一、形状记忆合金混杂复合材料弯曲变形的设计（论文文献综述）
宋卫宾[1]（2020）在《环氧基形状记忆聚合物的智能力学行为表征及实验研究》文中提出环氧基形状记忆聚合物（Shape Memory Epoxy Polymers,简称SMEPs）是一种新型智能记忆材料,具有化学性质稳定、可加热变形、刚度可调、变形大等优势与广阔工程应用前景。当SMEPs受到外界光、电、力与热刺激时,其可以完成“变形—记忆—恢复”智能形状记忆过程,可用于医疗设备、柔性电子器件、航空航天构件的设计与实现智能记忆功能。本文从SMEP材料的合成和设计制备入手,优化设计固化剂含量多变复合结构,系统开展了SMEP板记忆特性、粘弹性、屈曲形貌的力学性能研究,进一步从实验测试与理论计算手段研究了其双层柱屈曲性质,主要工作如下:（1）设计制备了4组不同固化剂含量的SMEP单层板,利用高温实验固定方法得到弯曲板,继而采取动态与静态两种形状恢复实验方法,使弯曲板在温度激励下逐渐恢复到其初始状态。同时,选用工业照相机在线拍摄板的变形照片和读取变形数据,并根据此数据计算得到固定率与固化剂含量、温度与动/静态恢复率的变化规律,完整展现SMEP板的“弯曲—展开”智能记忆功能。此外,实验研究了SMEP单层板在应力循环、应力松弛和蠕变的粘弹性:在不同温度下,分析了应力循环中应力应变关系与杨氏模量的变化规律,讨论应力松弛中玻璃态/高弹态时应力随着时间改变关系,以及蠕变实验中应变随着时间的变化趋势。（2）设计制备了SMEP三层薄膜—基体复合板,然后对其进行四点弯曲加载得到屈曲形貌,并利用智能控温箱对复合结构逐渐升温,同时观察屈曲形貌恢复过程;根据基体和薄膜的应力松弛实验测试结果,确定有限元数值模拟中Prony级数值。建立SMEP三层复合板的有限元模型和设置相应参数,数值模拟其升温屈曲形貌恢复过程,研究了温度、位移载荷、薄膜厚度和基体厚度对屈曲幅值和屈曲波数的影响,把所得实验数据与数值仿真结果进行分析与比较。（3）设计制备了SMEP双层柱体,进而多次实验得到其合理的位移加载速率、加载温度和预应变大小,通过升温实验测试SMEP双层柱屈曲形貌恢复过程,验证玻璃化转变温度附近易于产生较好屈曲形貌变形;并给出恰当的预应变和薄膜厚度值,实验获取了较好的屈曲形貌。此外,讨论了预应变、基体半径和薄膜厚度等参数对SMEP双层柱屈曲形貌的影响,理论计算和实验测试结果变化趋势基本一致,并得到屈曲形貌的表征参数。
王永祥[2]（2020）在《形状记忆合金梁的非对称弯曲问题分析》文中指出随着新型智能材料的迅速发展,形状记忆合金具有形状记忆效应和超弹性,因此在众多新型智能材料中脱颖而出。研究表明,这两种特性与奥氏体和马氏体之间的相变有关,考虑相变对研究形状记忆合金梁非对称弯曲问题至关重要。本文主要研究了形状记忆合金梁非对称弯曲问题、热机载荷下形状记忆合金梁超静定问题以及功能梯度形状记忆合金超静定梁的非对称弯曲问题。首先,基于梁的弯曲理论,结合形状记忆合金材料的本构关系,研究了集中载荷作用下形状记忆合金梁的非对称弯曲问题。考虑到弯曲变形过程中拉压两侧相变的不对称性,特引入拉压不对称系数,利用分阶段分步骤的方法,分析得到了工字形截面形状记忆合金梁相变各阶段梁截面上的应力分布、曲率、中性轴位移及相边界的变化情况。结果表明:中性轴位移和曲率越大,易发生相变;当两种截面形状不同时,矩形截面较工字形截面更易发生相变。其次,在考虑形状记忆合金材料相变临界应力与温度关系的情况下,分析了形状记忆合金超静定梁在非纯弯曲条件下的非线性力学行为。为直观描述梁在拉压两侧相变的不对称性,引入拉压不对称系数,分析了矩形和工字形两种不同截面各相变阶段横截面上的应力分布,并通过求解平衡方程,得到了横截面曲率、中性轴位移以及相边界沿轴向的变化情况。最后,基于连续介质力学和复合材料力学,分析了功能梯度形状记忆合金超静定梁横截面上的应力分布,在考虑均布载荷、拉压不对称系数以及形状记忆合金材料的体积分数变化下的情况下,通过求解平衡方程,得到了功能梯度形状记忆合金超静定梁上各相变阶段曲率、中性轴位移和相边界分布的变形特性。文中所得结论对形状记忆合金梁的非对称弯曲问题具有一定的推进作用,可为形状记忆合金梁的非对称弯曲问题的工程应用提供参考和借鉴。
刘京彪[3]（2020）在《形状记忆聚合物及其复合材料性能与热力学行为研究》文中研究表明本文以反式1,4聚异戊二烯（TPI）形状记忆聚合物作为研究对象,通过向TPI基体中引入氧化石墨烯（GO）等一系列无机功能填料,对TPI形状记忆聚合物复合材料进行了制备,并对其物理微观特性,以及热学、力学、热力学循环和形状记忆性能从微观尺度到宏观尺度进行了一系列的测试与分析。并基于形状记忆聚合物的热力学性能,构建了一种新的聚合物微观物理结构,并将该结构与热力学粘弹性本构理论相结合,提出了一种新的热力学粘弹性相变模型。（1）研发了一种新型的制备工艺,将GO引入到TPI基体,制备了GO/TPI形状记忆聚合物复合材料,通过试验和理论分析,对复合材料热力学性能的影响规律和相关机理进行了系统研究。此外,采用一种新的测试方法对聚合物复合材料的变形回复能力进行了表征。在保证形状记忆聚合物复合材料变形回复能力的同时,较大幅度地增强复合材料体系的热学与力学性能,并确定了GO/TPI复合材料中所添加GO的最优比。（2）将GO与不同质量分数的纳米氧化铝颗粒（Al2O3）采用物理共混法引入到TPI基体,制备了GO-Al2O3/TPI形状记忆聚合物混杂复合材料。对复合材料体系的微观物理结构、热学性能、力学性能、热力学循环性能和形状记忆性能进行了系统的研究,并对混杂纳米填料含量和温度变化对复合材料体系相关性能的影响机理进行了分析。（3）基于电荷吸引法研发了一种新型的制备工艺,在该工艺指导下,将GO与氨基化的二氧化硅（Si O2-NH2）通过电荷吸引进行杂化,制备了一种Si O2@GO纳米核-壳结构功能化杂化填料,并将其作为新型填料引入到TPI基体,进而得到了Si O2@GO/TPI杂化复合材料体系。通过从微观到宏观的一系列表征,对该新型核-壳结构杂化填料与TPI基体的界面相互作用进行了研究,并对复合材料体系的热力学性能与形状记忆性能进行了分析。该核-壳结构的成功制备为高性能复合材料的开发提供了一种新的界面设计策略。（4）提出了一种绿色简便有效的逐层自组装（Lb L）方法,通过静电相互作用,将GO/Si O2多层膜逐层沉积在碳纤维（CFs）表面,对其表面微观结构,润湿特性及单丝力学强度进行了系统的表征与分析。此外,将逐层自组装所得到的改性碳纤维作为一种新型填料引入到TPI基体中,研制了改性碳纤维增强聚合物复合材料,并对TPI基体与改性碳纤维的界面粘结作用,以及复合材料体系的相关热力学性能和变形回复能力进行了系统的表征与分析。该绿色有效的Lb L自组装方法在制造高性能碳纤维增强复合材料方面具有巨大的潜力。（5）提出了一种新型的形状记忆聚合物微观结构,构建了相应的相变本构模型,给出了热力学粘弹性本构方程,通过该相变模型的理论预测结果和测试得到的热力学试验数据进行对比,验证了该热力学粘弹性相变本构模型的准确性与合理性。
严旺贤[4]（2020）在《Cu71.5Al18.5Mn10形状记忆合金的热稳定性和热膨胀性能研究》文中研究说明形状记忆合金（Shape Memory Alloys,简称SMAs）由于热弹性马氏体相变而能产生异常热膨胀性能的变化,为满足在特定领域如精密仪器领域对零/负热膨胀材料的需求,近年来该合金的热膨胀性能研究和控制受到越来越多的关注。本文以课题组已开发的高性能低价格柱状晶Cu-Al-Mn SMA为研究对象,对合金的热稳定性和热膨胀性能及其各向异性特征进行了实验研究,并采用预变形方法来调控合金的热膨胀性能,获得了低热膨胀（LTE）、近零热膨胀（ZTE）和负热膨胀（NTE）性能及其温度窗口的的控制方法。对于拓展柱状晶Cu-Al-Mn SMA作为零/负热膨胀材料应用以及丰富形状记忆合金的热膨胀控制理论具有重要意义。本文的主要工作和研究结果如下:（1）使用定向凝固设备制备出了具有轴向高长径比晶粒的柱状晶Cu71.5Al18.5Mn10 SMA,对合金的组织结构和力学性能进行了研究。结果表明:合金相变温度为:Ms=52.8,Mf=23.5,As=42.3,Af=72.8,室温（<Mf）下为马氏体相,100（>Af）以上为奥氏体相。沿凝固方向呈0°、45°、60°和90°铸态合金试样在120下具有超弹性,且具有明显的力学性能各向异性,其中0°试样塑性变形大于26%,超弹性应变为14%。（2）基于SMA的热膨胀性能与其相变有关,且应用时也须考虑热稳定性,本文研究了Cu71.5Al18.5Mn10 SMA在热循环中的相变特征变化以及在弯曲记忆恢复中的性能稳定性。结果表明:随着热循环次数增加到20次以上时,铸态试样的相变温度和相变滞后温度区间基本稳定。随着弯曲循环次数的增加,沿凝固方向不同角度试样的弹性恢复率、单程形状记忆恢复率先降低后稳定,双程形状记忆恢复率先逐渐增加后稳定,稳定时的循环次数均在25次左右。（3）基于柱状晶合金的各向异性组织结构,研究了柱状晶Cu71.5Al18.5Mn10铸态合金的热膨胀性能及其各向异性。结果表明:在-50～150区间,与凝固方向呈0°、45°、90°试样的马氏体相和奥氏体相阶段的热膨胀系数（CTE）均在α=15±5×10-6-1范围;相变阶段的极值CTE分别为α=-230.5×10-6-1、-127.8×10-6-1、-195.7×10-6-1,具有明显的NTE性能及各向异性,这是由马氏体相转变为奥氏体相发生的体积收缩超过原子热振动膨胀效应导致的。（4）为了实现对柱状晶Cu71.5Al18.5Mn10SMA热膨胀性能的控制,本文主要探讨与研究了拉伸和轧制预变形对合金热膨胀性能及其各向异性的影响。拉伸预变形处理结果表明:拉伸预变形处理可以降低合金的CTE,沿凝固方向呈不同角度的预拉伸试样的CTE变化区别较大,0°试样的CTE降低最多。经过8.1%预拉伸变形后,0°试样马氏体相阶段的CTE减小近一半到α=10.5×10-6-1,当预变形量为18.1%和25.8%时,0≤α≤1.0×10-6-1,试样表现出ZTE性能,其ZTE温度区间ΔTZTE可达200。轧制预变形处理结果表明:热轧可以调控合金的ΔTZTE,而对马氏体相和奥氏体相阶段的CTE的调控效果欠佳;冷轧可以产生位错等结构抑制合金的相变,使得相变引起的体积收缩效应减小,产生了一段近ZTE的温度区间;沿轧制方向呈0°试样的ΔTZTE大于45°和90°试样,其ΔTZTE在12%冷轧变形量时可达155.5,α=1.8×10-6-1。
杨金川[5]（2020）在《基于形状记忆合金的变体机翼结构设计与实验研究》文中研究表明变体机翼可以根据飞行期间的不同飞行条件来改变自身形状,从而改善机翼的气动特性,提升飞行效率,增强飞行器的机动性能。变体机翼的结构既需要足够的刚度来保证承受外部气动载荷时不会发生明显的变形,又需要较好的柔性可以改变形状以适应当前的飞行条件,因此将形状记忆合金应用于变体机翼被认为是解决这一矛盾的有效途径。本文在此背景下,对基于形状记忆合金的变体机翼结构进行了理论分析与实验研究。具体研究工作如下:（1）基于形状记忆合金的相变特性和本构关系,对形状记忆合金条带的驱动过程进行了力学分析。利用单程形状记忆合金条带设计了一种可实现双程弯曲变形的主动变形蒙皮,并对蒙皮的协调变形关系和刚度特性进行了力学分析与实验验证。（2）基于Isight平台利用MATLAB、ICEM和Fluent的联合仿真,对NACA4412翼型进行了参数化建模及优化。以优化得到的翼型为变形目标,设计了基于形状记忆合金条带的变体机翼结构,对机翼在气动载荷作用下的力学性能进行分析。利用3D打印技术制备了变体机翼结构样件,通过数值计算方法分析并对比了优化翼型与初始翼型的气动特性。（3）对变体机翼结构样件进行了实验研究,采用基于PID原理的脉宽调制加热膜加热功率方法,对变体机翼进行了变形控制实验,实验结果表明通过对形状记忆合金条带温度的控制可以实现对变体机翼变形控制。
滕伟[6]（2019）在《面向软体机器人的超弹性体材料制备及服役行为研究》文中研究表明经过几十年的发展,刚性组件机器人已经帮助制造业发生了革命性的变化,但是它的灵活性不足和越障能力弱,只能在有限的环境里工作,难以满足复杂环境适应性需求。为了能在复杂环境下完成任务,科学家受到大自然软体生物身体结构的启发,从结构和动力学方面仿生软体生物,开展软体机器人设计研究。弹性体材料具有物理、化学性质稳定等特点,是软体机器人制造的理想材料之一。本文对软体机器人用弹性体材料硅橡胶的力学行为开展了理论与实验研究,主要研究工作和结论如下。首先,通过综合对比Ecoflex系列硅橡胶弹性体材料的参数,选择Ecoflex00-30作为实验材料。借助单轴拉伸试验机,测试不同热处理温度、拉伸次数、拉伸时间、掺杂材料等参数下硅橡胶试样的力学行为,运用Origin软件绘制其应力-应变曲线,分析其力学行为的变化规律及影响机制,结果表明,硅橡胶的拉伸力学性能随热处理工艺温度的升高而下降;初始拉伸时间越长,硅橡胶的弹性模量就越小;往复拉伸频率越高,硅橡胶材料的拉伸性能变化越大,即初始弹性模量随拉伸频率的增加而升高;PDMS添加量越多,试样弹性模量越大,硅橡胶材料的抗拉伸性能越强。其次,模仿软体动物躯体结构特点,运用Solidworks设计出半圆型腔室软体致动器模具,借助3D打印机打印出对应的致动器模具,采用Ecoflex 00-30材料制作出软体致动器。通过改变通入腔体气体压强的大小,实现致动器的弯曲变形运动,借助Abaqus对致动器模型进行动力学仿真,与实验结果进行验证性对比分析。最后,充分利用弹性体材料硅橡胶优秀的物理性能,将其应用于半圆型软体腔室致动器设计,并系统研究热处理和掺杂PDMS等参数下腔体结构致动器的结构-材料综合变形行为及力学行为的影响规律,实现对软体致动器材料结构耦合动力学行为研究。
刘雅芸[7]（2019）在《形状记忆环氧树脂及其复合材料的性能与应用研究》文中研究说明作为一种新型的智能材料,形状记忆环氧树脂具有比热塑性形状记忆聚合物更优异的力学性能,但在回复应力、性能调控、多重形状记忆效应和复杂变形结构制备等方面的不足制约了其发展和实际应用。本工作中,通过选择和设计基体材料、加工和制备纳米/微米复合材料、设计和构建多重形状记忆效应和复杂二维/三维结构,对具有高性能的形状记忆环氧树脂及其复合材料进行了系统的研究。主要内容和结论有:（1）设计和制备出具有高回复应力和宽性能调控范围的形状记忆环氧树脂。形状记忆效应作用机理的分析结果表明,体系的固化程度及其变化范围是实现优异形状记忆效应和性能调控的关键。选择酸酐固化成型的形状记忆环氧树脂,通过改变组分配比和分析固化动力学,实现了形状记忆开关温度（65-140 oC）和回复应力（3-24 MPa）大范围的调控,这种性能优于其他固化体系的报道结果。（2）合成了具有超高力学性能的形状记忆环氧树脂复合材料。形状记忆智能行为的实现通常需要温度的变化,此过程伴随着力学性能的骤降,过低的模量会使材料失去实际使用价值。通过添加碳纳米管、碳纤维等填料,制备了具有良好分散和界面性能的复合材料,使得力学刚度提高了1-3个数量级。机理研究也表明碳纳米管在基体中表现为“先滑移-后断裂”,延长了基体的破坏过程,实现了材料在高温下既增强又增韧的效果。具有适当长径比的碳纤维对裂纹的阻滞作用使裂纹扩展路径迂回曲折,大幅度地提高了力学性能。（3）设计和制备出具有多重形状记忆效应和复杂结构的形状记忆环氧树脂。形状记忆环氧树脂一直存在可回复应变小、成型结构简单、形状记忆效应单一等问题。通过宽的转变温度区间拼接、浇铸模具设计以及3D打印墨水的制备这三种方法,突破了传统的设计思路和加工工艺,分别获得了具有四重形状记忆效应和抓取、紧固功能的结构、具有高强且大形变的弹簧结构和驱动高温报警功能、可实现填料取向和优异形状记忆性能的4D打印形状记忆环氧树脂材料。以材料设计-结构构建-性能表征-应用探索的思路,揭示了材料的结构和性能之间的关系。
丁钟宇[8]（2019）在《基于形状记忆合金的复合材料变截面结构的振动抑制研究》文中研究表明叶片在外界载荷作用下,很容易发生大位移和振动变形,呈现出几何非线性变形,严重时会出现断裂失效。本文将风力机叶片简化为复合材料变截面层合结构,将伪弹性形状记忆合金（SMA）纤维嵌入到复合材料变截面层合结构顶层和底层中部,以此来实现对叶片振动的被动控制。基于几何非线性分析,研究了SMA混杂复合材料变截面层合结构静动态响应。主要工作内容如下:（1）首先,基于虚功原理和有限元法,在考虑SMA的相变特性、材料非线性与结构几何非线性等相互耦合的基础上,建立了SMA混杂复合材料变截面层合结构的非线性静力学平衡方程。利用MATLAB软件模拟了SMA混杂复合材料变截面层合结构在横向和轴向加卸载过程中的几何非线性静力学响应,并与考虑几何线性变形情况下的模拟结果进行了比较。模拟结果表明:SMA混杂复合材料变截面结构加载时的位移-载荷曲线与卸载时的不重合,二者形成了封闭的滞后环,而且由几何非线性分析得到的滞后环面积比由几何线性分析得到的要小;由几何非线性分析得到的SMA的应力-应变伪弹性滞后环面积、最大马氏体含量也都比由几何线性分析得到的结果小,前者较后者低近50%。（2）其次,建立了SMA混杂复合材料变截面层合梁动力学平衡方程。使用MATLAB软件模拟分析了SMA纤维的铺设位置、体积含量和工作温度对SMA混杂复合材料变截面层合梁动态响应的影响,同时还比较了不考虑SMA相变和考虑SMA相变对SMA混杂复合材料变截面层合梁自由端挠度的影响。模拟结果表明:SMA纤维的铺设位置离层合梁中面越远,伪弹性耗能能力越强;SMA纤维的体积含量越高,层合梁的挠度越小,但层合梁的刚度会变大,使得单位体积内SMA纤维的耗能能力变弱;随着工作温度的升高,层合梁自由端的挠度值变化不大,但是SMA纤维的弹性变形阶段变长,伪弹性应力-应变滞后环越靠上,滞后环面积变小,相比于低温时,SMA在高温下能承受更大的应力作用;考虑SMA相变下的挠度值比不考虑SMA相变下的小。（3）最后,利用MATLAB软件模拟研究了在几何非线性条件下,不同铺设角度、铺设顺序、碳纤维体积含量和载荷大小对SMA混杂复合材料变截面层合梁动态效应的影响。结果表明:相对于铺设角方案B1[00/-450]s和B3[900/-450]s,方案B2[450/-450]s下的挠度值最小,但是该方案下层合梁中SMA的伪弹性滞后环面积和马氏体体积含量也最小,伪弹性耗能能力也最差;相对于非对称铺设方案C2[450/-450/450/-450]和C3[450/450/-450/-450],对称铺设方案C1[450/-450]s下的挠度值最小,但是该方案下层合梁中SMA的伪弹性滞后环面积和马氏体体积含量也最小,伪弹性耗能能力也最差;碳纤维体积含量越大,层合梁自由端挠度值越小,但是层合梁中SMA的伪弹性滞后环面积和马氏体体积含量也越小;对于碳纤维体积含量为50%的层合梁,当简谐均布载荷幅值pa=3500kN/m时,层合梁顶层和底层SMA均未发生相变;当pa=5000kN/m时,层合梁顶层SMA未发生相变,底层SMA发生了相变;当pa=6500kN/m时,层合梁顶层和底层SMA均发生了相变。
李浩[9]（2019）在《含形状记忆合金的复合材料板的抗低速冲击力学性能研究》文中进行了进一步梳理纤维增强树脂基复合材料具有比模量、比强度高,制备工艺简单和易加工等优点,在航空航天、汽车工业和建筑等领域得到广泛应用。但是,复合材料由于抗冲击韧性相对较差,在遭受平面外冲击载荷时,容易产生不可见的内部损伤,例如基体开裂和层间分层,这些冲击损伤会降低复合材料的整体力学性能,严重威胁复合材料的长久安全使用,因此对复合材料的抗冲击性能以及改良方法的研究变得十分重要。针对复合材料对低速冲击载荷比较敏感的特点,本文采用在复合材料中嵌入形状记忆合金（Shape Memory Alloy,SMA）的方法来改善复合材料的抗低速冲击性能。形状记忆合金的超弹性特性使其具备较好的耗能能力,在复合材料中嵌入SMA纤维,可以有效地降低复合材料的冲击损伤,从而提高复合材料的抗低速冲击性能。本文采用试验和有限元模拟相结合的方法对SMA混杂复合材料的抗低速冲击问题进行了系统深入地研究,主要工作包含以下几方面:本文首先采用真空辅助树脂注射成型工艺制备了添加和未添加SMA纤维的玄武岩纤维增强复合材料层合板。包含两层互相垂直SMA纤维的复合材料层合板根据SMA纤维的嵌入位置分为四种类型。对每一种复合材料层合板进行了三种不同冲击能量（30J,60J和90J）的抗低速冲击试验研究。对冲击后试样的宏微观破坏形貌和冲击力学响应参数,冲击接触力-时间曲线,位移-时间曲线和吸收能-时间曲线进行分析,来揭示SMA纤维对复合材料层合板的抗低速冲击力学性能的影响。试验结果表明,形状记忆合金可以有效地提高复合材料层合板的抗低速冲击性能。与传统复合材料层合板相比,SMA混杂复合材料层合板的冲击接触力升高,冲击损伤减小,挠度降低,可恢复能量增加。与其它SMA纤维嵌入方式相比,在复合材料层合板的上部和底部分别嵌入一层SMA纤维时,层合板的抗低速冲击性能更好。然后仍采用真空辅助树脂注射成型工艺制备了 SMA纤维增强复合材料泡沫夹芯结构试样。面板由未添加和添加一层或者两层SMA纤维的玻璃纤维增强复合材料层合板构成,夹芯材料为聚氯乙烯泡沫。本文共研究了八种不同的SMA纤维嵌入位置对复合材料泡沫夹芯板在35J冲击能量下的抗低速冲击性能的影响。对冲击后试样的宏微观破坏形貌和冲击力学响应进行分析,来揭示SMA纤维对复合材料泡沫夹芯板的抗低速冲击力学行为的影响。试验结果表明,与传统夹芯板相比,SMA纤维增强复合材料泡沫夹芯板的抗低速冲击性能得以提高,当下层面板嵌入SMA纤维时,夹芯板的抗低速冲击性能的提高更为明显,且两层SMA纤维增强复合材料泡沫夹芯板的抗低速冲击性能要比单层SMA纤维增强的夹芯板好。最后,对SMA纤维增强复合材料泡沫夹芯板的抗低速冲击行为进行三维有限元数值模拟分析,其模拟结果与试验结果基本吻合。利用验证后的模型对SMA纤维增强复合材料泡沫夹芯板在不同冲击能量下的低速冲击力学响应进行研究,揭示了夹芯板的低速冲击力学响应随冲击能量的变化趋势,预测了上层面板的临界贯穿冲击能量和下层面板的临界破坏能量。进一步研究了 SMA纤维的嵌入数量对复合材料泡沫夹芯板的冲击力学行为的影响,结果表明SMA纤维的嵌入数量越多,夹芯板的冲击损伤越小,抗低速冲击性能越好。
孙敏[10]（2019）在《SMA增强树脂基复合材料的低速冲击性能研究》文中指出纤维增强树脂基复合材料具有强度高,可设计性强,制备工艺简单,易于工业生产等诸多优点,在航空航天、船舶、汽车、建筑以及生活用品等方面得到了广泛的应用。但是,在实际工程应用中,纤维铺层复合材料结构易受到外在物体的冲击,如维修过程中工具的坠落。此外,由于纤维铺层复合材料的韧性较差,在受到外载荷冲击时,复合材料往往会产生目视法很难观察到的冲击损伤,而这些不可见的内部损伤会使复合材料的结构强度、稳定性和使用寿命大大降低。1963年,美国海军武器实验室首次发现了镍钛（Ni-Ti）合金,它是一种具有记忆效应和超弹性效应的形状记忆合金（shape memory alloys,简称SMA）。随着研究的深化,研究者们考虑将镍钛形状记忆合金嵌入层合板中,来提高复合材料层合板的整体承载能力和吸能特性,从而降低复合材料层合板的冲击损伤。本文针对SMA增强树脂基聚合物以及SMA与纤维混杂增强复合材料层合板的低速冲击行为展开研究,主要内容包含以下几方面:首先,制备树脂基聚合物以及SMA增强树脂基聚合物的冲击测试试件,并通过落锤低速冲击实验对所有聚合物试件的冲击性能进行表征,研究SMA的铺设间距和直径对聚合物试件冲击行为的影响。试验结果表明:SMA的铺设间距和直径对聚合物试件的整体损伤状态、承载能力和吸能特性均有一定影响。相同SMA直径（0.5 mm）时,嵌入SMA铺设间距为3 mm的聚合物试件的冲击阻抗效果最好;相同SMA铺设间距（3 mm）时,嵌入SMA直径为0.5 mm的聚合物试件的冲击阻抗效果最好。其次,采用真空辅助树脂注射成型工艺制备单向玻璃纤维增强复合材料层合板和SMA与单向玻璃纤维混杂增强复合材料层合板的冲击测试试件,并通过落锤低速冲击实验对所有复合材料层合板的低速冲击行为进行了表征,采用电子显微镜扫描仪对复合材料层合板的微观损伤形貌进行观察,进一步对SMA嵌入在层合板中的位置进行优化。试验结果表明:将SMA丝嵌入到复合材料层合板中,可有效提高层合板的承载力和吸能特性,降低复合材料层合板的损伤。32 J冲击能量作用下,铺层方式（自下向上）为[0/SMA/90/（0/90）7]的层合板的峰值接触力最大,[0/90/SMA/（0/90）6/SMA/0/90]的层合板的塑性变形最小,[0/SMA/90/（0/90）3/SMA/（0/90）4]的层合板可恢复的吸收能最多。64J冲击能量作用下,合金铺层方式（自下向上）为类型[（0/90）4/SMA/（0/90）4]的复合材料层合板的峰值接触力最大,类型[0/SMA/90/（0/90）7]的复合材料层合板的塑性变形最小,类型[0/SMA/90/（0/90）3/SMA/（0/90）4]的复合材料层合板可恢复的吸收能最多。再次,基于SMA的本构关系、3D Hashin失效准则以及层间失效准则等理论建立单向玻璃纤维增强复合材料层合板以及SMA与单向玻璃纤维混杂增强复合材料层合板低速中心冲击问题的数值模型,并通过与冲击测试结果比较验证模型的有效性。此外,基于此模型进一步分析不同冲击能量（16 J、32 J、48 J和64 J）作用下复合材料层合板的冲击损伤行为,研究振动边界条件对复合材料层合板的冲击损伤行为的影响。研究结果表明:冲击能量越大,冲击器与层合板之间的接触力也越大,层合板的耗散能越多;冲击能量越大,复合材料层合板的损伤区域越大,失效模式也越多。同一种冲击能量下,嵌入SMA后的复合材料层合板的峰值接触力更大。同一频率情况下,对层合板施加振幅越大,层合板产生的损伤区域越大。同一振幅情况下,对层合板施加频率越大,层合板的损伤区域也越大。最后,基于SMA的本构关系、3D Hashin失效准则以及层间失效准则等理论建立SMA与编织玻璃纤维混杂增强复合材料层合板低速偏心冲击问题的数值模型,并通过与文献[170]进行比较来验证模型的有效性。此外,对偏心冲击作用下正方形层合板和长方形层合板上各点的受力和吸能情况进行分析。研究结果表明:相比于中心冲击,偏心冲击作用下的复合材料层合板的冲击接触时间更短,峰值接触力更大,最大位移更小。冲击点距离边界越近,SMA的超弹性发挥的作用越小,SMA对减小层合板的变形起的作用也越弱。
二、形状记忆合金混杂复合材料弯曲变形的设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、形状记忆合金混杂复合材料弯曲变形的设计（论文提纲范文）
（1）环氧基形状记忆聚合物的智能力学行为表征及实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 形状记忆聚合物概述 |
| 1.2.1 形状记忆聚合物的记忆原理 |
| 1.2.2 形状记忆聚合物分类 |
| 1.2.3 形状记忆聚合物的热力学研究概述 |
| 1.3 形状记忆聚合物的复合材料 |
| 1.3.1 纳米材料增强型SMP复合材料 |
| 1.3.2 颗粒与短纤维增强型SMP复合材料 |
| 1.3.3 长纤维填充型SMP物复合材料 |
| 1.4 形状记忆聚合物的应用 |
| 1.4.1 SMP热收缩管 |
| 1.4.2 SMP复合材料在航空航天的应用 |
| 1.4.3 SMP复合材料在医疗领域的应用 |
| 1.5 硬膜-软基复合结构的屈曲 |
| 1.6 本文的研究目的及主要内容 |
| 2 SMEP单层板制备及记忆特性实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SMEP单层板制备 |
| 2.2.1 试件制备原料和仪器 |
| 2.2.2 材料组分 |
| 2.2.3 材料制备过程 |
| 2.3 SMEP单层板系列固定率 |
| 2.3.1 SMEP单层板形状固定率测试方案 |
| 2.3.2 SMEP单层板形状固定率测试结果 |
| 2.3.3 SMEP单层板形状固定率实验研究 |
| 2.4 SMEP单层板动态恢复率测试 |
| 2.4.1 SMEP动态恢复率测试方案 |
| 2.4.2 SMEP单层板动态恢复实验过程 |
| 2.4.3 SMEP单层板动态恢复率实验结果 |
| 2.5 SMEP单层板静态恢复率测试 |
| 2.5.1 SMEP单层板静态形状恢复率测试方案 |
| 2.5.2 SMEP单层板静态恢复实验过程 |
| 2.5.3 SMEP单层板静态恢复实验结果 |
| 2.5.4 两种测试方法结果比较 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 SMEP单层板粘弹性实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SMEP单层板粘弹性试件制备 |
| 3.3 SMEP单层板实验方案 |
| 3.4 SMEP单层板应力循环实验 |
| 3.4.1 单轴拉伸加载方式 |
| 3.4.2 SMEP单层板单轴拉伸测试 |
| 3.4.3 杨氏模量和残余应变因子 |
| 3.5 SMEP单层板应力松弛实验 |
| 3.5.1 应力松弛加载方式 |
| 3.5.2 SMEP单层板试件应力松弛测试 |
| 3.5.3 应力松弛因子 |
| 3.6 SMEP单层板蠕变实验 |
| 3.6.1 蠕变加载方式 |
| 3.6.2 SMEP单层板试件蠕变测试 |
| 3.6.3 蠕变因子 |
| 3.7 本章小节 |
| 4 SMEP三层板制备及屈曲行为理论分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SMEP三层板制备 |
| 4.3 SMEP三层板四点弯曲测试 |
| 4.3.1 屈曲加载方案 |
| 4.3.2 屈曲恢复全过程 |
| 4.4 屈曲理论分析及参数确定 |
| 4.4.1 薄膜与基体屈曲理论 |
| 4.4.2 Prony级数确定 |
| 4.4.3 时温等效原理 |
| 4.5 本章小节 |
| 5 SMEP三层板屈曲行为数值模拟及实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SMEP三层板有限元模型 |
| 5.2.1 建立模型 |
| 5.2.2 设置参数 |
| 5.2.3 施加荷载及恢复步骤 |
| 5.3 数值模拟屈曲恢复及数据分析 |
| 5.3.1 SMEP板屈曲恢复过程 |
| 5.3.2 SMEP板屈曲恢复数据处理 |
| 5.4 参数对屈曲恢复形貌的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 SMEP双层柱屈曲行为理论及实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 SMEP双层结构屈曲理论介绍 |
| 6.3 SMEP双层柱结构制备及实验研究 |
| 6.3.1 双层柱结构制备 |
| 6.3.2 双层柱结构加载及恢复过程 |
| 6.3.3 双层柱结构恢复过程 |
| 6.4 参数对双层柱结构屈曲形貌的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 进一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）形状记忆合金梁的非对称弯曲问题分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 形状记忆效应 |
| 1.1.2 伪弹性 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 SMA材料梁静定问题研究现状 |
| 1.2.2 SMA材料梁超静定问题研究现状 |
| 1.2.3 功能梯度形状记忆合金材料研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 创新点 |
| 第2章 形状记忆合金梁非对称弯曲静定问题 |
| 2.1 SMA梁的力学模型 |
| 2.1.1 几何模型 |
| 2.1.2 简化本构模型 |
| 2.1.3 拉压不对称系数 |
| 2.2 SMA梁的非对称弯曲 |
| 2.2.1 初始阶段 |
| 2.2.2 相变阶段 |
| 2.2.3 平衡方程 |
| 2.3 实例分析 |
| 2.3.1 横截面应力分布 |
| 2.3.2 中性轴位移 |
| 2.3.3 曲率 |
| 2.3.4 相边界 |
| 2.3.5 不同截面的SMA悬臂梁数值结果对比分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 形状记忆合金梁非对称弯曲超静定问题 |
| 3.1 SMA梁的非线性弯曲变形 |
| 3.2 相变过程 |
| 3.2.1 初始阶段 |
| 3.2.2 相变阶段 |
| 3.2.3 平衡方程 |
| 3.3 工字形截面形状记忆合金梁超静定问题分析 |
| 3.3.1 几何模型 |
| 3.3.2 平衡方程 |
| 3.4 SMA材料矩形截面梁超静定问题实例分析 |
| 3.4.1 中性轴位移 |
| 3.4.2 曲率 |
| 3.4.3 相边界 |
| 3.5 SMA材料工字形形截面梁超静定问题实例分析 |
| 3.5.1 中性轴位移 |
| 3.5.2 曲率 |
| 3.5.3 相边界 |
| 3.6 不同截面结果对比分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 功能梯度形状记忆合金梁超静定问题 |
| 4.1 FG-SMA超静定梁的弯曲变形 |
| 4.1.1 几何模型 |
| 4.1.2 平均应力和拉压不对称系数 |
| 4.2 相变过程 |
| 4.2.1 初始阶段 |
| 4.2.2 相变阶段 |
| 4.3 平衡方程 |
| 4.4 实例分析 |
| 4.4.1 中性轴位移 |
| 4.4.2 曲率 |
| 4.4.3 相边界 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录:攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（3）形状记忆聚合物及其复合材料性能与热力学行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 形状记忆聚合物概述 |
| 1.2.1 形状记忆聚合物的发展 |
| 1.2.2 形状记忆聚合物的分类 |
| 1.2.3 形状记忆聚合物的驱动方式 |
| 1.3 形状记忆聚合物的本构理论研究 |
| 1.4 形状记忆聚合物复合材料的应用研究 |
| 1.4.1 纳米材料填充形状记忆聚合物复合材料 |
| 1.4.2 短纤维/颗粒填充形状记忆聚合物复合材料 |
| 1.4.3 长纤维增强形状记忆聚合物复合材料 |
| 1.5 反式1,4聚异戊二烯(TPI)形状记忆聚合物及其复合材料 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 GO/TPI形状记忆聚合物复合材料的制备与性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与制备方法 |
| 2.2.1 主要试验原料 |
| 2.2.2 GO的制备 |
| 2.2.3 GO/TPI形状记忆聚合物复合材料的制备 |
| 2.3 测试与表征 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 微观结构表征与物理性能分析 |
| 2.4.2 DSC分析 |
| 2.4.3 DMA分析 |
| 2.4.4 TGA分析 |
| 2.4.5 热导率分析 |
| 2.4.6 静态力学性能分析 |
| 2.4.7 力学循环性能分析 |
| 2.4.8 热力学循环性能分析 |
| 2.4.9 形状记忆性能测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 GO/Al_2O_3/TPI形状记忆聚合物混杂复合材料的制备与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 GO/纳米颗粒/TPI形状记忆聚合物混杂复合材料的制备 |
| 3.2.1 主要试验原料 |
| 3.2.2 混杂复合材料的制备流程 |
| 3.3 测试与表征 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 GO-Al_2O_3混杂的微观结构表征 |
| 3.4.2 交联密度与结合胶含量分析 |
| 3.4.3 硫化性能分析 |
| 3.4.4 DMA分析 |
| 3.4.5 TGA分析 |
| 3.4.6 不同温度下的静态力学分析 |
| 3.4.7 常温下力学循环性能分析 |
| 3.4.8 热力学循环性能分析 |
| 3.4.9 形状记忆性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 SiO_2@GO/TPI形状记忆聚合物混杂复合材料的制备与测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与制备方法 |
| 4.2.1 主要试验原料 |
| 4.2.2 GO涂层SiO2的自组装及其纳米复合材料的制备 |
| 4.3 测试与表征 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 SiO2@GO混杂的微观结构与物理性能分析 |
| 4.4.2 硫化性能分析 |
| 4.4.3 TGA分析 |
| 4.4.4 热导率分析 |
| 4.4.5 静态力学性能分析 |
| 4.4.6 断裂截面分析 |
| 4.4.7 热力学循环性能分析 |
| 4.4.8 形状记忆性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 碳纤维表面逐层自组装多层膜增强TPI复合材料的界面性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 复合材料的制备 |
| 5.2.1 主要试验原料 |
| 5.2.2制备带负电的GO和带正电的SiO2 |
| 5.2.3 Lb L自组装方法将GO/SiO_2多层膜沉积到碳纤维表面 |
| 5.2.4 复合材料的制备 |
| 5.3 测试与表征 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 自组装碳纤维物理性能分析 |
| 5.4.2 自组装碳纤维表面微观结构分析 |
| 5.4.3 单丝碳纤维拉伸性能分析 |
| 5.4.4 动态接触角分析 |
| 5.4.5 静态接触角分析 |
| 5.4.6 复合材料加工性能分析 |
| 5.4.7 复合材料热导性能分析 |
| 5.4.8 TGA分析 |
| 5.4.9 静态力学性能分析 |
| 5.4.10 常温下循环加载性能分析 |
| 5.4.11 热力学循环性能分析 |
| 5.4.12 形状记忆性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 形状记忆聚合物的相变本构模型 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 形状记忆聚合物微观结构模型 |
| 6.3 形状记忆聚合物相变转换方程 |
| 6.4 形状记忆聚合物相变粘弹性本构方程 |
| 6.5 形状记忆聚合物相变粘弹性本构模型的验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）Cu71.5Al18.5Mn10形状记忆合金的热稳定性和热膨胀性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与课题来源 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 课题来源 |
| 1.2 热膨胀材料以及发展与应用 |
| 1.2.1 热膨胀的概念 |
| 1.2.2 材料热膨胀的本质 |
| 1.2.3 材料负热膨胀机理 |
| 1.2.4 热膨胀材料的发展与应用 |
| 1.3 Cu基形状记忆合金 |
| 1.3.1 形状记忆合金的基本特性 |
| 1.3.2 Cu基形状记忆合金的热稳定性研究现状 |
| 1.3.3 Cu基形状记忆合金的热膨胀研究现状 |
| 1.4 研究目的意义与研究内容 |
| 1.4.1 研究目的和意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 Cu_(71.5)Al_(18.5)Mn_(10)合金力学性能及其热稳定性研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 合金制备以及力学性能分析 |
| 2.2.1 合金的制备以及成分测试 |
| 2.2.2 组织观察、相变温度测试及物相分析 |
| 2.2.3 合金力学性能测试分析 |
| 2.3 合金的热稳定性分析 |
| 2.3.1 循环温度变化下的相变热稳定性分析 |
| 2.3.2 弯曲形状记忆效应热稳定性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 拉伸预变形对Cu_(71.5)Al_(18.5)Mn_(10)合金热膨胀性能的影响 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验材料与测试方法 |
| 3.3 铸态合金的热膨胀性能及其各向异性 |
| 3.3.1 热膨胀系数的变化 |
| 3.3.2 热膨胀效应表现机理分析 |
| 3.4 拉伸预变形处理对合金热膨胀性能的影响 |
| 3.4.1 热膨胀系数的变化 |
| 3.4.2 热膨胀效应表现机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 轧制预变形对Cu_(71.5)Al_(18.5)Mn_(10)合金热膨胀性能的影响 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验材料与测试方法 |
| 4.3 热轧对合金热膨胀性能的影响 |
| 4.3.1 热轧后热膨胀性能的各向异性 |
| 4.3.2 不同热轧变形量的影响 |
| 4.4 冷轧对合金热膨胀性能的影响 |
| 4.4.1 冷轧后热膨胀性能的各向异性 |
| 4.4.2 不同冷轧变形量的影响 |
| 4.5 轧制对合金热膨胀响应的影响的机理分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5 章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文情况 |
| 攻读硕士学位期间申请的专利情况 |
| 攻读硕士学位期间参与的项目情况 |
（5）基于形状记忆合金的变体机翼结构设计与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 、绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 形状记忆合金驱动的变体飞行器研究现状 |
| 1.2.1 形状记忆合金丝在变体机翼中的应用 |
| 1.2.2 形状记忆合金条带在航空领域的应用 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 、形状记忆合金的基本性能与参数测定 |
| 2.1 形状记忆合金的基本特性 |
| 2.1.1 形状记忆效应 |
| 2.1.2 超弹性 |
| 2.1.3 阻尼特性 |
| 2.1.4 热处理方法 |
| 2.1.5 形状记忆合金的种类 |
| 2.2 形状记忆合金的本构模型 |
| 2.2.1 Brinson本构模型描述 |
| 2.2.2 Brinson模型的增量形式 |
| 2.3 形状记忆合金性能参数测试 |
| 2.3.1 相变温度测试 |
| 2.3.2 弹性模量测试 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 、基于形状记忆合金条带的主动变形蒙皮力学性能研究 |
| 3.1 基于Brinson本构模型的形状记忆合金条带回复力矩计算 |
| 3.1.1 形状记忆合金条带回复过程力学分析 |
| 3.1.2 实验验证 |
| 3.2 形状记忆合金条带的超弹性力学特征 |
| 3.2.1 形状记忆合金材料超弹性力学模型 |
| 3.2.2 形状记忆合金条带受载过程力学分析 |
| 3.2.3 数值计算与结果分析 |
| 3.3 形状记忆合金条带与弹性基体集成的主动变形蒙皮力学性能分析 |
| 3.3.1 主动变形蒙皮原理设计 |
| 3.3.2 变刚度特性 |
| 3.3.3 等效刚度特性 |
| 3.3.4 等效刚度结果验证 |
| 3.4 本章小节 |
| 第四章 、变体机翼翼型优化设计 |
| 4.1 基于Isight的变体翼型气动特性优化设计 |
| 4.1.1 翼型优化方法 |
| 4.1.2 翼型的参数化建模方法 |
| 4.1.3 气动特性计算与网格验证 |
| 4.1.4 多目标优化算法与结果 |
| 4.2 变体机翼结构设计与样件制备 |
| 4.3 基于形状记忆合金条带主动变形蒙皮变体机翼的有限元分析 |
| 4.3.1 无气动载荷下的机翼结构弯曲有限元分析 |
| 4.3.2 气动载荷下的机翼结构强度校核 |
| 4.4 翼型变形前后的气动特性比较 |
| 4.5 本章小节 |
| 第五章 、变体机翼主动变形实验研究 |
| 5.1 控制原理与方案 |
| 5.2 控制系统设计 |
| 5.2.1 PWM脉冲调制原理 |
| 5.2.2 基于PID原理的控制方案设计 |
| 5.2.3 控制电路设计 |
| 5.3 变体机翼主动变形控制实验 |
| 5.3.1 实验内容 |
| 5.3.2 实验结果 |
| 5.4 本章小节 |
| 第六章 、总结与展望 |
| 6.1 本文的主要工作内容 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（6）面向软体机器人的超弹性体材料制备及服役行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 刚性机器人及其发展 |
| 1.1.2 软体机器人及其发展 |
| 1.2 软体机器人的软体材料 |
| 1.2.1 研究现状 |
| 1.2.2 软体材料类别 |
| 1.2.3 发展前景 |
| 1.3 选题思路和主要研究内容 |
| 1.3.1 选题思路 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 第二章 弹性体材料制备与性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 软体材料的选择与制备 |
| 2.2.1 软体材料选择 |
| 2.2.2 制备硅橡胶材料过程 |
| 2.3 测试硅橡胶材料性能设备 |
| 2.3.1 侧摇机架测力计测试台 |
| 2.3.2 软体材料拉伸试验机 |
| 2.4 影响弹性体材料拉伸性能变化的机制 |
| 2.4.1 热处理对硅橡胶力学行为影响规律 |
| 2.4.2 拉伸时间变化对硅橡胶力学行为的影响 |
| 2.4.3 拉伸频率变化对硅橡胶力学行为的影响 |
| 2.4.4 PDMS掺杂比例对硅橡胶力学行为影响规律 |
| 2.4.5 不同材料掺杂对硅橡胶拉伸力学行为影响规律 |
| 2.4.6 结构参数变化对硅橡胶拉伸力学行为影响规律 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 软体致动器结构设计及动力学模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 半圆型腔室软体致动器的设计理念和结构设计 |
| 3.2.1 设计理念 |
| 3.2.2 半圆型腔室的结构设计过程 |
| 3.3 半圆型腔室软体致动器的设计制作流程 |
| 3.3.1 软体致动器材料的选择与模具设计 |
| 3.3.2 软体致动器制作流程 |
| 3.4 仿生气动软体致动器的特性 |
| 3.4.1 实验测试设备和过程 |
| 3.4.2致动器测试实验 |
| 3.5 半圆型腔体软体致动器的Abaqus有限元模拟 |
| 3.5.1 Abaqus参数调整设置 |
| 3.5.2 Abaqus模拟实验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 软体致动器材料结构耦合动力学行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 热处理对致动器力学行为的影响规律 |
| 4.3 加入PDMS对致动器力学行为影响规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术成果 |
（7）形状记忆环氧树脂及其复合材料的性能与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 形状记忆效应 |
| 1.2.2 形状记忆材料和环氧树脂的研究进展 |
| 1.2.3 形状记忆环氧树脂的形状记忆性能 |
| 1.2.4 形状记忆环氧树脂的力学性能 |
| 1.2.5 形状记忆环氧树脂的应用研究 |
| 1.3 选题依据 |
| 1.4 研究思路和主要内容 |
| 1.5 主要创新点 |
| 第2章 形状记忆环氧树脂及其复合材料的制备工艺与表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 基体材料 |
| 2.2.2 填料 |
| 2.3 材料的制备 |
| 2.3.1 形状记忆环氧树脂基体的制备 |
| 2.3.2 形状记忆环氧树脂纳米复合材料的制备 |
| 2.3.3 非连续填料增强形状记忆环氧树脂复合材料的制备 |
| 2.3.4 连续填料增强形状记忆环氧树脂复合材料的制备 |
| 2.4 材料的表征 |
| 2.4.1 实验仪器 |
| 2.4.2 结构性能表征 |
| 2.4.3 热学性能表征 |
| 2.4.4 力学性能表征 |
| 2.4.5 形状记忆性能表征 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 形状记忆环氧树脂基体的选择和设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基体材料的选择 |
| 3.3 形状记忆环氧树脂的结构表征 |
| 3.4 形状记忆环氧树脂的固化动力学和相变 |
| 3.5 形状记忆环氧树脂的力学和形状记忆性能 |
| 3.6 形状记忆环氧树脂材料的应用 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 形状记忆环氧树脂/碳纳米管纳米复合材料 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 碳纳米管的分散状态 |
| 4.3 纳米复合材料的力学性能 |
| 4.4 纳米复合材料的形状记忆性能 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 具有超高刚度的碳纤维增强形状记忆环氧树脂复合材料 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非连续系统填料的含量选择和分散状态 |
| 5.3 非连续填料系统复合材料的力学性能和增强机理 |
| 5.4 非连续填料系统复合材料的形状记忆性能 |
| 5.5 连续填料系统复合材料的超强力学性能和形状记忆表现 |
| 5.6 高强形状记忆环氧树脂复合材料扇叶的应用探索 |
| 5.7 小结 |
| 第6章 形状记忆环氧树脂复杂结构的构建及其功能性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 形状记忆环氧树脂的多重形状记忆效应 |
| 6.3 形状记忆环氧树脂及其复合材料弹簧 |
| 6.3.1 弹簧的制备和性能表征 |
| 6.3.2 弹簧在高温自动报警装置中的应用 |
| 6.4 形状记忆环氧树脂及其复合材料的4D打印 |
| 6.4.1 可打印墨水的制备 |
| 6.4.2 直写式打印技术 |
| 6.4.3 打印机理和打印性能 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 论文主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 1.个人简历 |
| 2.在学期间研究成果 |
| 3.博士期间参加学术会议 |
| 4.博士期间获得的荣誉和奖励 |
| 5.科研项目经历 |
（8）基于形状记忆合金的复合材料变截面结构的振动抑制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 变截面梁的研究现状 |
| 1.3 形状记忆合金在结构振动控制领域的应用 |
| 1.4 风力机叶片常见增强纤维 |
| 1.5 铺层参数 |
| 1.6 混杂纤维复合材料分类 |
| 1.7 本文的主要研究内容 |
| 2 形状记忆合金的特性及应用 |
| 2.1 形状记忆合金的发展史 |
| 2.2 形状记忆合金的特性 |
| 2.3 形状记忆合金的本构模型 |
| 2.4 形状记忆合金的应用 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 SMA混杂复合材料变截面结构的静态分析 |
| 3.1 静力学理论分析 |
| 3.2 算例分析 |
| 3.3 SMA混杂复合材料变截面结构的静力学分析 |
| 3.3.1 SMA混杂复合材料变截面层合结构受横向载荷作用 |
| 3.3.2 SMA混杂复合材料变截面层合结构受轴向载荷作用 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 SMA混杂复合材料变截面梁的动态分析 |
| 4.1 动力学理论分析 |
| 4.2 算例验证 |
| 4.3 SMA混杂复合材料变截面梁动态响应的数值分析 |
| 4.3.1 SMA纤维的铺设位置对变截面层合梁动态响应的影响 |
| 4.3.2 SMA纤维的体积含量对变截面层合梁动态响应的影响 |
| 4.3.3 工作温度对SMA混杂复合材料变截面层合梁动态响应的影响 |
| 4.4 SMA相变对复合材料变截面层合梁动态响应的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 SMA混杂复合材料变截面梁动态响应的进一步研究 |
| 5.1 变截面层合梁结构与层合板刚度的理论分析 |
| 5.2 铺层参数对SMA混杂复合材料变截面层合梁动态效应的影响 |
| 5.2.1 铺设角度对SMA混杂复合材料变截面层合梁动态响应的影响 |
| 5.2.2 铺设顺序对SMA混杂复合材料变截面层合梁动态响应的影响 |
| 5.3 碳纤维体积含量对SMA混杂复合材料变截面梁动态响应的影响 |
| 5.4 载荷大小对SMA混杂复合材料变截面梁动态响应的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 本文主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士研究生学位期间发表的学术论文 |
（9）含形状记忆合金的复合材料板的抗低速冲击力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 复合材料的抗低速冲击研究现状 |
| 1.2.1 复合材料的抗低速冲击性能研究 |
| 1.2.2 复合材料抗低速冲击性能改善方法 |
| 1.3 玄武岩纤维增强复合材料的抗低速冲击力学性能研究 |
| 1.4 复合材料泡沫夹芯结构的抗低速冲击力学性能研究 |
| 1.5 本文主要工作 |
| 第2章 制备工艺及力学性能测试表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 制备工艺 |
| 2.2.1 原材料 |
| 2.2.2 形状记忆合金 |
| 2.2.3 试件制备工艺 |
| 2.3 力学性能测试 |
| 2.3.1 拉伸性能测试 |
| 2.3.2 弯曲性能测试 |
| 2.3.3 低速冲击性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 SMA/玄武岩纤维混杂增强复合材料层合板的力学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SMA对玄武岩纤维增强复合材料拉伸和弯曲力学性能的影响 |
| 3.2.1 SMA对玄武岩纤维增强复合材料层合板拉伸力学性能的影响 |
| 3.2.2 SMA对玄武岩纤维增强复合材料层合板弯曲力学性能的影响 |
| 3.3 SMA对玄武岩纤维增强复合材料抗低速冲击性能的影响 |
| 3.3.1 SMA混杂复合材料层合板的低速冲击试验及其试样参数 |
| 3.3.2 SMA混杂复合材料层合板的冲击损伤形貌 |
| 3.3.3 SMA混杂复合材料层合板的冲击力学响应 |
| 3.3.4 SMA混杂复合材料层合板的抗低速冲击损伤演化 |
| 3.3.5 SMA混杂复合材料层合板的抗低速冲击力学响应分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 SMA对复合材料泡沫夹芯结构的抗低速冲击力学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SMA对玻璃纤维增强复合材料拉伸和弯曲力学性能的影响 |
| 4.2.1 SMA对玻璃纤维增强复合材料拉伸力学性能的影响 |
| 4.2.2 SMA对玻璃纤维增强复合材料弯曲力学性能的影响 |
| 4.3 形状记忆合金对复合材料泡沫夹芯结构抗低速冲击性能的影响 |
| 4.3.1 SMA增强复合材料泡沫夹芯结构低速冲击试验及其试样参数 |
| 4.3.2 SMA增强复合材料夹芯结构的冲击损伤形貌 |
| 4.3.3 单层SMA纤维增强复合材料夹芯板的抗低速冲击力学响应分析 |
| 4.3.4 两层SMA纤维增强复合材料夹芯板的抗低速冲击力学响应分析 |
| 4.3.5 SMA纤维增强复合材料泡沫夹芯板的抗低速冲击损伤演化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 SMA纤维增强复合材料泡沫夹芯结构的低速冲击问题数值分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SMA纤维增强复合材料泡沫夹芯结构的数值分析模型 |
| 5.2.1 复合材料面板的数值计算模型 |
| 5.2.2 泡沫夹芯材料的数值计算模型 |
| 5.2.3 形状记忆合金材料的数值计算模型 |
| 5.3 SMA纤维增强复合材料泡沫夹芯结构的有限元模型 |
| 5.4 SMA纤维增强复合材料泡沫夹芯结构的有限元模型验证 |
| 5.4.1 冲击力学响应分析 |
| 5.4.2 复合材料泡沫夹芯板的冲击损伤形貌对比 |
| 5.5 冲击能量对夹芯板的抗低速冲击力学行为的影响 |
| 5.6 SMA纤维数量对夹芯板的抗低速冲击力学行为的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表的论文 |
| 致谢 |
（10）SMA增强树脂基复合材料的低速冲击性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 SMA材料的研究 |
| 1.2.2 SMA增强聚合物的研究 |
| 1.2.3 纤维增强复合材料冲击损伤行为的研究 |
| 1.2.4 SMA与纤维混杂增强复合材料冲击损伤行为的实验研究 |
| 1.2.5 SMA与纤维混杂增强复合材料冲击损伤行为的理论及模拟研究 |
| 1.3 本文研究目的及主要研究内容 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 第2章 SMA增强聚合物板低速冲击问题的实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SMA增强聚合物板的制备及测试 |
| 2.2.1 SMA与树脂材料的选择 |
| 2.2.2 SMA增强聚合物板的制备 |
| 2.2.3 SMA增强聚合物板的低速冲击实验 |
| 2.3 SMA增强聚合物板的冲击损伤行为分析 |
| 2.3.1 SMA铺设间距对试件冲击行为的影响 |
| 2.3.2 SMA直径对试件冲击行为的影响 |
| 2.3.3 SMA铺设间距和直径同时改变对试件冲击行为的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 SMA与单向玻璃纤维混杂增强层合板低速中心冲击问题的实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SMA与单向玻璃纤维混杂增强层合板的制备及测试 |
| 3.2.1 SMA单向玻璃纤维与树脂材料的选择 |
| 3.2.2 SMA与单向玻璃纤维混杂增强层合板的制备工艺 |
| 3.2.3 SMA与单向玻璃纤维混杂增强层合板的低速冲击实验 |
| 3.2.4 SMA与单向玻璃纤维混杂增强层合板的微观形貌观察 |
| 3.3 SMA与单向玻璃纤维混杂增强层合板的冲击损伤行为分析 |
| 3.3.1 32 J冲击能量作用下SMA(一层)位置对层合板冲击行为的影响 |
| 3.3.2 32 J冲击能量作用下SMA(两层)位置对层合板冲击行为的影响 |
| 3.3.3 64 J冲击能量作用下SMA位置对层合板冲击行为的影响 |
| 3.3.4 SMA与单向玻璃纤维混杂增强层合板的微观损伤形貌分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 SMA与单向玻璃纤维混杂增强层合板低速中心冲击问题的模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SMA与单向玻璃纤维混杂增强层合板中心冲击的数值建模 |
| 4.2.1 SMA的本构关系 |
| 4.2.2 纤维增强复合材料的本构关系 |
| 4.2.3 层间失效准则 |
| 4.2.4 SMA与单向玻璃纤维混杂增强层合板中心冲击的有限元模型 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 SMA与单向玻璃纤维混杂增强层合板中心冲击的模型验证 |
| 4.3.2 冲击能量对层合板冲击行为的影响 |
| 4.3.3 边界条件对层合板冲击行为的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 SMA与编织玻璃纤维混杂增强层合板低速偏心冲击问题的模拟研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SMA与编织玻璃纤维混杂增强层合板偏心冲击的数值建模 |
| 5.2.1 SMA的本构、纤维增强复合材料的本构和层间失效准则 |
| 5.2.2 SMA与编织玻璃纤维混杂增强层合板偏心冲击的有限元模型 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 SMA与编织玻璃纤维混杂增强层合板偏心冲击的模型验证 |
| 5.3.2 偏心冲击作用下正方形层合板的冲击行为 |
| 5.3.3 偏心冲击作用下长方形层合板的冲击行为 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、形状记忆合金混杂复合材料弯曲变形的设计（论文参考文献）
- [1]环氧基形状记忆聚合物的智能力学行为表征及实验研究[D]. 宋卫宾. 北京交通大学, 2020
- [2]形状记忆合金梁的非对称弯曲问题分析[D]. 王永祥. 兰州理工大学, 2020(12)
- [3]形状记忆聚合物及其复合材料性能与热力学行为研究[D]. 刘京彪. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [4]Cu71.5Al18.5Mn10形状记忆合金的热稳定性和热膨胀性能研究[D]. 严旺贤. 武汉理工大学, 2020(08)
- [5]基于形状记忆合金的变体机翼结构设计与实验研究[D]. 杨金川. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [6]面向软体机器人的超弹性体材料制备及服役行为研究[D]. 滕伟. 江苏大学, 2019(02)
- [7]形状记忆环氧树脂及其复合材料的性能与应用研究[D]. 刘雅芸. 中国地质大学(北京), 2019(02)
- [8]基于形状记忆合金的复合材料变截面结构的振动抑制研究[D]. 丁钟宇. 青岛科技大学, 2019(12)
- [9]含形状记忆合金的复合材料板的抗低速冲击力学性能研究[D]. 李浩. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [10]SMA增强树脂基复合材料的低速冲击性能研究[D]. 孙敏. 哈尔滨工程大学, 2019