专长及代表性成果 1、个人专长: 有20多年的教学和研究经验。研究领域广泛,包括复合材料,结构及工程力学,智能工程,复合构造体健全诊断系统,纳米技术等。同时还特别注重这些学科与电子通讯、信息科学等不同学科的交叉与融合,近年来在功能材料,结构健康监测与控制,智能材料/结构,噪音防止,电磁波安全保障系统领域内也取得了一系列成果。主持或参加日本文部科学省重大及大型项目以及其它基金项目20多项。已发表学术论文300多篇(其中EI,SCI检索200多篇),专利 多项,专着10多册。 他不仅从事理论研究,也很重视与企业的共同研究和应用技术研究。已与二十多家企业,研究机构进行合作研究,其中一部分技术已被实用化,并发明了多项专利。还指导众多的来自企业的博士生。 已培养博士生约15名,硕士生约70名。其中为国内培养的博士10多名,硕士10多名,他们中有几名已在国内的大学任教授,副教授。 研究专长主要在以下几个方面,包括结构材料设计,产品成形工艺,材料构造的损伤检测与音响放射,音响信号·超声波信号检测及发生机理的解析,形状记忆材料的复合化与智能材料,复合材料及构造的优化设计,仿生材料及其构造,微观界面特性的评价,纳米复合材料等。 在材料的损伤检测与音响放射(Acoustic emission,AE) 的研究方面,通过对复合材料损伤过程中所发生的AE信号的实时检测,首先确立了材料损伤时所放射的音响量与材料内的损伤因子的关系,基于断裂力学模型建立了音响放射能与断裂力学参数的定量关系,从而使材料内部的微观损伤的检测及评价成为可能;在音响信号·超声波信号检测及发生机理的解析中,引进小波分析(wavelet transformation),创立了材料·构造物的损伤评价的新方法(health monitoring),使复合材料的损伤检测精度得到很大的提高,并首创了粘弹性材料(轮胎用橡胶材料等)的动态参数及其物性评价方法。此技术已被日本几家大企业采用。 在形状记忆材料的复合化及智能方面,积极利用形状记忆合金和形状记忆树脂,开发了众多的具有形状记忆功能的新材料,特别是所开发的形状记忆合金(shape memory alloy)的复合材料层板结构,具有很好的高温高强度,高抗震功能。首创了用纳米碳管(carbon nanotube)与形状记忆树脂(shape memory polymer)复合材料,获得良好的形状记忆和回复特性,可望用于温度传感材料; 在复合材料及构造的优化设计方面,建立了具有复杂构造和材料异方性的层合板的优化设计模型,并开发了优化设计的平台;该平台可解析任意境界条件下和任意基层航向的层合版的设计,其优化解析结果可被实验结果所证实 在仿生材料及其构造方面,利用独自的手段,明确了甲虫上翅的复杂构造,如断面形状,积层结构,层间强化机理及甲虫上翅的优化特征,通过独自开发的微观力学实验,首次成功地对甲虫的蛋白质纤维层间的接合强度进行了微观定量评价,并由此开发了新型三明治构造,获得国家自然科学基金并发明多项专利 在微观界面特性的评价方面,创造了新的微观界面特性的评价法(DCDC法,Double Cleavage Drilled Compression Specimen),这一评价的特征是试验片形状简单(中央带孔的试验片),加工方便,实验时只需给予压缩载荷,则裂纹会从圆孔的端部产生,从而可对微观界面进行定量评价,该微观界面评价法获得日本文部科技省基金,并被约稿在欧洲专业学报上发表 在纳米复合材料方面,通过先进的复合工艺合成低收缩的有机无机纳米材料,并提出了利用有机无机纳米材料体系中有机成分和无机成分共存, 对有机物和无机物等都有很好的亲和性的特点,来改善复合材料界面或改善复合材料基体的新方法。并对这一设想进行了探索性的研究。用纳米材料作为中间层制成复合材料,并对其进行界面性能测试,发现界面的剪切强度等有明显的改善作用。所作的探讨在国内外未见报道。该课题的展开,为复合材料的界面改善等提供理论指导的同时, 为纳米复合材料的应用研究开辟一个新的领域。开发了纳米碳管复合材料通过特殊化学修饰及等分子量溶剂的作用,开发了高性能的电磁波屏蔽材料等多种功能材料,受到各方面的关注。 |