《層級梯度金屬多孔夾芯結構的抗衝擊性能研究》是依託太原理工大學，由李世強擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：層級梯度金屬多孔夾芯結構的抗衝擊性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李世強
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由不同尺度、不同力學特性的胞孔結構所組成的層級和梯度多孔材料具有優異的吸能及抗衝擊性能，且兼具隔熱、吸聲和減震等多功能適應性，在結構和功能一體化設計中具有廣闊的套用前景。本項目針對一種層級梯度多孔金屬夾芯複合結構，通過系統的實驗研究、數值模擬和理論分析對其在不同載荷下的變形失效機理、抗衝擊性能和能量吸收機制進行研究。得到衝擊和爆炸載荷作用下層級梯度夾芯結構的典型變形失效模式，給出其失效機理圖；明確層級特性與梯度特性及其耦合作用對結構變形失效過程和能量耗散的影響；在實驗研究和數值模擬的基礎上，建立層級梯度夾芯結構的塑性大撓度變形分析模型；以結構單位質量吸能效率為最佳化目標，對芯層梯度參數和層級參數等進行最佳化設計。為夾芯複合結構在航空航天、高速軌道交通、國防工程等領域的套用提供技術支持。
結題摘要
本項目針對梯度、層級金屬夾芯複合結構及輕質薄壁圓柱殼結構，通過系統的實驗、數值模擬和理論分析對其在不同載荷下的變形失效機理、抗衝擊性能和能量吸收機制進行研究。從力的傳遞、衝擊波衰減角度分析了梯度結構的防護性能；構建了二階層級蜂窩有限元模型，研究了其壓縮吸能特性和變形模式；建立了圓柱殼表面爆炸載荷時間域和空間域分布函式，獲得了橫向爆炸載荷下薄壁圓柱殼動力回響的變形模式及其模態解；給出了以不同材料為面板的頂點基層級多孔蜂窩夾芯結構在爆炸載荷下完成的變形模式及其能量耗散分配機制；建立了梯度蜂窩-纖維板夾芯結構塑性動力學分析模型，獲得了其典型的變形失效模式與能量分配機制；獲得了閉孔泡沫鋁在壓縮、剪下和彎曲狀態下的回響特性，探究了其尺寸效應。為夾芯複合結構在航空航天、高速軌道交通、國防工程等領域的套用提供技術支持。
