《民用航空器碳纖維樹脂基複合材料損傷失效探測研究》是依託鄭州大學，由李成擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：民用航空器碳纖維樹脂基複合材料損傷失效探測研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：李成
- 依託單位：鄭州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著碳纖維複合材料在民用航空器中的廣泛套用和在役民用航空器複合材料結構數量的增多，由複合材料失效引發的飛行事故越來越受到重視。先進無損探測技術能快速、有效地對航空器易損零部件進行損傷識別和失效判定，是預防事故發生和保障運行安全的重要手段，發展民用航空器複合材料損傷失效探測技術對推動複合材料在航空器上的進一步套用具有重要的科學價值和工程意義。針對目前民用航空器複合材料損傷失效探測基本上沿用金屬材料的探測方法，缺乏系統理論支撐，本項目擬對民用航空器複合材料多物理場下損傷失效探測技術所涉及的核心基礎問題，展開多層次多尺度的系統研究，包括：探討航空器複合材料在服役環境中的損傷特性，揭示其損傷失效產生的機理，建立其損傷失效參數預測模型，針對航空器複合材料可能存在的不同損傷失效類型，尋求快速高效識別的綜合方法，實現損傷失效的場外原位探測，為制定損傷的控制和檢驗標準，以及失效的檢查與修理提供依據。
結題摘要
隨著碳纖維複合材料在民用航空器中的廣泛套用和在役民用航空器複合材料結構數量的增多，由複合材料失效引發的飛行事故越來越受到重視。先進無損探測技術能快速、有效地對航空器易損零部件進行損傷識別和失效判定，是預防事故發生和保障運行安全的重要手段，發展民用航空器複合材料損傷失效探測技術對推動複合材料在航空器上的進一步套用具有重要的科學價值和工程意義。 課題組圍繞民用航空器碳纖維樹脂基複合材料損傷失效探測研究中所涉及的三個基礎科學問題進行了深入研究。在服役環境下航空器複合材料的損傷失效機理研究方面，考慮不同荷載邊界條件對航空器複合材料力學特性參數回響的影響，建立巨觀力學回響特性與內部損傷的產生和擴展的關聯數學物理模型；探索複合材料複雜結構三維動力衝擊回響、疲勞回響、應變場、應力場分布情況，以及複合材料損傷失效的機理。在航空器複合材料損傷參數描述和失效預測理論方法研究方面，基於損傷失效試驗的數據，建立以損傷參數為變數的演變方程，並與可測物理參數建立聯繫，用於損傷的識別和失效的判定；建立損傷程度描述參數和可測巨觀力學回響特性參數之間的定量模型，為制定損傷的控制、檢驗標準，以及失效的檢查與修理周期提供理論依據。在航空器複合材料損傷失效探測機制研究方面，以lamb超音波和壓電激振電阻抗技術為主要手段，對民用航空器複合材料結構構件進行探測，獲取反映損傷失效信息的超音波衰減圖像和電阻抗動態激振回響曲線；建立在壓電激振信號作用下，無損傷失效和含損傷失效航空器複合材料的動態特性模型，以及電導納和含損傷失效航空器複合材料主體機械阻抗之間的數學物理模型；構建了超音波在無損傷失效和含損傷失效航空器複合材料中傳導特性的無損探測計算模型，研究獲得高效可靠的民用航空器複合材料損傷失效的探測識別機制。開展了T300航空複合材料的損傷模型計算和損傷探測的試驗驗證；對關鍵部件進行損傷探測，並對探測參數和探測設備進行最佳化。
