周利民的学术及科研成果

对复合材料的界面工程、大型结构的复合材料增强技术及光纤维传感器监测技术、形状记忆合金驱动的智能复合材料及记忆合金在工程中的应用等领域做了大量的研究并取得了丰硕的成果。至今,***在国际刊物上发表论文120多篇,被引用400多次,国际学术会议上发表论文50多篇。

(1)在复合材料界面工程方面

在复合材料界面工程领域做出了十分重要的贡献。早期高.米(高玉臣,米耀荣)纤维拔出模型的基础上,又做了大量的系统的研究工作,并也考虑了有限嵌入纤维长度、相邻纤维的束缚、纤维表面的涂层和纤维表面的粗糙度等等的影响。考虑到纤维的泊松膨胀效应和在纤维-基体界面脱粘处的可变摩擦力,该模型被广泛推广到纤维推出的情形(与陶瓷基复合材料有关),基于Griffith断裂力学判据,并考虑纤维缺陷的统计分布和界面脱粘-基体断裂之间的转变,申请人还进一步将该理论模型推广到单纤维的碎裂测试及纤维基体界面的疲劳扩展及对复合材料基本裂纹的影响。基于这些研究成果,申请人和他的合作者***发表了近二十篇SCI收录的国际学术杂志论文,并已被引用超过了二百三十次。

(2)用于大型结构中的复合材料增强及光纤传感器监测技术

对用复合材料增强和修复大型结构作了大量的系统的研究,同时成功地将光纤维传感器技术应用于监测增强和修复后结构内部及复合材料与结构界面处的应变及变力的变化。研究中考虑了纤维层数、温度变化、基体裂纹形状、复合材料的粘结方式对界面及温度粘结强度及断裂的影响。考虑到光纤传感器细小易断的特点,设计并制作了多种预埋式、混凝土或塑料包裹式的光纤传感器,并成功地应用于混凝土结构中。对基于白光干涉原理的光纤传感技术做了大量的研究。设计和制造了多种传感器并将其应用于山体滑坡的监测工程中,基于上述的研究结果,与合作人在国际刊物上***发表了四十多篇学术论文。

(3)记忆合金在工程中的应用及智能复合材料方面

形状记忆合金(SMA)是一种重要的智能材料,并在医疗器领域得到了广泛的应用。然而在其它工程领域则没有被广泛采用。申请人在SMA的工程化方面做了大量的研究工作,设计和制造了多种SMA驱动器,可用于日常生活中的多种产品中,包括防火通道的自动控制、三维装饰产品的无声驱动、家用电器、玩具等。并成功取得了两项美国专利(US6,686,564;US6,390,878)、一项英国专利(GB2357555)和一项中国专利(CN200610092375.0)。申请人在SMA智能复合材料领域做了大量的研究,通过考虑SMA纤维与复合材料基体的相互作用,应力传递的极限,应力与温度引起的相变,建立了新的优化驱动条件,SMA-基体界面破坏判据及复合材料梁的固有频率控制模型。

(4)纳米材料及技术方面

申请人于近年已将研究领域扩展到纳米复合材料及技术,并于近期成功研制出二氧化钛纳米管,现正在研制基于钛纳米管的生物传感器。