纤维金属混杂梯度多孔夹芯结构的爆炸冲击失效及能量吸收分配研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:11872291
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:A0802.固体强度、损伤、断裂与疲劳
- 结题年份:2022
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:唐敬达; 徐志敏; 陈洪恩; 郑捷; 张威; 崔天宁; 苏彬豪; 叶洋;
- 关键词:
项目摘要
Lightweight hybrid sandwich structures with fiber-metal laminate face sheets and graded cellular core are new multifunctional structures with lightweight, good toughness, impact resistance characteristics, and open a wide range of promising applications in spacecraft, aircraft, ship, high-speed train and vehicle fields. Based on the explosion experiments, and combined with the theoretical analysis and numerical simulations, the project would investigate the dynamic response of the lightweight hybrid sandwich structures with fiber-metal laminate face sheets and graded cellular core subjected to blast loading. The dynamic deformation and failure modes are given, and the analytical models are developed to predict the dynamic response. Energy absorption distributions of each components are discussed for the different deformation and failure modes, and deformation and failure mechanisms and energy absorption mechanisms of hybrid sandwich structures with fiber-metal laminate face sheets and graded cellular metal core are revealed. The propagation rules of the stress wave in the fiber-metal laminate face sheets and graded cellular cores are clarified. The corresponding dynamic failure criteria of hybrid sandwich structures with fiber-metal laminate face sheets and graded cellular metal core are obtained. The rules between laminating of fiber-metal laminate face sheets, density-graded distributions of graded cellular cores and the impact resistance of sandwich structures are obtained. In order to provide the technical support for the engineering applications, the impact resistance of lightweight hybrid sandwich structures with fiber-metal laminate face sheets and graded cellular core is evaluated, and the optimization design schemes of microstructure of the materials and macrostructure of the structures are proposed and verified by experiments.
轻质纤维金属混杂梯度多孔夹芯结构是一种轻质、强韧、抗冲击新型多功能结构,在航天航空、舰船、高铁、汽车等领域具有广泛应用前景。本项目拟以爆炸冲击实验为基础,结合理论分析和数值计算,研究轻质纤维金属混杂梯度多孔夹芯结构在爆炸冲击作用下的动态响应,给出其动态变形和失效模式,建立其爆炸冲击响应的理论分析模型,探讨不同变形和失效模式下各组成部分的能量吸收分配,揭示其变形和失效机制及能量吸收机理,阐明应力波在纤维金属层合面板和梯度多孔金属夹芯层中的传播规律,得到夹芯结构相应的动态失效准则,并获得纤维金属层合面板铺层、梯度多孔夹芯层的密度梯度分布与其抗爆炸冲击性能之间的内在规律。评价纤维金属混杂梯度多孔夹芯结构抗爆炸冲击性能,提出材料微结构和宏观结构的优化设计方案并进行实验验证,为轻质纤维金属混杂梯度多孔夹芯结构的工程应用提供技术支撑。
结项摘要
以纤维金属层压板(FML)为面板的金属夹芯板可以结合FML面板和夹芯层的优点,具有比强度/比刚度高、重量轻和良好的能量吸收性能的优点。本项目通过理论和数值计算研究了纤维-金属层合泡沫夹芯板在爆炸载荷作用下的动态响应。此外,通过泡沫子弹撞击实验,来替代模拟纤维-金属层合夹芯板在爆炸载荷作用下的动态响应。基于修正的刚塑性材料模型,考虑了复合材料层和金属层体积分数和体积含量,建立了四边固支纤维-金属泡沫夹芯板动态响应的简化理论模型,得到了纤维-金属泡沫夹芯板动态响应的边界和薄膜解。理论预测结果与矩形纤维-金属层合板夹芯板动态响应的数值计算结果吻合较好。讨论了复合材料体积分数、金属层强度与复合材料层强度之比、相对密度和相对强度对结构动态响应的影响。结果表明,纤维-金属夹芯板的最大中心挠度随金属层强度与复合材料层强度之比的增加而增大,随着相对密度、金属体积分数、相对强度的增加而减小。研究了玻璃纤维增强铝合金复合材料层合(GLARE)面板铝蜂窝夹芯板在金属泡沫弹冲击下的动态响应。进行了单次泡沫弹丸冲击试验,研究了GLARE面板蜂窝夹芯板的动态响应。观察了前面板金属层和复合层之间的脱粘、纤维断裂、屈曲、剪切和芯部断裂。此外,还进行了多次泡沫弹丸冲击试验,研究夹芯板的抗冲击性能。进行了数值计算,并与实验结果进行了比较。讨论了脉冲、面板厚度、纤维铺设角度、蜂窝高度、芯壁厚度和蜂窝单元长度对夹芯板抗冲击性能和能量吸收的影响。研究发现,随着面板厚度的增加,背板最大挠度的改善范围逐渐减小。此外,通过增加冲量、减小面板厚度和降低芯部刚度,可以增强夹芯板在金属泡沫弹丸冲击下的能量吸收。这些研究有助于纤维-金属层合夹芯板的抗爆炸冲击设计和工程应用。
项目成果
期刊论文数量(35)
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 impact damage of metal honeycomb sandwich plates
金属蜂窝夹芯板的结构冲击损伤
- DOI:10.1242/jcs.159038
- 发表时间:2020
- 期刊:Composite Structures
- 影响因子:6.3
- 作者:Qinghua Qin;Shangjun Chen;Kaikai Li;Minqiang Jiang;Tianning Cui;Jianxun Zhang
- 通讯作者:Jianxun Zhang
Low-velocity impact on square sandwich plates with fibre-metal laminate face-sheets: Analytical and numerical research
对带有纤维金属层压面板的方形夹层板的低速冲击:分析和数值研究
- DOI:10.1016/j.compstruct.2020.113461
- 发表时间:2021
- 期刊:Composite Structures
- 影响因子:6.3
- 作者:Jianxun Zhang;Qinghua Qin;Jiangtao Zhang;Hui Yuan;Jinlong Du;Hua Li
- 通讯作者:Hua Li
Failure behavior of sandwich beams with glass fiber-reinforced epoxy/aluminum laminates face-sheets and aluminum honeycomb core under three-point bending
玻璃纤维增强环氧/铝层压面板和铝蜂窝芯夹层梁在三点弯曲下的破坏行为
- DOI:10.1016/j.tws.2022.109476
- 发表时间:2022
- 期刊:Thin-Walled Structures
- 影响因子:6.4
- 作者:Jianxun Zhang;Yuqing Zhu;Hui Yuan;Wei Huang
- 通讯作者:Wei Huang
Dynamic in-plane compression of asymmetric metal corrugated sandwich columns
非对称金属波纹夹芯柱的动态面内压缩
- DOI:--
- 发表时间:2020
- 期刊:Advanced Engineering Materials
- 影响因子:3.6
- 作者:Jianxun Zhang;Hui Yuan;Qinghua Qin;Yang Ye;Tiejun Wang
- 通讯作者:Tiejun Wang
Splitting and curling performance of metal foam-filled circular tubes
泡沫金属填充圆管的劈裂和卷曲性能
- DOI:10.1007/s00707-021-03116-z
- 发表时间:2022
- 期刊:Acta Mechanica
- 影响因子:2.7
- 作者:Jianxun Zhang;Jinlong Du;Haoyuan Guo;Hui Yuan;Qing-Hua Qin
- 通讯作者:Qing-Hua Qin
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
Numerical and Experimental Analysis of Residual Stresses in Full-Penetration Laser Beam Welding of Ti6Al4V Alloy
Ti6Al4V合金全熔透激光束焊接残余应力的数值与实验分析
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:Rare Metal Materials and Engineering
- 影响因子:0.7
- 作者:牛靖;刘川;张建勋
- 通讯作者:张建勋
TC4钛合金CO2激光深熔焊接头非线性损伤研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:稀有金属材料与工程(RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING)
- 影响因子:--
- 作者:张建勋;宋旭;郑莉
- 通讯作者:郑莉
时间洞察力对成瘾行为的影响及其机制
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:心理科学进展
- 影响因子:--
- 作者:曹华;杨玲;何圆圆;苏红婷;张建勋;张炀
- 通讯作者:张炀
终冷温度对X100管线钢组织与性能的影响
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:金属热处理
- 影响因子:--
- 作者:冯耀荣;张建勋;马晶;高惠临
- 通讯作者:高惠临
Numerical investigation on the variation of welding stresses after material removal from a thick titanium alloy plate joined by electron beam welding
电子束焊接钛合金厚板去除材料后焊接应力变化的数值研究
- DOI:10.1016/j.matdes.2011.05.014
- 发表时间:--
- 期刊:Materials and Design
- 影响因子:8.4
- 作者:张建勋;薛承博;刘川
- 通讯作者:刘川
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:
张建勋的其他基金
多梯度装甲陶瓷填充UHMWPE纤维层合波纹夹芯结构弹道侵彻破坏机理及能量吸收研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:55 万元
- 项目类别:面上项目
双金属层状复合材料共熔池激光穿透焊物理机制及“三明治夹层”接头组织性能调控研究
- 批准号:51875442
- 批准年份:2018
- 资助金额:58.0 万元
- 项目类别:面上项目
非对称混合多层金属夹芯结构的低速撞击极限承载和能量吸收机理研究
- 批准号:11502189
- 批准年份:2015
- 资助金额:22.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
钛合金飞机唇口蒙皮复杂轨迹激光深熔焊及其非线性疲劳损伤行为研究
- 批准号:51375370
- 批准年份:2013
- 资助金额:80.0 万元
- 项目类别:面上项目
激光深熔焊非线性大梯度损伤及其尺度效应研究
- 批准号:50875200
- 批准年份:2008
- 资助金额:35.0 万元
- 项目类别:面上项目
轻金属焊接关键基础研究与学术前沿探索
- 批准号:50845011
- 批准年份:2008
- 资助金额:6.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
激光深熔焊接大梯度残余应力的演变与表征研究
- 批准号:50475093
- 批准年份:2004
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:面上项目
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 }}