《界面形態對雙層複合體系動態力學行為影響機理的研究》是依託北京理工大學，由范吉堂擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：界面形態對雙層複合體系動態力學行為影響機理的研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：范吉堂
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
界面形態對複合體系動態力學行為起關鍵性的影響作用。本項目以聚合物/鎂合金雙層複合體系及界面為研究對象，設計不同界面與載入應力軸夾角(0, 30, 45, 60, 90度)，利用霍普金森壓桿進行不同應變率壓縮實驗，使用高速相機矯正分析並通過透明聚合物層實時記錄損傷失效行為，使用紅外相機測量溫度升高，使用掃描電鏡、透射電鏡等表征載入前後微觀組織形貌。重點分析：1. 高頻應力波及其激活的熱 (力熱) 耦合作用下，複合體系界面處的不同長度尺度上的損傷失效行為，探索裂紋擴展、溫度升高隨載入應力應變曲線的演化過程；2. 比較不同界面形態的複合體系動態力學性能的速率敏感度和損傷失效機制，探索其隨夾角的演化過程；3. 建立界面形態、應變速率、動態力學性能和損傷失效機制之間的關係。本項目有助於直觀系統地認識不同界面形態的複合體系損傷失效機制及對動態力學性能的影響，有利於高性能複合材料和複合推進劑的設計研發。
結題摘要
恐怖攻擊、航空航天，工業爆炸事故、個人安全等防護工程領域往往涉及到爆炸、高速衝擊、高應變率等極端條件。這些領域都要求所使用的材料/結構及設備具有優異的動態力學性能，才能夠勝任服役條件。當設備或工程結構需要滿足防爆、抗衝擊條件時，往往不得不增加其重量和體積，這樣會引起整體結構設計的缺欠性。解決這個問題的方案，從材料學的角度上，對現有材料的開發及其複合化，從而達到物盡其能。複合材料在提高比強度、比剛度及結構整體性方面具有優越性。在防爆、抗衝擊工程領域中，複合材料的研究和套用已嶄露頭角。在複合材料微觀結構設計中，界面形態和力學行為的關係是材料科學的核心研究問題。本項目以界面形態為研究對象，研究複合體系的動態力學性能。建立界面形態、應變速率、動態力學性能和損傷失效機制之間的關係，為複合材料設計提供科學支撐。給出了聚合物基複合材料靜動態力學行為模擬方法；提出了關聯基體材料與複合材料性能的均勻化數值模擬方法。並設計了透明防護結構、複合防護結構，經實彈打靶檢測合格，滿足防護標準，在我國科技部重大專項資助下研發的“重特大社會安全事件現場處置技術與裝備-防暴警務平台”中得到了工程套用。
