《多孔材料及結構內應力波傳播特性的研究》是依託北京交通大學，由劉穎擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多孔材料及結構內應力波傳播特性的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉穎
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
從結構中應力波傳播的角度出發，基於多孔介質材料o結構的耦合回響特性，採用巨觀/微觀相結合的跨尺度力學分析方法，通過理論分析和數值模擬，並與實驗結果相互驗證，研究衝擊載荷作用下，多孔材料內應力波（彈塑性應力波和衝擊波）的產生，傳播和衰減規律，建立和完善多孔材料及結構中的應力波理論。在此基礎上，考慮應力波傳播效應，澄清多孔材料局部動應力演化及變形機制與其巨觀動力回響間的關係，探索實現多孔夾芯結構衝擊動力回響最佳化設計的有效途徑。該項目的研究可為機車的輕量化，航空太空飛行器的衝擊減震，以及多孔材料的衝擊實驗設計等方面的科學研究和實際套用提供有效的理論基礎和可靠的數值模擬手段。同時，本項目的實施也是在多孔材料跨尺度動力學模型和數值模擬方面的有益探索。
結題摘要
本項目的研究目標是澄清計及應力波效應時， 局部動應力演化和變形機制與材料巨觀動力回響間的關係，建立多孔結構主要材料和微拓撲結構參數與其巨觀動力回響間的關係，發展和完善適宜於多孔材料動力學性能研究的分析方法和計算程式，以期為多孔材料的動力學理論和實驗設計，以及多功能集成提供理論依據和可靠的數值模擬手段。到目前為止，本項目組按照研究計畫，完成了對基本構件內彈塑性變形規律以及其動力屈曲等行為的研究，提出了I-II型組合吸能單元；考慮外載尺度和多孔材料微結構尺度對應力波傳播特性的影響，套用彎矩-膜力聯合作用的廣義屈服條件和能量耗散平衡理論，考慮芯層的實時動應力演化特徵，建立了考慮爆炸載荷作用下三明治梁的動態塑性屈服條件；提出了具有芯材梯度的三明治梁模型，建立了考慮分層幾何或物理非對稱三明治梁的屈服條件；借鑑分形的概念，研究了分形及分級周期多孔結構內的應力波頻特性，並基於BIOS方法，建立了周期孔隙結構的最佳化算法。在完成既定研究目的的基礎上，開展了軟材料材料及結構內應力波的傳播特性及結構振動特性。這些研究成果對於新型泡沫材料及結構的設計和使用提供了理論依據。
