摘要：针对航空用纤维复合材料,基于纤维与基体的协调变形规律和材料应变能密度的计算,导出了纤维复合材料的刚度表达式,研究了刚度矩阵的基本力学特性,给出了复合材料刚度矩阵元素与基体材料的刚度、纤维束的刚度及铺设方向的关系,提供了平面铺层和三维取向纤维复合材料的基本刚度设计公式和设计方法。最后给出工程应用设计方法的几个具体例子,并与其他理论和实验结果进行了对比。研究结果表明,在考虑材料制备工艺缺陷造成的刚度折减后,本文提出的设计公式及方法可应用于纤维复合材料的优化设计。

摘要：文中以裂纹连续扩展的断裂力学方法，研究单向纤维复合材料的细观损伤演化与韧度计算。用基于有限元的数值方法模拟复合材料的多模式破坏过程，并计算复合材料在裂纹不同扩展路径下的有效韧度。研究表明界面的两个重要断裂参数（界面断裂能和混合度）是控制复合材料破坏模式与增韧机理的关键参数。提出了复合材料韧度设计的基本原理。

摘要：本文通过大量的实弹试验考察与分析了芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维复合材料弹道吸能随面密度、弹速、成型压力、树脂基体含量等改变而变化的规律，揭示出不同纤维复合材料在不同条件下的防弹能力。研究结果对防弹复合材料及其轻质复合装甲的优化设计具有较重要的参考意义。

摘要：基于3个钢筋混凝土拱式结构的粘贴纤维复合材料(FRP)加固试验,将混凝土塑性损伤模型、粘结行为、植入技术和模型变更等技术引入到非线性数值分析中,实现了混凝土损伤、FRP-混凝土界面粘贴滑移以及初始荷载等多个关键力学特性的模拟.通过加固试验及数值模拟成果的对比得出,采用截面加固方式的极限承载提高了14.47%,采用体系加固方式其极限承载提高了27.60%,即对于超静定结构,应从体系加固角度着手;开裂荷载的分析误差在7.79%以内,极限荷载的分析误差相对较小,最大仅为4.88%.结果表明,本文数值分析方法可行,能够为今后FRP加固混凝土拱式结构的研究提供依据.

摘要：纤维复合材料预制件的渗透率是影响液体模塑成型过程中树脂流动的一个重要参数,由于它与预制件多层次结构的复杂相关性而使得渗透率的预测一直面临着挑战。本文从预制件的微观、细观及宏观层次分别介绍了渗透率与其结构相关性的研究进展,综述了预制件渗透率的数学模型及其影响因素,展望了渗透率研究的发展趋势,这将有助于揭示复合材料结构件的缺陷形成机理,进而优化设计复合材料结构件及其成型工艺。

摘要：纤维合材料是由纤维和树脂基体组成的一种新材料 ,它的性能受组分材料性能以及各铺层的铺设方式等诸多因素的影响 .利用可视化设计方法将复合材料的主要设计指标绘制成等值线 ,设计人员通过人机对话即可完成对复合材料的设计工作 ,并且给出了设计实例 .这种设计方法可以广泛应用于其它工作领域 .

摘要：纤维复合材料由增强纤维与基体材料复合而成,具有强度高、密度小、耐腐蚀性好、可设计性强的优点,在汽车领域得到了广泛应用。随着汽车领域向低成本、高效率、自动化不断发展,复合材料构件成型制备面临更高的轻量化要求。从材料、结构、工艺三个方面综述汽车领域纤维复合材料构件轻量化研究进展,介绍连续纤维复合材料零部件的发展和应用,重点给出汽车领域纤维复合材料轻量化结构设计与加工工艺,对纤维复合材料发展的机遇和挑战进行展望。在节能减排的背景下,纤维复合材料在汽车轻量化设计中将有更广泛的应用。同时,如何降低复合材料制品成本也将成为新的挑战。

摘要：为纤维复合材料的有效模量计算建立了一个宏观与细观相结合的分级模型：即假定共焦点椭圆柱组合体的纤维／基体细观结构单元嵌在宏观上均匀化了的复合材料中。利用解析函数的保角变换与罗朗级数展开，获得了轴向剪切模量的封闭公式。理论值与实验值吻合很好，克服了经典模型理论与实验结果偏差太大的缺点。

摘要：　研究了扩散控制的界面滑动对纤维复合材料的横向剪切变形行为的影响。基体和纤维为弹性的,而界面滑动速率正比于界面剪应力。作为辅助问题,首先考虑了单根纤维嵌在无限大基体的特殊情形,导出了纤维和基体中随时间变化的应力场。其次,应用平均场方法给出了任意时刻复合材料的总体响应。数值结果表明复合材料的横向剪切模量随着界面滑动的发生将显著减小。

摘要：面向纤维复合材料与结构的优化设计需要,建立高效准确的纤维复材细观力学仿真工具具有重要意义.本文首次提出了包含内嵌纤维的三维计算晶粒(computational grains),用于纤维增强复合材料的直接细观力学建模,基于所开发的纤维计算晶粒方法,可以直接构造含有多根随机分布纤维的代表性体积单元(RVE).此外,本文提出了一种基于缩放柱调和函数的Papkovich-Neuber解来表征纤维和基体中独立的Trefftz试函数位移场,并且开发了一种新的多场边界变分原理来计算纤维计算晶粒的刚度矩阵.数值算例表明,对于内嵌大量随机分布纤维的RVE,纤维计算晶粒不需要构造复杂的网格,即可快速计算RVE的精确应力场,并预测其有效力学性能.此外,这也是内嵌纤维的三维有限元单元的首次提出.