複合材料結構動態屈曲行為的檢測儀器研製

《複合材料結構動態屈曲行為的檢測儀器研製》是依託大連理工大學,由雷振坤擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：複合材料結構動態屈曲行為的檢測儀器研製
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：雷振坤

項目摘要

本項目將研究和開發用於複合材料結構動態屈曲實驗的檢測技術與儀器系統。發展全天、全場、不連續表面的形貌測試方法，開發表面屈曲形態可視化、實時檢測技術，研製複合材料輕質結構屈曲模態檢測的攜帶型實驗儀器和全自動分析軟體系統，實現複合材料壁板結構動態屈曲失穩的可視化現場檢測。針對現代飛機典型複合材料結構部件進行失穩實驗和破壞機理研究，為解決航空、航天面臨的基礎科學問題提供快捷有效的實驗檢測手段和分析方法。

結題摘要

本項目將研究和開發用於複合材料結構動態屈曲實驗的檢測技術與儀器系統。發展全天、全場、不連續表面的形貌測試方法，開發表面屈曲形態可視化、實時檢測技術，研製複合材料輕質結構屈曲模態檢測的攜帶型實驗儀器和全自動分析軟體系統，實現複合材料壁板結構動態屈曲失穩的可視化現場檢測。針對現代飛機典型複合材料結構部件進行失穩實驗和破壞機理研究，為解決航空、航天面臨的基礎科學問題提供快捷有效的實驗檢測手段和分析方法。開展的工作和取得的結果如下： 首先，提出了消除非線性誤差的多頻反相條紋投影方法，實驗驗證了反相條紋投影方法的可行性和適用性。提出了一種雙屏兼多頻投影條紋的三維形貌測量儀器，由主螢幕和虛擬螢幕組成雙屏顯示系統，使用動態相移技術要保證投影和採集同步觸發，不占據主螢幕，條紋相移準確，投影和採集自動化。同時，也嘗試提出了其他多種三維形貌測量方法與去包裹技術。 其次，使用雙屏兼多頻投影條紋測量系統，檢測了多種複合材料加筋壁板在壓縮或面內剪下載荷下的初始局部屈曲、後屈曲演化過程，包括正交、帽型、工字型等不同加筋形式。光學檢測結果與有限元分析結果符合，有利於探討其破壞機理及失效模式。對含膠接缺陷的橢球泡沫夾層結構在外壓作用下的破壞模式和承載能力進行了研究，實驗顯示了易發生面板皺褶和界面脫粘位置，可為同類結構設計提供參考。 第三，提出了多纖維應變測量的微拉曼光譜法測量方法並加以實驗驗證，該方法不僅對纖維束應變測量有積極意義，還對研究纖維織物複合材料吸能機制研究有益。對頭髮纖維進行微滴脫粘測試，與順鱗方向拉出的穩定摩擦階段不同，逆鱗方向拉出表現出振盪摩擦現象。 最後，出版專著總結了微拉曼光譜方法在矽、多孔矽、碳納米管、纖維複合材料等方面的套用進展。出版專著總結了結構分析數字光測力學方法在界面載荷傳遞、線彈性裂紋參數、界面端應力奇異性、界面裂紋擴展、高頻納米光柵等方面的套用進展。 本項目是探索解決複合材料結構屈曲失穩基礎科學問題的理論發展、技術開發、儀器研製三者緊密結合的過程，也是為解決航空航天領域國家需求而提供必要的光測力學全場檢測工具，對實驗力學學科的發展以及與相關學科的交叉融合具有積極意義。