箔板复杂曲面微结构阵列软模微胀形尺度效应及增塑机理

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51875128
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0508.成形制造
  • 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

项目摘要

Complex curved micro-sheet feature array is one of essential parts for protecting micro target in inertial confinement fusion. This kind of part is manufactured using micro-machining and electroplating process. The manufacture efficiency and qualification rate of parts are both very low, which restricts the development of investigation of inertial confinement fusion. Then, the ultrasonic assisted micro-bulging using soft punch is carried out to break through the bottleneck problem in manufacturing and assembling of complex curved micro-feature array mold. At the same time, “Blaha effects” and surface effects of ultrasonic vibration are used to improve the micro-sheet bulging formability. Experiments of ultrasonic assisted micro-bulging using soft punch will be performed to study key scientific problems such as the coupling mechanism of “Blaha effects” and size effects in micro-bulging, microstructure evolution of sheet and improvement of ductility. Considering the acoustic energy, normalization model of flow stress will be developed in ultrasonic assisted micro-sheet forming. FEM simulation and experiments will be used to investigate the ultrasonic assisted micro-bulging using soft punch of complex curved micro-feature array, and to reveal its mechanism. Finally, the complex curved micro-feature array with high quality will be accurately formed. It will promote the wide application of micro-feature parts in national economy and defense fields, which has important practical value and scientific significance.
箔板复杂曲面微结构阵列件是惯性约束聚变微靶防护等急需的核心构件之一,目前采用微细铣削、电镀等复合工艺制造,制造效率和合格率极低、成本非常高,严重制约了惯性约束聚变研究的开展。为此,本项目提出超声辅助软模微胀形工艺,突破复杂曲面微结构阵列模具制造与装配等瓶颈问题,利用超声振动“Blaha效应”和表面效应,提升箔板微胀形成形能力。开展超声辅助软模微胀形实验研究,拟解决超声“Blaha效应”和微胀形尺度效应耦合作用机制、箔板微观组织演变机理以及微胀形增塑机理等关键科学问题,考虑超声能量等,构建超声辅助箔板流动应力归一化模型,开展箔板复杂曲面微结构阵列超声辅助软模微胀形过程数值模拟和实验研究,揭示复杂曲面微结构超声辅助软模微胀形机理,实现高质量箔板复杂曲面微结构阵列的精密成形,促进其在国民经济和国防领域的广泛应用,具有重要的实用价值和科学意义。

结项摘要

本项目针对惯性约束聚变微靶件、质子交换膜氢燃料电池金属极板等箔板复杂曲面微结构阵列制造难题,开展了超声振动辅助胀形尺度效应和增塑机理研究。研制了超声振动辅助微结构胀形等装置,开展了箔板塑性变形行为、成形极限等研究,揭示了超声振幅、尺寸效应等箔板胀形行为耦合机理;基于金属材料位错发射机理,推导了考虑超声场能量的Hall-Petch斜率模型,发现超声振动能够增大成形中n值、r值,即提高了箔板均匀塑性变形能力,并从应变分布、微观亚结构演变角度进行了理论研究,揭示了超声振动辅助箔板增塑机理;进而,开展了箔板复杂曲面微结构超声辅助胀形有限元仿真和实验研究,发现超声振动能够显著增加微结构深度、减小回弹,提升成形轮廓精度,壁厚均匀性更好,制备出了满足激光聚变微靶件、氢燃料电池金属极板等合格的箔板微结构件。发表学术论文10篇,其中在IJP、JMPT等顶级期刊发表SCI论文8篇,申请发明专利8项、获得授权国家发明专利1项,培养研究生5名,参加国内外学术会议6次,获省级科技奖励2项。项目负责人入选“江苏特聘教授”人才项目。圆满完成了项目任务书规定的研究目标。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(1)
专利数量(9)
Investigation on Microsheet Metal Deformation Behaviors in Ultrasonic-Vibration-Assisted Uniaxial Tension with Aluminum Alloy 5052
5052铝合金超声波振动辅助单轴拉伸微薄板金属变形行为研究
  • DOI:
    10.3390/ma13030637
  • 发表时间:
    2020-02-01
  • 期刊:
    MATERIALS
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Wang, Chunju;Zhang, Weiwei;Hua, Risheng
  • 通讯作者:
    Hua, Risheng
Ultrasonic flexible bulging process of spherical caps array as surface texturing using aluminum alloy 5052 ultra-thin sheet
5052铝合金超薄板球帽阵列表面毛化超声柔性胀形工艺
  • DOI:
    10.1016/j.jmatprotec.2020.116725
  • 发表时间:
    2020-10-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS PROCESSING TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Wang, Chunju;Cheng, Lidong;Zhu, Changqiong
  • 通讯作者:
    Zhu, Changqiong
超声振动辅助T2紫铜薄板软模微胀形工艺研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    精密成形工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王春举;刘洋;张志强;单德彬;郭斌
  • 通讯作者:
    郭斌
Investigation of Electrically-Assisted Rolling Process of Corrugated Surface Microstructure with T2 Copper Foil
T2铜箔电助轧制波纹表面显微组织工艺研究
  • DOI:
    10.3390/ma12244144
  • 发表时间:
    2019-12-02
  • 期刊:
    MATERIALS
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Xue, Shaoxi;Wang, Chunju;Shan, Debin
  • 通讯作者:
    Shan, Debin
An energy based modeling for the acoustic softening effect on the Hall-Petch behavior of pure titanium in ultrasonic vibration assisted micro-tension
基于能量的超声振动辅助微张力下纯钛 Hall-Petch 行为的声软化效应建模
  • DOI:
    10.1016/j.ijplas.2020.102879
  • 发表时间:
    2021-01-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF PLASTICITY
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Wang, Xinwei;Wang, Chunju;Shan, Debin
  • 通讯作者:
    Shan, Debin

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其他文献

T2紫铜微正挤压件表面形貌与微观组织分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    材料科学与工艺, 录用, 2012/11/12
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王传杰;王春举;程利冬;郭斌;单德彬
  • 通讯作者:
    单德彬
塑性微成形技术研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国材料进展
  • 影响因子:
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  • 作者:
    单德彬;徐杰;王春举;郭斌
  • 通讯作者:
    郭斌
高频/超声振动辅助微成形技术研究进展与展望
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    精密成形工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王春举;郭斌;单德彬;张曼曼
  • 通讯作者:
    张曼曼
Development of ultrasonic vibration assisted uniaxial tension device and utilization in evaluation of micro tension deformation behavior of copper foil
超声振动辅助单轴拉伸装置的研制及其在铜箔微拉伸变形行为评价中的应用
  • DOI:
    10.1080/00150193.2017.1391018
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    Integrated Ferroelectrics
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    王春举;刘洋;张博;单德彬;郭斌
  • 通讯作者:
    郭斌
Softening effect of ultrasonic vibration on micro-blanking deformation behavior of titanium foil
超声振动对钛箔微冲裁变形行为的软化作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Micro & Nano Letter
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘洋;王春举;郭斌;单德彬;张曼曼
  • 通讯作者:
    张曼曼

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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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