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研究了双周期含涂层纤维增强复合材料在远场反平面载荷作用时的问题,利用Eshelby等效夹杂方法和Laurent级数展开技术,并结合双准周期Riemann边值问题理论,获得了其全场解析解,得到了应力场和有效模量表达式.与有限元结果的对照显示出本方法的效率和精度.考察了涂层参数对复合材料细观应力场和宏观有效性能的影响.当涂层刚度较大时,涂层内存在高的应力集中,且涂层刚度越大、涂层相对厚度越小,应力集中系数越大.纤维刚度对复合材料有效模量的影响也取决于涂层性能,非常软或非常硬的涂层都大大限制了纤维刚度对复合材料有效模量的贡献.

关键词: 双周期涂层纤维 , 反平面剪切 , Riemann边值问题 , 应力集中 , 有效模量

秸秆人造板用胶黏剂研究进展

肖俊华 , 左迎峰 , 刘文杰 , 吴义强 , 赵星

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.017.011

农作物秸秆人造板的使用填补了我国因木质资源短缺造成木基人造板供不应求的缺口，胶黏剂的性能则成为了制约秸秆人造板性能的关键因素。综述了秸秆人造板用脲醛树脂、酚醛树脂、异氰酸酯、三聚氰胺树脂、橡胶等胶黏剂的性能和使用现状，分析了这些胶黏剂在制作秸秆板时存在的突出问题。并且针对这些问题，介绍了无机胶黏剂、生物胶黏剂等新型胶黏剂在秸秆人造板中的应用，最后指出了传统的有机胶黏剂和新型的无机、生物胶黏剂的发展方向，为秸秆人造板用胶黏剂的进一步研究提供参考。

关键词: 农作物秸秆 , 人造板 , 传统胶黏剂 , 新型胶黏剂

酸解氧化对双醛淀粉性能的影响

刘文杰 , 左迎峰 , 吴义强 , 肖俊华 , 朱颖 , 赵星

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.08.009

以玉米淀粉为原料,盐酸为酸解剂,高碘酸钠为氧化剂,采用一步酸解氧化法合成双醛淀粉,经傅里叶变换红外光谱仪表征证明成功制得了双醛淀粉.研究了反应温度、反应时间、盐酸浓度和淀粉乳浓度对双醛淀粉醛基含量的影响,并利用X射线衍射仪和热重分析仪进行了表征.结果表明,双醛淀粉的醛基含量随着反应温度的升高和反应时间的延长而增大, 55 ℃和4 h后,酸解氧化趋于稳定.盐酸浓度和淀粉乳浓度过高会导致双醛淀粉的醛基含量下降,分别以0.6 mol/L和8%为宜.X射线衍射仪分析表明,随着盐酸浓度的增加,双醛淀粉的结晶度升高;热重分析仪分析表明,结晶度高的双醛淀粉热分解残余量也更多,而热分解初始温度随着盐酸浓度增加而降低.

关键词: 玉米淀粉 , 酸解氧化 , 双醛淀粉 , 醛基含量 , 结晶结构 , 热性能

基于响应曲面优化法的重组竹热压工艺?

左迎峰 , 吴义强 , 肖俊华 , 李贤军 , 龙柯全

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.039

以3~4年生毛竹为原材料,利用自主研发的中温固化酚醛树脂为胶黏剂制备重组竹.采用响应曲面优化法研究密度、热压温度和热压时间对重组竹性能的影响规律,获得优化的重组竹热压工艺.结果表明,对重组竹力学性能影响大小依次为密度＞热压温度＞热压时间.最佳热压工艺条件为：密度为1．03 g/cm3,热压温度为121℃,热压时间为1．13 mm/min.此时静曲强度为160．39 MPa,内结合强度为2．583 MPa,与理论静曲强度最大值163．581 MPa和内结合强度最大值2．64299 MPa接近,说明优化结果可信.

关键词: 重组竹 , 中温固化酚醛树脂 , 热压工艺 , 力学性能 , 响应曲面法

双周期电磁弹性纤维增强复合材料的纵向剪切问题

谢新亮 , 肖俊华 , 蒋持平

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.05.029

利用等效夹杂法并结合双(准)周期解析函数理论,为双周期电磁弹性圆截面纤维复合材料的纵向剪切问题发展了实用有效的解析方法,获得了全场的级数解,给出了应力、电位移和磁感应强度的显式结果.利用数值算例讨论了该类非均匀材料微结构对其电磁弹性性能的影响.本文方法为电磁弹性复合材料的性能分析和微结构设计提供了一个实用有效的计算工具.

关键词: 电磁弹性复合材料 , 等效夹杂法 , 双周期 , 细观力学

中空纳米夹杂填充复合材料的反平面问题

肖俊华 , 徐耀玲 , 张福成

复合材料学报

研究了中空纳米夹杂填充复合材料的反平面问题。基于Gurtin-Murdoch表／界面理论和广义自洽方法，给出了考虑夹杂界面效应时空隙一夹杂一基体一等效介质模型的全场精确解，并推导了中空纳米夹杂填充复合材料有效反平面剪切模量的闭合形式解。由本文结果的特殊情形，可以得到一系列有意义的解。数值结果表明：中空夹杂的尺寸在纳米量级时，复合材料的有效反平面剪切模量受表／界面效应影响显著；表／界面效应的影响随着夹杂尺寸的增大而逐渐减弱；当中空纳米夹杂的体积分数和外半径一定时，壁厚越薄其表／界面效应越大；在相同的夹杂外半径下，中空纳米夹杂填充复合材料的表／界面效应比实心纳米夹杂填充复合材料更加明显；无量纲反平面剪切模量受夹杂的表／界面性能和刚度影响显著，过高的夹杂刚度使得表／界面效应的影响变弱。

关键词: 反平面剪切模量 , 中空纳米夹杂 , 表/界面效应 , 夹杂尺寸依赖 , 广义自洽方法

多相周期压电纤维复合材料反平面变形问题的解析解

徐耀玲 , 肖俊华 , 邱鹏凯

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140617.003

研究了具有周期微结构的多相压电纤维复合材料在反平面变形下的电弹性场.通过在各非均匀相内引入非均匀的广义本征应变,将原问题等价为带有周期广义本征应变的均匀介质问题,建立了两者间的等价条件.利用等价问题各区域交界处的广义应力连续条件和广义位移协调条件,并结合双准周期Riemann边值问题理论和等价条件,获得了各相材料电弹性场的解析解,进而由平均场理论预测了材料的有效压电系数.比较了相同压电材料体积分数下中空压电纤维、碳芯压电结构纤维和实心压电纤维复合材料有效压电系数的差异,讨论了压电结构纤维中非压电芯刚度及压电结构纤维与基体间涂层的刚度对有效压电系数的影响.研究结果可为高灵敏度压电复合材料的设计提供有价值的参考.

关键词: 多相压电复合材料 , 周期微结构 , 有效压电系数 , 压电结构纤维 , 反平面变形

含氟共聚聚酰亚胺的合成与性能研究鲁云华,赵洪斌,迟海军,董岩,肖国勇,胡知之

鲁云华 , 赵洪斌 , 迟海军 , 董岩 , 肖国勇 , 胡知之

绝缘材料

以1,4-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯(6FAPB)为含氟二胺单体,均苯四甲酸二酐(PMDA)和1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA)为二酐单体,经低温溶液缩聚反应得到聚酰胺酸,再经热酰亚胺化处理制备出含氟共聚聚酰亚胺(CPI)薄膜.采用红外(IR)、紫外(UV-Vis)、溶解性测试等对CPI进行结构与性能表征,考察两种二酐单体的不同物质的量之比对共聚聚酰亚胺光学性能和溶解性的影响.结果表明:随着脂环二酐CBDA摩尔配比的增加,CPI薄膜在410 nm处的光透过率逐渐增加,薄膜颜色逐渐变浅,溶解性有所改善.

关键词: 聚酰亚胺 , 共缩聚 , 含氟 , 结构与性能