由组份材料性能计算复合材料强度的理论与实践简

强度是结构材料最重要的一项性能指标,但如何预报纤维增强复合材料的极限承载能力却依然还是一个世界性难题. 经作者及其团队多年来的不懈努力,使得实现由原始组份性能计算复合材料强度的目标不再遥不可及. 本文围绕如何达到这一目标进行简要介绍. 也许不久之后,一旦纤维和基体材料的性能数据库建立起来,任何一个复合材料结构的设计与开发将不再依赖于甚至无需任何实验. 这不仅能节省大笔实验费用,而且能大幅缩短复合材料新产品的问世周期,促进复合材料更加广泛和更为有效地应用.     

正交各向异性轴对称位势问题的Trefftz有限元分析

Trefftz有限元法（Trefftz finite element method, TFEM）因其独特的优良品质而备受关注.针对正交各向异性轴对称位势问题,提出了一种4节点四边形环状单元．在该单元模型中,首先假设两套独立的位势插值模式:即单元域内场和网线场,然后代入修正变分泛函并利用Gauss散度定理消除区域积分,最后根据驻值原理导得只含边界积分的单元刚度方程．数值算例表明了该单元的准确性、稳定性以及对网格畸变的不敏感性.     

静电纺丝原理研究进展

纳米纤维具有直径小、比表面积大以及易于实现表面功能化的优点,受到广泛的关注.在众多制备纳米纤维的方法中,静电纺丝是一种高效的技术,其中同轴共纺技术由于能制备芯-壳(core-shell)结构的纳米纤维,也越来越引起人们的关注.本文介绍了基于电流体动力学的静电纺丝原理,讨论了静电纺丝相关原理研究进展,包括Taylor锥与喷射,纳米纤维的弯曲非稳定性,高聚物溶液/熔融体流动非稳定性,两相流流型及其转换,高聚物两相流流型及其转换,非牛顿流体流动非稳定性以及两种非牛顿流体分层流动等,最后指出了尚待解决的一些问题.     

聚合物的静电纺丝

静电纺丝法是聚合物溶液或熔体在静电作用下进行喷射拉伸而获得纳米级纤维的纺丝方法.由纳米纤维制得的无纺布,具有孔隙率高、比表面积大、纤维精细程度与均一性高、长径比大等优点,从而赋予了静电纺丝纤维广泛的应用前景,它已在国内外引起了广泛的关注.本文介绍了静电纺丝的装置、基本原理及静电纺丝制备纳米纤维的研究进展,同时也叙述了其在各个领域的应用,最后展望了静电纺丝制备纳米纤维的发展方向及前景.     

复合材料结构力学分析CAE软件现状

复合材料结构分析软件是用以分析、设计复合材料结构的重要工具,常用的复合材料结构分析软件包括基于CAD软件发展而来的复合材料分析工具、通用有限元软件自带复合材料分析工具和以Digimat等为代表的专业化复合材料结构分析软件。本文对常用的复合材料分析软件进行了综述,介绍其主要功能,从学术、应用等多方面探讨相关产品的优点及不足;论述了专业化复合材料结构分析软件的特点及功能;分析了复合材料结构分析软件的现状和发展趋势;探讨了复合材料结构力学分析CAE软件在国产化方面所需进一步解决的问题。     

粘弹性梁动态响应的精确解

研究了具有任意边界条件的粘弹性Timoabenko梁在任意外载作用下的动态响应．通过将外荷载和梁响应展开成不同频率、不同幅值的简谐波的迭加,将问题转化为关于空间坐标的二阶常系数常微分方程组,获得了问题的精确解,该解按一般积分型本构关系考虑了材料模型,分析计算了四种常见梁在分布荷载作用下的响应．     

不定边界问题中的打靶方法

本文讨论一维相变过程中不定边界问题的解。应用平行四边形公式消去时间变量后，转化为一系列离散时刻的两点边值问题和一个代数方程，再对这些两点边值问题采取改进打靶方法求解。这种算法的突出优点是求解的精度可随意提高，并不受计算规模的限制，文中算例表明，该方法是有效的。     

药物和蛋白质与聚己内酯分层复合纳米纤维的微观结构与力学特性

应用同轴共纺技术制得芯质和表层为两种不同材料的分层复合纳米纤维.分别以乙酰螺旋酶素片剂和明胶蛋白质为芯质材料,以可生物降解的聚己内酯作为表层材料,研究了这种分层复合纳米纤维的微观结构与力学特性.结果表明,尽管药物与表层聚合物材料的溶解溶剂互不相同,但仍可以将药物包覆在壁厚小于100nm的超细纤维中.这种纤维可用作体内手术伤口缝合线或大面积创伤如烧伤伤口的敷布.在实验范围内,纤维膜的力学性能随芯质内溶质含量的提高而降低.     

将源药包覆到聚己内酯超细纤维的芯部

采用同轴共纺技术,分别将白藜芦醇(Resveratrol,RT)和硫酸庆大霉素(Gentamycin Sulfate,GS)源药包覆在生物可降解的聚己内酯(PCL)超细(直径为几百纳米)纤维芯部.研究了这种纤维的制备过程以及它们的微观结构.这种复合纳米纤维可在医疗新产品开发中发挥作用,如用于制备新的羊肠线(体内手术伤口缝合线)或伤口敷布.