先进结构技术研究院陈明继副研究员与华北电力大学课题组合作，在耐刮擦透明超疏水材料研制方面取得进展，相关成果于2016年5月发表在材料化学主流期刊Journal of Materials Chemistry A (第4卷，7869-7874页)。 　　透明超疏水涂层不仅具有优异的超疏水特性，而且具有很好的透光性，在汽车挡风玻璃、太阳能帆板等方面有广泛的应用前景。目前的透明超疏水涂层功能稳定性不佳，在表面磨损和油污沾染后超疏水性和透光性损失严重。 　　 　　图1 砂纸反复刮擦后水滴表面接触角的变化情况 　　 　　图2 酸碱侵蚀后材料透明超疏水特性的效果 　　本研究通过巧妙的设计和工艺改进，将接枝有含氟低表面能官能团的二氧化硅纳米颗粒嵌入到硅橡胶基体的表面和浅表层中，同时提高了透明超疏水材料的耐酸碱腐蚀和耐刮擦性能。研究组将进一步改进完善该类材料的整体性能，以期能够应用于恶劣野外环境下的透明超疏水防护表面。

　　先进结构技术研究院方岱宁院士课题组，在夹芯复合材料结构侧压强度理论、实验方法和有限元分析等方面取得进展，相关研究成果2016年3月发表在复合材料领域主流期刊Composite Part B (94卷，34-44页)。 　　 　　图1 夹芯复合材料样件侧压测试及失效模式 　　 　　图2 长细比对临界侧压强度、缺陷因子的影响 　　泡沫（PVC）夹芯复合材料在海军舰船、运载飞行器等装备中作为甲板和蒙皮结构广泛使用，该结构主要承受侧压载荷，现存侧压强度理论预测模型未考虑结构屈曲模式的影响，理论预测结果与实验结果存在较大误差。针对该问题，课题组通过理论分析、试验测试和有限元分析等方面，系统研究了长细比、侧压屈曲形式、缺陷因子等对夹芯结构侧压临界强度的影响，建立了有效的有限元分析方法。该研究成果将为轻量化夹芯结构的设计和应用提供工程技术指导。

　　先进结构技术研究院吴文旺副教授针对双材料、多层薄膜界面对位错环弹性场的影响开展系列研究工作，提出新的傅立叶空间半解析解，并分别考虑完美界面、非完美界面模型的差异。相关成果2016年1月发表在固体力学领域顶级期刊JMPS(87卷，7-37页)。 　　 　　图1：各向异性双材料界面模型 （a）块体应力；（b）界面镜像力；（c）界面附加应力；（d）最终界面 　　由不同材料铺层构造的多层薄膜/涂层在微电子、光电器件、多功能纳米复合结构中具有广泛的应用，以及物理环境更为苛刻的物理环境（飞行器、火箭发动机、交通、新能源、核能等）。界面两侧材料弹性模量和晶体取向的差异引起的附加应力对于理解位错和界面之间的相互作用机理极为关键，导致位错在界面上运动受到影响，并穿透界面或被界面吸收。 　　 　　图2：采用各向同性、各向异性模型计算CuNb双材料中位错环界面弹性场 （a）面内变形场；（b）应力场。其中，Cu取向[111]，Nb取向[110]，位于Nb半空间中的位错环半径为5nm，距离界面10nm。 　　通过本课题的研究，可以得到如下结论： 　　（1）基于材料应力平衡方程，采用二维离散傅立叶变换，得到每...

　　先进结构技术研究院方岱宁院士课题组提出了考虑母体材料率效应的蜂窝结构动态面外压缩平台应力的理论模型，为蜂窝结构抗冲击吸能设计提供了指导。相关成果2015年11月发表在复合材料领域主流期刊Composite Structures (132卷，644-651页)。 　　 　　图1 (a)蜂窝结构压缩变形图和(b)压缩过程应力应变曲线 　　蜂窝结构是一种具有优良的抗冲击吸能特性的结构。蜂窝结构在受到面外冲击载荷的作用下将发生均匀的塑性变形（如图1a），从而有效吸收冲击能量。图1b给出了典型蜂窝结构在面外压缩载荷下的应力应变关系，可以看出曲线有一个很长的平台段，而决定蜂窝结构压缩变形吸能水平的正式平台应力的大小与平台段的长度。因此平台段应力的准确预测对蜂窝结构抗冲击吸能设计具有很重要的指导意义。 　　 　　图2 本文模型与前人模型对率相关平台应力预测结果与实验的对比 　　前人研究表明蜂窝结构面外压缩平台应力是与加载速率密切相关的。平台应力的率相关理论模型主要是上世纪九十年代提出的冲击理论(Shock Theory)，该模型只考虑了动态压缩过程材料的惯性效应，而忽略了蜂窝母体材料的率效应。本...