《複合材料點陣夾芯結構及其力-熱一體化特性的研究》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：複合材料點陣夾芯結構及其力-熱一體化特性的研究
- 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
點陣夾芯結構（材料）是一種集超輕、高強韌、散隔熱性能好等特點的高結構效率和多功能於一體的創新型結構（材料），在航天航空等領域具有廣泛的套用前景。在國際上與金屬點陣結構相比複合材料點陣結構的製備與研究還處於起步階段，是各國競相研發的熱點課題之一。本項目利用一體化成型技術製備纖維點陣夾芯結構，並研究其力學性能及熱耗散特性。主要研究內容包括：針對材料力-熱一體化特定的工程需求，採用雙目標函式最佳化設計全複合材料點陣夾芯結構；研發具有一次模具成型、工藝簡單等特點的一體化製備工藝製備纖維增強複合材料點陣夾芯（材料）結構；以多學科理論為指導、通過數值模擬與實驗相結合的方法研究該類點陣材料的力學性能、破壞模式和傳熱機理；揭示複合材料點陣夾芯結構的細觀構型與巨觀力學性和傳熱特性之間的內在關在線上制；給出力-熱一體化點陣複合材料夾芯結構的最佳構型，指導輕質多功能材料的設計與套用。
結題摘要
複合材料點陣夾芯結構（材料）是一種集超輕、高強韌、散隔熱性能好等特點的高結構效率和多功能於一體的創新型結構（材料），在航天航空以及國防領域具有廣泛的套用前景。針對該種新型結構的研究剛剛起步，因此，如何從設計、製備方法以及對其特性評價等方面開展研究，製備出具有力-熱一體化特性的新型複合材料結構，對其未來成功套用於航空航天等領域具有重要意義。本課題在以下幾個方面開展了研究工作：1、研究探索了金字塔點陣夾芯結構的一次成型製備工藝，結合工藝特點設計製備了金字塔點陣結構成型模具並結合最佳化熱壓工藝製備出滿足要求的試件。2、實驗研究了點陣夾芯結構在不同載荷作用下的力學性能，理論推到了該結構的彈性模量和強度，對其在外部載荷下的彈性屈曲及其破壞模式進行了分析與討論。3、在分析總結一次成型製備方法的基礎上，提出了一種改進型製備方法，從試驗與理論上對比分析了兩種製備方法所製備試件的力學性能，分別考察了典型的金字塔點陣夾芯結構在不同外部載荷作用下的力學回響，考察分析了不同載荷下的破壞模式，並結合破壞準則將理論預報及實驗測試結果進行了對比分析。4、針對典型的金字塔和四面體點陣夾芯結構，在強制換熱流體介質作用下的熱耗散特性開展了研究，數值模擬了在內、外恆定溫度載荷作用下該結構的熱傳輸特性。5、分析給出了點陣夾芯結構胞元構成桿件傾角的變化對該結構主動換熱性能的影響規律，並對基於桿件傾角的該結構力-熱性能進行最佳化分析。
