近地空间环境下含Sc铝合金的高速撞击特性研究及可靠性评估
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51471090
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0104.金属结构材料与力学行为
- 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
- 项目参与者:李培杰; 张伟贵; 欧阳佩旋; 黄秀松; 董曦曦; 张驰;
- 关键词:
项目摘要
This project is aim to develop a novel Sc-containing alloy which possesses high resistive performances to hypervelocity impact by space debris in the Low Earth Orbit. This research will be accomplished by collaborating with Russian scientists. Both the dynamic indicator and the quasi-static indicator will be considered when designing the characteristic of the material. Sc-containing aluminum alloy will first be treated by the interspace thermal cycles and the interspace radiation simulation equipment, and then subjected to the hypervelocity impact test. The hypervelocity impact characteristics and the dynamic failure mode of the Sc-containing aluminum alloy will be studied. The coupling effect of the thermal cycles and radiation on the properties and resistive characteristics to the hypervelocity impact of the Sc-containing aluminum alloy will be studied. And the characteristics evolution law of the material in the Low Earth Orbit will be analyzed. The microstructure evolution law of the Sc-containing aluminum alloy under hypervelocity impact and the effect of Al3Sc or Al3(Sc,Zr) on the resistance to hypervelocity impact will be studied. And the hypervelocity impact behavior of Sc-containing aluminum alloy will be analyzed and the ballistic limit equations/curves will be established. To further analyze the dynamic response of hypervelocity impact, finite element coupled with smooth particle methods was used to simulate the hypervelocity impact process. A reliability assessment will be done on the resistive ability of the Sc-containing aluminum alloy to hypervelocity impact by the space debris in the Low Earth Orbit. At last, the databases of the resistive characteristics to the hypervelocity impact and the dynamic failure modes of the Sc-containing aluminum alloy will be established, which could provide theoretical guidance and technical supports to the material selection and protective structure design of spacecrafts in our country.
本项目采用动态指标与准静态指标相结合的材料设计方法,中俄共同研制开发具备在近地空间环境中抗空间碎片高速撞击性能的含Sc铝合金新材料。通过空间热循环、空间辐射模拟以及地面超高速撞击试验,研究含Sc铝合金在近地空间环境下的超高速撞击特性及动态失效模式。研究空间环境作用对含Sc铝合金的组织性能及抗高速撞击性能的影响,分析材料在近地空间环境下的性能演化规律;研究含Sc铝合金在高速撞击下的组织演变规律及材料微观组织对抗撞击性能的影响,分析Al3Sc或Al3(Sc,Zr)粒子对组织演变和抗高速撞击性能的影响机制;分析含Sc铝合金的高速撞击动力学行为,建立撞击极限曲线/方程,并通过有限元与光滑粒子耦合的仿真手段,进一步分析超高速撞击的动力学响应。最后,对含Sc铝合金在近地空间环境中抗高速撞击性能做出可靠性评估,建立高速撞击特性数据库及动态失效模式数据库,为我国航天器选材和防护设计提供理论及技术支持。
结项摘要
含Sc铝合金是航天器结构主体材料,然而空间碎片的高速撞击会对航天器造成损伤,同时空间环境效应又会进一步加深破坏程度。为保护航天器,迫切需要开展有关铝钪合金在空间环境下的高速撞击损伤行为研究。本课题以空间防护重大需求为牵引,创新性地提出将材料组织及性能作为空间防护结构优化设计依据之一的方案,采用模拟近地空间环境试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,重点研究高速撞击下铝钪合金的结构演变与损伤行为,铝钪合金在近地空间环境多因素作用下的失效机理,建立防护结构的失效准则及评估方法。通过上述研究,为航天器的选材和结构设计提供科学依据。.通过高速撞击实验,获取新一代含钪铝合金的超高速撞击特性数据和损伤失效模式,分析其超高速撞击的损伤规律和损伤机理,为国产新材料及其防护结构的失效准则以及超高速撞击实验研究方法等相应标准规范的建立打下基础。同时为建立满足航天器空间碎片风险评估与防护结构优化设计的撞击特性数据库提供实验和理论依据,这对航天器的防护设计具有重要的工程实际意义。同时,也为铝钪合金在航天器上的广泛应用奠定基础,提升我国在航天器结构选材和设计领域的国际竞争力。
项目成果
期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Effect of beam offset on microstructure and mechanical properties of dissimilar electron beam welded high temperature titanium alloys
电子束偏移对异种材料电子束焊接高温钛合金显微组织和力学性能的影响
- DOI:10.1016/j.matdes.2017.03.056
- 发表时间:2017-06
- 期刊:Materials and Design
- 影响因子:8.4
- 作者:Yeganeh V. Esfahani;Li Peijie;Yeganeh V. Esfahani;Li Peijie;Yeganeh VE;Yeganeh VE
- 通讯作者:Yeganeh VE
Dynamic response and numerical simulation of Al-Sc and Al-Ti alloys under high-speed impact
Al-Sc和Al-Ti合金高速冲击下的动态响应及数值模拟
- DOI:10.1016/s1003-6326(15)63638-x
- 发表时间:2015-02
- 期刊:Transactions of Nonferrous Metals Society of China
- 影响因子:4.5
- 作者:Zhang Wei-gui;Li Pei-jie;He Liang-ju;Feng Xue;Ye Yi-cong;Novikov L. S.;Zhang WG
- 通讯作者:Zhang WG
Effect of strain rate and temperature on dynamic mechanical behavior and microstructure evolution of ultra-high strength aluminum alloy
应变速率和温度对超高强铝合金动态力学行为和微观组织演变的影响
- DOI:10.1016/j.msea.2018.06.018
- 发表时间:2018-07-11
- 期刊:MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING
- 影响因子:6.4
- 作者:Zhang, Weiliang;Chen, Xinfeng;He, Liangju
- 通讯作者:He, Liangju
Dynamic mechanical response and microstructural evolution of extruded Mg AZ31B plate over a wide range of strain rates
挤压镁 AZ31B 板在各种应变率下的动态机械响应和微观结构演变
- DOI:10.1016/j.jallcom.2016.12.041
- 发表时间:2017-03
- 期刊:Journal of Alloys and Compounds
- 影响因子:6.2
- 作者:Zhang Weigui;Li Peijie;Ye Yicong;He Liangju;Zhang Husheng;Zhang WG;Zhang HS
- 通讯作者:Zhang HS
High strain-rate behavior and deformation mechanism of a multi-layer composite textured AZ31B Mg alloy plate
多层复合织构AZ31B镁合金板的高应变率行为及变形机制
- DOI:10.1016/j.jallcom.2018.03.258
- 发表时间:2018-06
- 期刊:Journal of Alloys and Compounds
- 影响因子:6.2
- 作者:Zhang Weigui;Qi Junfeng;Wang Zhen;Chen Yi;Liu Sai;Li Kun;Zhang Weigui;Li Peijie;Zhang Husheng;Meng Li;Zhang WG;Meng L
- 通讯作者:Meng L
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}

内容获取失败,请点击重试

查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图

请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}