尺度计算方法与拓扑优化方法、增材制造三维点阵结构性能评价表征方法等方面的研究现状与进展,对增材制造三维点阵结构在材料–结构–功能一体化设计方面的发展趋势进行了展望。

摘要：轻质多功能结构是航天器装备实现轻量化的重要技术途径,本文针对航天器轻量化多功能结构设计与制造技术进行概述,重点介绍了高承载三维点阵结构、热变形稳定结构、智能折展结构、分离解锁结构、电磁隐身结构、以及复合材料新型连接技术等方面的现状及发展趋势,浅析了航天器装备新型结构研制面临的关键技术问题。

摘要：自行研制成功力—电、力—磁耦合加载设备,实现进行多场耦合实验;研究开发出力—电耦合场和力—磁耦合场下的力学量与电磁学量的量测技术,实现测量过程自动化;从而具备了同时对铁电材料施加应力场和电场的技术,对铁磁材料同时施加应力场和磁场的技术。解决了高电压的绝缘、防电弧放电、防电击穿、电荷测量与数据采集等难题,设计一系列有效的实验装置和实验环境。实验研究了耦合场作用下压铁电材料的本构关系,提出旨在消除内偏场的冲击极化方式;采用三点弯实验,测试了铁电材料的断裂韧度,发现极化方向对断裂韧度的显著影响。将云纹干涉技术应用于力电耦合场作用下裂尖变形场的测量。首次对预制有贯穿裂纹的铁电材料试件进行电疲劳实验,获得了电致疲劳裂纹扩展曲线,发现一些新的电疲劳损伤现象,例如不同载荷作用下裂纹的扩展模式、疲劳裂纹闭合效应、电致裂纹扩展的磨损与击穿等。实验制备并研究03联和13联铁电复合材料的介电性能、压电性能。制备PZTMgO纳米复相铁电陶瓷,在保证其压电性能的前提下,改善铁电材料的韧度。有关铁磁材料的实验研究,量测不同力磁耦合载荷作用下纯镍、6号镍、锰锌铁氧体、TerfenolD等几种铁磁材料的磁滞回线、磁致应变曲线,获得磁导率、磁致伸缩系数、压磁系数、磁弹性系数等。

摘要：金属增材制造是一种兼顾复杂结构和高性能构件成形需求的颠覆性制造技术,在航空、航天、交通、核电等领域具有广阔的应用前景和发展空间.该技术大规模推广应用所面临的制造效率和控形保性挑战是一个涉及力学、光学、材料、机械、控制等多学科交叉的难题.本文针对其中涉及的若干关键力学问题,阐述了近年来国内外在面向金属增材制造的结构拓扑优化设计、制造过程数值模拟、成形材料与结构的缺陷表征和性能评价方面的研究进展,并对金属增材制造的结构设计-制造模拟-性能评价的发展趋势进行了展望.