《聚脲基多孔複合材料抗衝擊特性及機理研究》是依託哈爾濱工業大學，由喬菁擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：聚脲基多孔複合材料抗衝擊特性及機理研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：喬菁
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
有效地防止或消弱爆炸衝擊波對人體、建築物或艦船等的傷害，已成為科學工作者必須面對和解決的重要問題。美國於2009年開始通過設計彈性體微觀結構以期實現有效控制爆炸衝擊波的相關研究，本項目在其初期研究結果的基礎上，將聚脲的優異性能與飛灰空心球的功能特性有機結合，開發新型輕質聚脲基多孔複合材料，研究複合材料參數、微觀結構和性能的關係，揭示空心球表面狀態、尺寸和分布密度對複合材料力學性能的影響規律和機理；闡明飛灰/聚脲多孔複合材料在高應變率下的吸能特性，並揭示其吸能機理；建立飛灰/聚脲多孔複合材料的本構模型，實現其高應變率載入條件下的性能預報；結合試驗研究和數值模擬，研究飛灰/聚脲多孔複合材料的抗衝擊性能，探索複合材料的抗衝擊機理。通過系統深入的研究，為聚脲基複合材料的設計理論、性能最佳化與套用提供科學依據和理論支持，為設計高效能衝擊波防護結構提供理論指導。
結題摘要
本項目以開發新型吸能聚脲基複合材料為目標，採用數值計算、試驗測試和理論分析相結合的方法，系統研究了聚脲基複合材料參數、微觀結構和性能的關係，主要完成了以下研究內容：（1）聚脲組分比對聚脲微觀結構和力學性能的影響規律及機制；（2）矽烷偶聯劑用量對飛灰/聚脲複合材料動態力學性能的影響；（3）增強體尺寸和體積分數對聚脲基複合材料微觀結構和力學性能的影響規律，並分析了其影響機制；（4）結合粘彈性力學和細觀力學得出了飛灰/聚脲複合材料的粘彈性模型；（5）初步研究了聚脲複合材料層對雙層板複合結構高速撞擊性能的影響；（6）開發了聚脲泡沫、玻璃纖維/聚脲複合材料、混雜增強聚脲複合材料和碳納米管/聚脲複合材料等新型聚脲基複合材料，並研究了材料參數，如孔含量、增強體尺寸和分布密度，對複合材料微觀結構和力學性能的影響，並分析了其影響機制。為聚脲基複合材料的設計和性能的進一步最佳化提供了理論支持，為吸能功能材料領域提供了可選材料，並為其實際套用提供了數據支持。
