强动载荷下碳纤维增强复合夹芯结构的动力行为及其吸能机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    11172195
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    65.0万
  • 负责人：
    树学峰
  • 依托单位：
    太原理工大学
  • 学科分类：
    A1202.冲击动力学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

本项目以多孔金属为芯层，纤维增强-金属层合结构为面板构成的复合夹芯结构为主要研究对象，通过实验研究、数值模拟和理论分析，建立和完善纤维增强-金属层合结构及其夹芯结构在强动载荷下的塑性动力响应分析模型，研究夹芯结构典型的动力失效模式及复合结构各组成部分的能量耗散机理和破坏机制，分析不同变形、失效模式下芯层与面板之间的能量耗散分配机理，完善复合夹芯结构抗冲击性能实验测试平台。以抗冲击性能及能量吸收能力为优化目标，对面板的细微观结构参数、复合夹芯结构的几何参数及其力学性能参数进行优化设计，给出典型夹芯结构的最优性能参数及其最佳承载范围和"最优"的拓扑构型，为复合夹芯结构在航空航天等领域的结构优化设计以及抗冲击防护评估等方面提供技术支持。

结项摘要

采用Arcan加载装置对二维及三维多胞材料进行复合加载测试，对其失效和吸能机理进行了详细地分析讨论，得到了材料的实验屈服轨迹并且与现有的理论模型进行了对比分析。将改进的多轴加载装置引入到分离式霍普金森压杆系统中，测试了闭孔泡沫铝在强动载荷下的力学性能，深入分析了其力学性能的率效应以及不同应力状态下的失效机制及对应的吸能机理，发现泡沫金属的吸能机理主要依赖于胞孔的压缩塑性坍塌；并且在实验的基础上提出了一个量化了材料单轴拉压不对称、塑性可压缩性、相对密度、加载速度等因素的宏观唯像屈服准则。同时，利用有限元方法基于剖球模型研究了开孔泡沫材料的动态力学行为，主要分析了开孔泡沫金属在不同冲击速度和相对密度条件下的变形模式。此外，考虑到夹芯壳结构复杂的服役工况，通过模拟的方法研究了夹芯结构在不同侵彻条件下的动力响应及吸能机理。.全面研究了典型二维多胞材料六边形铝蜂窝的尺寸效应，并且基于测试结果找到了能有效表征块体材料力学行为的最小试样尺寸；通过对不同尺寸蜂窝试样变形模式的研究，定性地分析了其力学性能的尺寸相关性；并且进一步通过数学模型进行了定量的验证，发现多胞材料的尺寸效应应当归因于其结构缺陷。

项目成果

期刊论文数量（29）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Structural, tribological and antibacterial activities of Ti-Cu-N hard coatings prepared by plasma surface alloying technique
等离子表面合金化Ti-Cu-N硬质涂层的结构、摩擦学和抗菌活性
  • DOI：
    10.1016/j.surfcoat.2013.07.038
  • 发表时间：
    2013-11-25
  • 期刊：
    SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Wang, Hefeng;Shu, Xuefeng;Tang, Bin
  • 通讯作者：
    Tang, Bin
复合应力下泡沫铝屈服行为实验研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    高压物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    周志伟;王志华;赵隆茂;树学峰
  • 通讯作者：
    树学峰
Experimental study on the effects of specimen in-plane size on the mechanical behavior of aluminum hexagonal honeycombs
试件面内尺寸对六角形铝蜂窝力学行为影响的实验研究
  • DOI：
    10.1016/j.msea.2015.03.053
  • 发表时间：
    2015-05-21
  • 期刊：
    MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Jin, Tao;Zhou, Zhiwei;Shu, Xuefeng
  • 通讯作者：
    Shu, Xuefeng
基于剖球模型的开孔泡沫金属动态力学行为研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    稀有金属材料与工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张建军;李志强;王志华;树学峰
  • 通讯作者：
    树学峰
球栅阵列封装板级跌落试验与有限元分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    中国科技论文
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    袁国政;白创;杨雪霞;树学峰
  • 通讯作者：
    树学峰

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其他文献

基于微纳米压入法提取无铅焊料合金弹塑性力学参数的研究
  • DOI：
    10.15959/j.cnki.0254-0053.2019.01.007
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    力学季刊
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘勇勇;肖革胜;李志刚;树学峰
  • 通讯作者：
    树学峰
动态预压缩对 CoCrFeNiMn 高熵合金 微尺度压入硬度的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    高压物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    许海涛;邱吉;肖革胜;姚永永;树学峰
  • 通讯作者：
    树学峰
电子互连导电胶力学性能及胶连点跌落冲击行为
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    高压物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    熊蘅;马宇宏;司博文;肖革胜;树学峰
  • 通讯作者：
    树学峰
高温下不同银含量微电子胶连点的力学性能及 膨胀系数不匹配热应力
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    复合材料学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    吉新阔;肖革胜;刘二强;杨雪霞;树学峰
  • 通讯作者：
    树学峰
不同压入速率下 PA66 的力学 性能研究
  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    应用力学学报
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  • 作者：
    罗雅云;詹鑫鑫;金涛;王鹤峰;树学峰
  • 通讯作者：
    树学峰

其他文献

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冲击载荷作用下航空铝合金的断裂失效机理与全应力失效准则
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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

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          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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