织物橡胶密封材料接触面三维变形及应力实验研究

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基本信息

  • 批准号:
    11472152
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    108.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0812.实验固体力学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

In this project,both three dimensional deformation mechanism and stress distribution characteristics for the contact surface of the fabric rubber sealing material are systematically studied in experiment and theoretical analysis. First, three dimensional contact mechanics model of the fabric rubber seal material is established to study the relationship between the contact deformation and the contact stress, and three dimensional contact deformation and stress are simulated using nonlinear FEM, which indicate the relationship among the contact stess,the fabric performance and structure, the adhesion and the friction. Second, three dimensional deformation fields of the contact surface between fabric rubber sealing material and transpare plate are measured by means of 3D Digital Speckle Correlation Method ,and the contact stress field can be obtained using inversion algorithm, which indicate the evolution pattern of the contact deformation and stress. Finally, a new in-situ phased array ultrasonic testing platform is designed to measure the contact stress between the fabric rubber and the opaque material based on the ultrasonic echo signal from the contact interface, which validate the contact mechanics model. The research results will provide an important scientific theoretical basis and experimental methods for evaluating and designing advanced fabric rubber seal material.
本项目主要对织物橡胶密封材料接触面三维变形机制和应力分布特征进行系统地实验研究与理论分析。首先,建立织物橡胶密封接触变形与接触应力的三维细观力学模型,实现织物橡胶密封接触面三维变形与三维应力的非线性有限元模拟,揭示接触应力、织物性能与结构、粘附、摩擦等之间的依赖关系。其次,利用三维数字散斑相关技术测试织物橡胶密封材料与透明件接触面的三维细观变形场,借助三维本构关系反演接触面三维应力场,表征接触面变形场和应力场的演化规律。最后,建立超声相控阵检测平台,原位测试橡胶密封材料与非透明材料接触面的超声波反射回波信号,真实再现织物橡胶接触面的细观接触应力分布特征,验证织物橡胶密封材料接触力学细观模型,提出相应的接触力学设计准则。研究成果将为织物橡胶密封件的优化设计、性能评估、寿命预测提供关键科学理论基础与实验方法。

结项摘要

本项目主要对织物橡胶密封材料接触面三维变形机制和应力分布特征进行系统地实验研究与理论分析。首先,建立织物橡胶复合材料的细观模型和本构模型,实现对织物橡胶密封件的力学性能和接触界面变形、应力的数值模拟、预测。其次,基于经典接触理论、量纲分析和有限元分析方法,建立了有限厚度橡胶接触问题的半解析解,为橡胶材料接触应力的反演提供基础。基于建立的三维数字散斑相关测试技术平台,进行了接触界面附近三维变形场的测量,实现了接触界面应力的反演。最后,提出了超声方法测量织物橡胶接触界面的理论模型,给出了接触应力的显式表达式。并建立了橡胶材料接触界面超声测试平台,通过接触压力标定试验获得了平均接触压力、超声回波信号强度、声波反射系数等之间的标定关系。本项目的顺利开展和取得的一系列研究成果为织物橡胶密封件优化设计、性能评估提供了试验方法和科学指导,并在大型客机舱门密封件上取得了初步应用。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Constitutive behaviors and mechanical characterizations of fabric reinforced rubber composites
织物增强橡胶复合材料的本构行为和力学特性
  • DOI:
    10.1016/j.compstruct.2016.05.021
  • 发表时间:
    2016-09
  • 期刊:
    Composite Structures
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Yang Heng;Yao Xue-Feng;Ke Yu-Chao;Ma Yin-ji;Liu Ying-Hua
  • 通讯作者:
    Liu Ying-Hua
航空橡胶密封件力学与密封性能检测技术
  • DOI:
    10.16080/j.issn1671-833x.2017.22.106
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    航空制造技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨恒;柯玉超;王  申;董弋锋;黄圣濠;姚学锋
  • 通讯作者:
    姚学锋
Analysis and Inversion of Contact Stress for the Finite Thickness Neo-Hookean Layer
有限厚度Neo-Hookean层接触应力分析与反演
  • DOI:
    10.1115/1.4040598
  • 发表时间:
    2018-07
  • 期刊:
    Journal of Applied Mechanics-Transactions of the ASME
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Yang Heng;Yao Xue-Feng;Wang Shen;Ke Yu-Chao;Huang Sheng-Hao;Liu Ying-Hua
  • 通讯作者:
    Liu Ying-Hua
Anisotropic hyper-viscoelastic behaviors of fabric reinforced rubber composites
织物增强橡胶复合材料的各向异性超粘弹性行为
  • DOI:
    10.1016/j.compstruct.2017.12.026
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
    Composite Structures
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Yang Heng;Yao Xue-Feng;Yan Han;Yuan Ya-nan;Dong Yi-Feng;Liu Ying-Hua
  • 通讯作者:
    Liu Ying-Hua
The compression and friction of tubular rubber seal under the curved surface loading
曲面载荷作用下管状橡胶密封件的压缩与摩擦
  • DOI:
    10.1177/1350650116645028
  • 发表时间:
    2017-01
  • 期刊:
    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers - Part J: Journal of Engineering Tribology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ke Yuchao;Yao Xuefeng;Yang Heng;Ma Yinji;Liu Yinghua
  • 通讯作者:
    Liu Yinghua

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    岳中文;韩瑞杰;郝文峰;刘伟;姚学锋
  • 通讯作者:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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