《新型複合材料夾芯結構的設計、製備及其力學性能研究》是依託哈爾濱工業大學，由孫雨果擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型複合材料夾芯結構的設計、製備及其力學性能研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：孫雨果
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
複合材料夾芯結構（材料）作為一種集輕質、高強韌、耐腐蝕、抗衝擊等特點的高效結構，已廣泛套用於航天航空領域，而在我國海洋運輸及海域國防領域的套用還處於起步階段。國際上以纖維增強複合材料夾芯結構取代傳統的艦船車輛製造（鋼鐵、合金等）的研究已成為熱點課題之一。本項目以金屬泡沫為芯材、玻璃（碳）纖維增強複合材料層合板為面板，設計製備一種新型夾芯結構，並對其力學性能及其阻燃特性進行研究。主要內容包括：針對艦船材料特定的工程需求，採用目標函式最佳化泡沫鋁夾芯結構（面、芯）；探索一次成型製備方法；以細觀力學理論、實驗與樹值模擬相結合的方法，重點研究該種夾芯結構的力學性能，不同載荷下破壞模式及其阻燃特性；揭示複合材料金屬夾芯結構的細觀特性與巨觀力學回響之間的內在關在線上制；給出該種夾芯結構的設計製備及評價方法，為我國未來軍用及高性能艦船的設計製造，特別是在選材方面提供科學參考依據及技術儲備。
結題摘要
複合材料夾芯結構作為一種集輕質、高強韌、耐腐蝕、抗衝擊等特點於一體的高效結構，已廣泛套用於航天航空領域，而在海洋運輸及海域國防等領域的套用尚處於起步階段。本項目以研發新型複合材料夾芯結構為目標，通過成型方法探索、結構最佳化設計以及對其力學性能開展綜合研究，製備出力學性能優異兼具阻燃特性的複合材料夾芯結構，研究成果可為航空飛行器及現代艦船材料的設計製造提供理論依據及技術儲備。本項主要研究成果包括：在綜合考慮了纖維種類及配比、纖維鋪設角度的前提下對夾芯結構進行了最佳化，設計製備出具有抗衝擊、吸能等性能的複合材料金屬泡沫夾芯結構；探索了複合材料金屬泡沫夾芯結構的一次成型製備工藝，發現了一次成型工藝在提升面/芯界面粘接性能方面的優勢及不足；通過研究複合材料金屬泡沫夾芯結構在不同工況載荷下的力學回響特性及其損傷破壞模式，並與典型的點陣夾芯結構以及褶皺夾芯結構進行對比分析，給出了評價金屬泡沫夾芯結構的力學性能方法；對複合材料金屬泡沫夾芯結構的阻燃性能開展了試驗研究，重點考察其在熱衝擊後的力學行為，通過過火後剩餘強度的評價給出了該結構阻燃特性實驗表征方法；對典型點陣夾芯結構的主動換熱特性及基於力-熱性能的最佳化設計進行了探索，揭示了點陣夾芯結構的換熱機制，給出了結構換熱性能隨熱控系統的主要因素的變化規律，確定了最大換熱效率的速度閾值及芯子桿件傾角。
