"流体-结构-控制"耦合作用下大尺度高速展开机构的碰撞能量管理

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    50975011
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    30.0万
  • 负责人：
    孙凌玉
  • 依托单位：
    北京航空航天大学
  • 学科分类：
    E0503.机械动力学
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

本项目以水下高速运动并快速展开的导航机构为对象，通过对限位块的变形历程控制，探讨动态调整碰撞能量吸收、并最终优化展开角度的系统控制方法。将计算流体力学和非线性有限元法相结合，研究大尺度、大位移、弹塑性薄壳结构在高速流体冲击下、快速展开过程的流-固耦合动态仿真方法；提出流-固耦合问题的一致尺度律，并通过不同比例的缩比试验加以验证；对缓冲结构的压溃模式及吸能历程进行主动控制，实现水下自适应、高体积比吸能（单位体积吸能量）缓冲结构的动态能量实时管理；进行"流体-结构-控制"耦合系统的多学科优化。用缓冲结构变形历程控制舵板展开过程，实现被控制目标的远距离抛射，为水下导航结构设计提供理论依据。

结项摘要

针对水下大尺度高速运动并快速展开的导航机构试验实施的危险性和高成本，主要研究了受流体驱动并承受冲击载荷的流-固耦合系统数值仿真方法，以及轻质替代材料冲击吸能机理及吸能过程控制的理论和方法。经过三年的研究，对水下大位移及冲击大变形问题，提出了在空间域采用径向基函数进行界面数据映射，在时间域采用顺序迭代的流固耦合数值模拟方法，并编制了相应的软件模块；开发了通用试验平台，可实现高速流体驱动结构运动、验证各种流-固耦合仿真算法、进行冲击吸能装置校核以及水下运动系统的瞬态响应测试等功能；研究了多种轻质替代材料在冲击载荷下的吸能机理及碰撞吸能特性，提出了跨尺度进行刚度和断裂性能分析的方法；提出一种在空间约束条件下，管系吸能结构拓扑形式及尺寸优化设计理论和方法；探索了流-固耦合冲击问题的尺度效应及应用智能材料实现自适应吸能的控制策略。课题所提供的仿真方法、试验装置、设计理论和初步探索结果，为水下发射装置的设计提供了理论指导及仿真验证方法，以及进一步优化的思路。该成果对各种流-固耦合算法的试验验证、含大位移及大变形的冲击过程仿真、轻质复合材料冲击吸能多尺度分析等问题提供了有用的分析工具和技术方法。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（1）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（7）
专利数量（5）
复合材料薄壁管冲击断裂分析与吸能特性优化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    复合材料学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李喆;孙凌玉
  • 通讯作者：
    孙凌玉
A Magnetorheological-Elastomer-Based Energy Absorption Device (MRBEAD) for Car Crash Protection
用于车祸保护的基于磁流变弹性体的能量吸收装置 (MRBEAD)
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    International Journal of Vehicle Design
  • 影响因子：
    0.5
  • 作者：
    Sun L.Y.;Li W.;Guo S.R.
  • 通讯作者：
    Guo S.R.
Failure mode prediction of sandwich plate under bending loads
弯曲载荷作用下夹层板的失效模式预测
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    北京理工大学学报(英文版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Sun Lingyu;Chen Weiwei;Feng Jiangbo
  • 通讯作者：
    Feng Jiangbo
Energy absorption characteristics of single-walled carbon nanotubes
单壁碳纳米管的能量吸收特性
  • DOI：
    10.1007/s11595-013-0673-x
  • 发表时间：
    2013-04
  • 期刊：
    武汉理工大学学报-材料科学版(英文版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Leng Dingxin;Sun Lingyu;Lin Yi
  • 通讯作者：
    Lin Yi
Bending behavior of carbon nanotube-reinforced composites
碳纳米管增强复合材料的弯曲行为
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    北京理工大学学报(英文版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Sun Lingyu;Cui Li
  • 通讯作者：
    Cui Li

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其他文献

智能材料与汽车结构健康监测
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  • 通讯作者：
    张一犇
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    北京理工大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈潇凯;郭子煜;金嘉威;孙凌玉
  • 通讯作者：
    孙凌玉
CFRP/AL胶接接头形貌特征对连接性能影响
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    北京理工大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈潇凯;符东;孙凌玉;李孟强
  • 通讯作者：
    李孟强
车用复合材料螺旋弹簧的设计与优化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    北京航空航天大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    詹博文;孙凌玉;黄彬城;赵冠博;王倩
  • 通讯作者：
    王倩

其他文献

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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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