第1章 绪 论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 形状记忆聚合物的研究现状
1.2.1 形状记忆聚合物的机理分类
1.2.2聚合物的形状记忆行为
1.2.3 形状记忆聚合物的应用
1.3 聚合物的变形特征与本构关系
1.3.1 熵弹性
1.3.2 粘性
1.3.3 塑性
1.3.4 损伤和断裂
1.3.5 聚合物的变形总结
1.4 形状记忆聚合物本构模型的研究现状
1.4.1 唯象模型
1.4.2 松弛模型
1.4.3 相变模型
1.4.4 形状记忆聚合物的模型总结
1.5 本文的主要研究内容
第2章 温度率相关的聚合物粘弹本构模型
2.1 引言
2.1.1 基础理论与前期发展
2.2.1 存在问题与本章简介
2.2 实验研究温度率对无定形聚合物行为的影响
2.2.1 材料和测试
2.2.2 动态模量的温度率相关
2.2.3 形状记忆行为的温度率相关
2.3 基于熵温度建立的粘弹本构模型
2.3.1 熵温度
2.3.2 应力-应变关系
2.3.3 结构松弛
2.3.4 热传导过程
2.4 模型的离散化与参数确定
2.4.1 模型的离散
2.4.2 模型参数的确定
2.5 聚合物松弛行为的模拟结果
2.5.1 恒定温度率下的松弛行为
2.5.2 变温度率下的松弛行为
2.6 聚合物形状记忆行为的模拟结果
2.6.1 恒定温度率下的形状回复
2.6.2 变温度率下的形状回复
2.7 通过变速率对形状回复过程的控制
2.7.1 变速率对形状回复控制的模型预测研究
2.7.2 实验结果的对比研究
2.8 体积松弛的影响以及误差分析
2.8.1 体积松弛的引入
2.8.2 误差分析
2.9 本章小结
第3章 二维周期结构调控复合材料的粘弹与断裂行为
3.1 引言
3.1.1 基础理论与前期发展
3.1.2 存在问题与本章简介
3.2 二维周期性结构的设计
3.3 二维周期性结构的3D打印制备
3.3.1 打印材料的选取
3.3.2 打印材料的性质
3.3.3 应变与拉伸韧性的度量
3.3.4 打印结构的精度与误差分析
3.4 二维周期性结构的实验研究
3.4.1 调控动态响应上、下限的确定
3.4.2 二维菱形与球形夹杂对动态响应的调控
3.4.3 二维菱形与球形夹杂对断裂行为的调控
3.5 二维周期性结构的细观力学模拟
3.5.1 有限元模型的建立
3.5.2 粘弹性模型对动态响应的模拟
3.5.3 变形模式分析
3.5.4 变形模式的调控
3.5.5 扩展有限元对断裂行为的模拟
3.6 两种复合形式的对比
3.7 本章小节
第4章 基于内置电路的电阻实现反馈控制形状回复
4.1 引言
4.1.1 传统形状记忆器件的制备及其存在问题
4.1.2 本章简介
4.2 2D金膜复合功能形状记忆复合材料
4.2.1 2D金膜复合形状记忆复合材料的制备
4.2.2 2D金膜复合形状记忆复合材料的退火处理
4.3 金膜监控基底自由回复过程时的传感机理
4.3.1金镀层电阻的响应分析
4.3.2 金膜的传感机理及其可靠性分析
4.3.3金膜的焦耳热驱动基底的形状回复过程
4.3.4金膜的焦耳热监控基底的形状回复过程
4.3.5金膜复合功能形状记忆复合材料的小结
4.4 基于3D打印内置电路的反馈-可控形状回复
4.4.1 形状记忆智能铰的反馈控制原理
4.4.2 器件的设计与制备
4.4.3 聚合物的可控形状回复
4.4.4 存在的问题与未来方向
4.5 本章小结
第5章 利用纳米压痕法分析形状记忆纳米复合材料的细观增强机理
5.1 引言
5.1.1 形状记忆纳米复合材料的力学研究进展
5.1.2 纳米复合材料的微观变形与本章简介
5.2 纳米复合材料的制备与测试方法
5.2.1 纳米复合材料的制备
5.2.2 测试方法
5.3 纳米复合材料的测试结果
5.3.1 基于扫描电子显微镜的形貌分析
5.3.2 基于动态热机械测试的宏观力学性能分析
5.3.3基于纳米压痕测试的微观力学性能分析
5.4 从微观运动角度分析纳米掺杂的增强机理
5.5 本章小结
第6章 半晶态聚合物PEEK的三维大变形本构模型
6.1 引言
6.1.1半晶态聚合物PEEK
6.1.2半晶态聚合物的力学性能
6.1.3本章介绍
6.2 PEEK的两步双向机械性能测试
6.2.1 试样
6.2.2 两步双向加载方式
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 单轴拉伸测试
6.3.2 体积膨胀与空穴增长
6.3.3 单轴拉伸下的循环载荷
6.3.4 压缩测试
6.3.5 实验结果总结
6.4 考虑损伤的三维大变形本构模型
6.4.1 孔隙增长的简化
6.4.2 参考构型与变形分解
6.4.3 孔洞增长与损伤演化
6.4.4 非晶本构关系
6.4.5 结晶本构关系
6.4.6 稀疏链损伤模型
6.4.7 能量耗散与热传导
6.5 模型的离散与参数确定
6.6 模拟与实验的对比
6.6.1 单轴拉伸的模拟结果
6.6.2 拉伸后侧向压缩的模拟结果
6.6.3 模型讨论
6.7 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
声明
致谢
个人简历
