纤维增强金属层板热介质制备成形一体化技术基础理论研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51675029
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0508.成形制造
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Fiber Metal Laminates (FMLs) is a new kind of lightweight composite material that is becoming increasingly popular in aeronautical, automobile and military industries. The FMLs structures are used to replace metals and alloys for additional weight reduction, strength and fuel economy .Presently, due to the limitation of the current forming techniques, the object of fabricating mass-produced FMLs components with high quality and high efficiency has not been fulfilled, which greatly hampers the widely application of this lightweight material. Now FMLs structures are made with relatively simpler shapes and larger radius profile curves such as fuselage or doors and usually have high cost and long production phase. This proposed project aims on hot medium forming technique of FMLs using heated medium instead of rigid molds, breaking through the limitation of the conventional forming process of FMLs and finally mastering the integrated technology of preparing and forming FMLs while obtaining high precision shape dimensions. The research will be focused on the key scientific problems in the process of theoretical analysis and finite element analysis including the fabrication of smaller and complex shaped FML parts, investigating the material preparation, forming process parameters, the forming limits, fracture criteria, damage evaluation of the fiber metal laminates, the inner microstructure evolution and its influence rules under thermal and fluid pressure effects. Furthermore, the mechanical behavior of FMLs material under hot medium forming process will be investigated comprehensively and extensively. This proposed new method would be very important for reducing production cost, enhancing quality for hi-tech FMLs parts and further promoting the applications of lightweight fiber metal laminates components China.
纤维增强金属层板是一种新型的轻量化复合材料,在航空航天领域应用日渐广泛,但是,由于现有成形工艺无法满足纤维增强金属层板复杂结构件的批量化、高品质、高效率加工要求,严重阻碍了该轻质材料的推广应用,目前仅应用于具有大轮廓曲线及简单结构特征的飞机、汽车零件,价格昂贵并且加工周期长。本项目旨在结合板材热介质成形技术的优势,突破纤维增强金属层板常规成形工艺限制,在保证零件曲面精度的前提下,研究纤维增强金属层板制备成形一体化技术,并解决理论分析及数值模拟中关于纤维增强金属层板成形极限、断裂判断和损伤评估方法、热影响及流体压力作用下内部组织演化及其影响规律等关键科学问题,进一步探索在热介质成形工艺下材料的变形规律,对于降低生产成本、进一步推进纤维增强金属层板轻量化零件在我国的推广应用具有重要的实用价值和科学意义。

结项摘要

纤维增强金属复合材料,是由金属和纤维增强材料组成的一种新型复合结构材料。为了解决传统成形工艺的诸多的限制,提出纤维增强金属复合材料制备及热介质充液成形新技术。以纤维增强金属复合材料充液成形工艺理论为基础,针对纤维夹层增强金属复合材料的特点,主要研究断裂失效机理及纤维层板与金属层板耦合作用下复合层板成形极限表征,损伤模型评估等分析测试方法;基于基本力学试验与成形试验过程,掌握纤维增强金属复合材料的流动规律,层板各向异性以及成形极限曲线表征参数等;建立纤维夹层增强金属复合材料热介质成形力学模型与仿真模型,获取热力耦合面力加载条件下,考虑微观参量表征的纤维夹层增强金属复合材料统一本构模型以及内部组织变化对断裂准则的影响规律;完成纤维增强金属层板典型零部件的试验试制,验证并修正基础理论研究结果,提高材料力学表征模型准确度。与数值模拟相辅相成,相互验证,确定最优的工艺路线,提高成形性能,缩短生产周期,降低生产成本,最终实现改善产品质量和精度的目标。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(2)
基于单向拉伸的glare板力学性能测试
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    精密成形工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郎利辉;张闫飞;关世伟
  • 通讯作者:
    关世伟
考虑层间内聚力的纤维增强金属层板成形工艺优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    塑性工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    绳斯佳;郎利辉;关世伟;张'猛
  • 通讯作者:
    张'猛
Investigation into Composites Property Effect on the Forming Limits of Multi-Layer Hybrid Sheets Using Hydroforming Technology
利用液压成形技术研究复合材料性能对多层混合板成形极限的影响
  • DOI:
    10.1007/s10443-018-9689-x
  • 发表时间:
    2019-02
  • 期刊:
    Applied Composite Materials
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Liu Shichen;Lang Lihui;Guan Shiwei;Alex;rov Seigei;Zeng Yipan
  • 通讯作者:
    Zeng Yipan
铝合金船形深腔薄壁构件充液成形变形规律研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    精密成形工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邱超斌;郭庆磊;郎利辉
  • 通讯作者:
    郎利辉
An Investigation into the Formability and Processes of GLARE Materials Using Hydro-bulging Test
利用水胀试验研究 GLARE 材料的成形性和工艺
  • DOI:
    10.1007/s12541-019-00046-8
  • 发表时间:
    2019-01
  • 期刊:
    Intern ational Journal of Precision Engineering and Manufacturing
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu Shichen;Lang Lihui;Guan Shiwei
  • 通讯作者:
    Guan Shiwei

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其他文献

铝合金2A16板材成形极限研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    精密成形工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郎利辉;杨希英;刘康宁;张文尚
  • 通讯作者:
    张文尚
钛合金蒙皮拉形数值模拟与试验
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    锻压技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李荣;段新民;邵天巍;郎利辉
  • 通讯作者:
    郎利辉
基于韧性断裂准则的修正MK模型及其在充液热成形中的应用(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Transactions of Nonferrous Metals Society of China
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    杨希英;郎利辉;刘康宁;郭禅
  • 通讯作者:
    郭禅
铝合金异形件充液成形失稳控制策略
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    塑性工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郎利辉;王永铭;谢亚苏;李慧丽;惠小鹏;LANG Li-hui WANG Yong-ming XIE Ya-su LI Hui-li(Sch
  • 通讯作者:
    LANG Li-hui WANG Yong-ming XIE Ya-su LI Hui-li(Sch
Effects of scan speed on vapor plume behavior and spatter generation in laser powder bed fusion additive manufacturing
扫描速度对激光粉末床熔融增材制造中蒸气羽流行为和飞溅产生的影响
  • DOI:
    10.1016/j.jmapro.2018.09.011
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    Journal of Manufacturing Processes
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    郑航;李怀学;郎利辉;巩水利;葛宇龙
  • 通讯作者:
    葛宇龙

其他文献

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郎利辉的其他基金

冲击液压成形技术及其基础理论
  • 批准号:
    51175024
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
铝合金温热介质充液成形并及时快速冷却基础研究
  • 批准号:
    50975014
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
板材热介质充液拉深成形新技术及其理论研究
  • 批准号:
    10577001
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    19.0 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目

相似国自然基金

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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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