摘要：　针对四步法编织的三维五向管状织物,基于圆形编织的纱束运动过程及机理分析,研究了织物内部与表面纱束的几何拓扑关系,继而提出三维五向管状织物的单胞结构模型。在此基础上,分别用阿基米德螺旋线段和圆弧段近似预成型内部与表面的纱束轨迹投影,并给出相应的数学描述。根据单胞几何特征,提出了织物横截面上不同位置处的纤维体积分数计算方法。通过建立纱束数据结构及运用计算机可视化技术,对纱束空间轨迹及横截面纤维体积分数进行了模拟显示。这对表征三维五向管状织物的结构性质、实现编织参数优化设计有着重要的意义。

摘要：复合材料几何模型可用于计算其物理性能和力学性能.对于随机分布的椭球颗粒复合材料和三维编织复合材料提出几何建模方法.首先针对随机分布颗粒为椭球的情况进行了阐述,对现有生成椭球颗粒分布样本的方法进行改进,消除了随机颗粒重叠的情况;为了应用多尺度有限元方法,对单胞边界之外的椭球进行处理,得到基体和增强体的边界.另外,针对三维四向编织方法,在纤维束不重叠并尽可能排列紧密的情况下给出了构建每根纤维束的运动规律.最后通过实例验证了该方法的有效性.

摘要：根据细编穿刺复合材料的细观和微观结构,分别建立了纤维束和细编穿刺单胞有限元模型。采用周期性非绝热温度边界条件,计算了纤维束和材料整体的等效热导率。计算结果与经验公式比较,具有高度的一致性。在此基础上,进一步研究了纤维体积分数、基体和纤维热导率对材料热导率的影响。结果表明,随着纤维含量的增加,材料两个方向热导率均有不同程度的下降,且差异逐渐减小,且基体对热导率影响作用较大。文中采用的模型和周期性边界条件与理论预期符合较好,为材料热学和热力耦合问题的分析提供了有用参考。

摘要：通过分析纱线拓扑结构 ,用单胞的旋转和合成 ,实现了 8.4°,2 2°两种编织角的三维编织碳 碳复合材料预制体结构的计算机图形模拟 ,纱线空间走向和截面变形 ,空隙形状和大小能方便地用图形显示 ,所模拟的结构与实物相似。从而解决了分析预制体内部结构的难题 ,为合理设计CVI工艺 ,进行碳 碳复合材料力学性能的分析奠定了基础。

摘要：从基于小参数渐近展开的多尺度均匀化理论出发,对三维编织复合材料的弯曲细观应力进行数值模拟。首先给出了等效弹性模量和细观应力的均匀化列式及有限元求解方程,然后讨论了三维编织复合材料细观单胞周期性边界条件的施加方法,最后对三点弯曲作用下三种单胞内应力分布进行了数值模拟。通过模拟比较了不同类型单胞及不同编织角材料弯曲应力的差异,总结出一些有益的结论,这些结论与实验结论都比较吻合。

摘要：航空航天领域的结构热控设计对热沉的质量、体积与环境适应性有极高要求。使用相变材料(PCMPhase Change Materials)作为热沉相较于传统的质量热沉其效率高出一个数量级。本文以低熔点的Sn-Bi合金作为相变物质,以铜泡沫金属作为传热强化骨架,通过真空渗透制备了PCM柱芯。构建了柱芯单胞模型。对其进行仿真实验,给出了单胞等效热导率。使用"等效热容法"处理Sn-Bi合金相变过程。将PCM柱芯封装后,使用加热平台加载封装试件表面,测量试件加热表面与柱芯顶部温度。对加热试验进行有限元仿真,通过对比仿真结果与试验数据,验证了PCM试件传热模型有效性。

摘要：建立了求解正交各相异性材料等效性能的能量法。数值模拟实验中,在材料组分比一定的情况下,通过缩放因子改变单胞尺寸,研究同种蜂窝微结构对结构力学性能影响的尺度效应;同时验证了不同多孔材料微结构构型对结构刚度的影响;在稳态温度载荷的作用下,热变形引起弯曲变形,利用微结构的构型差异和尺度效应共同作用实现结构最大挠度的控制。

摘要：三维角联锁(2.5D)是一种新型结构复合材料,不仅具有高比强度、比模量、抗分层能力及抗冲击损伤等优点,还克服了其他三维多向编织复合材料在复杂异型结构生产上的不足。在对2.5D浅交弯联单胞模型的构建和力学性能分析的基础上,将其应用于一对圆柱直齿齿轮,实现齿轮的高强度和减重需求。建立了齿轮的静力学和运动学分析模型,通过对其有限元分析来实现齿轮的优化设计。分别进行了静态和动态啮合进程分析,分析结果详细描述了齿轮啮合时接触强度和弯曲强度的变化,可为2.5D编织复合材料齿轮的减重及啮合特性分析提供借鉴。

摘要：正文以正方形单胞为例,较系统地分析了VDMOSFET的特征导通电阻Ron与结构参数之间的关系。重点讨论了N沟道VDMOSFET的P^(-)体扩散区结构Xjp^(-)和栅氧化物厚度Tox对器件特性导通电阻Ron的影响,给出了多晶硅窗口区尺寸Lw和多晶区尺寸Lp的最佳化设计比值与Ron的关系,最后阐述了研究讨论的结构。

摘要：从小参数渐进展开和摄动方法的均匀化理论出发,给出复合材料求解残余应力的数学表达式。针对复合材料的残余应力提出了一个目标优化设计模型,以优化残余应力为目标,组分材料用量为约束,利用周长控制消除棋盘格,采用最大主应力理论和最大主应变理论作为复合材料强度失效准则,结合有限元方法和对偶凸规划求解技术,对二维微结构的残余应力轴向径向组合进行了优化设计。