含缺陷自动铺丝复合材料构件的损伤失效机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11572070
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0807.复合材料与结构力学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

For the study of failure mechanism of composite structures with automated fiber placement induced defects, the experimental study will be carried out by using electrical measurement together with the full field non-contact optical measurement. The laminated specimens containing typical defects such as gap,overlap,gap/overlap and twisted tow will be designed and tested. According to the observed phenomenon and experimental data,the analysis model and corresponding algorithm applicable to study the damage evolution behavior and failure mechanism of such structures can be established. For the variable stiffness characteristics of the composite structure fabricated by automated fiber placement process with variable angle ply, the calculation theory and method considering variable stiffness will be developed, and the associated finite element formulation will be derived, and the code for finite element analysis will also be developed. The numerical investigation for the failure mechanism and load-carring ability under static compression based on global-local strategy can be carried out efficiently and some useful results will be obtained for the mechanical properties evaluation of composite structures with automated fiber placement induced defects. In the analysis, the relationship between the global mechanical performance and the local damage behavior will be established as well as the coupling effect between the typical defects and other normal damages.
本项目拟对含缺陷自动铺丝复合材料构件的损伤失效机理和承载能力开展研究,针对含间隙、重叠、间隙/重叠、扭曲波纹四种典型纤维铺放缺陷,开展复合材料板壳的损伤演化行为的实验研究;发展典型缺陷相应的损伤断裂力学理论,建立适用的损伤分析模型来分析其损伤演变规律和失效行为;发展变角度铺设、变刚度层合结构的刚度计算理论,提出相应的有限元分析方法;针对预设不同铺放缺陷形式的加筋板壳结构,开展其屈曲和后屈曲过程中的损伤失效行为和承载能力研究,为含缺陷自动铺丝复合材料构件的力学性能评估提供分析工具。

结项摘要

自动铺丝技术在复杂大曲率复合材料构件的成型方面表现出了强大的优势,为几何形状复杂的复合材料层合结构的制备提供了极大的灵活性。此外,通过曲线路径的铺设可以制造变刚度层合结构,从而充分利用复合材料各向异性材料特征,使材料分配更利于结构承载方向。采用自动铺丝技术整体制造复合材料机身无论从机身整体性能还是从材料制造技术层面来看均具有突出的优势,可能成为复合材料机身技术的一种标准。在我国大飞机工程已全面开展的背景下,发展和应用自动铺放成型技术来提高复合材料制造水平、提高效率和降低成本已是大势所趋。自动铺放技术的最终产品具有力学的不确定性,而这种力学性能的不确定性导致了纤维缺陷,含有初始缺陷的产品服役过程中在静/动载荷作用下损伤可能会出现扩展甚至导致结构的早期失效。直面时间和成本问题,尽快发展一套针对此类结构的力学性能评估和承载能力预测的理论方法和数值计算工具具有重要科学意义和工程价值。本项研究针对此项重大需求,开展了基于自动铺丝技术含工艺缺陷复合材料构件的力学性能评估和相应的结构损伤演化、破坏机制和承载能力预测方面的理论和仿真方法工作,开发了计算评估软件,为自动铺丝工艺技术的研究和应用建立了技术储备。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(10)
专利数量(4)
Experimental study on compressive buckling behavior of J-stiffened composite panels
J型加筋复合材料板压缩屈曲行为试验研究
  • DOI:
    10.1016/j.optlaseng.2019.02.014
  • 发表时间:
    2019-09-01
  • 期刊:
    OPTICS AND LASERS IN ENGINEERING
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Liu, Da;Bai, Ruixiang;Yan, Cheng
  • 通讯作者:
    Yan, Cheng
Full-field fabric stress mapping by micro Raman spectroscopy in a yarn push-out test
在纱线推出测试中通过显微拉曼光谱绘制全场织物应力图
  • DOI:
    10.1364/ao.57.000924
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Applied Optics
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Lei Z. K.;Qin F. Y.;Fang Q. C.;Bai R. X.;Qiu W.;Chen X.
  • 通讯作者:
    Chen X.
Optical measurement on dynamic buckling behavior of stiffened composite panels under in-plane shear
面内剪切下加筋复合材料板动态屈曲行为的光学测量
  • DOI:
    10.1016/j.optlaseng.2016.04.017
  • 发表时间:
    2016-12
  • 期刊:
    Optics and Lasers in Engineering
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Lei Zhenkun;Bai Ruixiang;Tao Wang;Wei Xiao;Leng Ruijiao
  • 通讯作者:
    Leng Ruijiao
基于返回映射的铝合金激光焊缝的弹塑性参数反演
  • DOI:
    10.7520/1001-4888-18-138
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    实验力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姜昊;白瑞祥;雷振坤;武文;刘达;陈洋;郭振飞
  • 通讯作者:
    郭振飞
工字型加筋复合材料壁板的压缩屈曲行为实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    实验力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王彩英;白瑞祥;雷振坤
  • 通讯作者:
    雷振坤

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其他文献

含损伤复合材料AGS结构固有频率
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    王蔓
具有分层损伤的复合材料加筋层合板屈曲和后屈曲性态研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    大连理工大学学报
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  • 作者:
    白瑞祥;陈浩然
  • 通讯作者:
    陈浩然
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  • DOI:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    白瑞祥;陈浩然
  • 通讯作者:
    陈浩然
非完善复合材料格栅加筋圆柱壳的
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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含损伤复合材料夹层板剩余压缩强度的数值分析
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    --
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    大连理工大学学报
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  • 作者:
    陈浩然;白瑞祥
  • 通讯作者:
    白瑞祥

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白瑞祥的其他基金

考虑界面破坏的压电智能复合材料结构的失效机理
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    10872038
  • 批准年份:
    2008
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  • 项目类别:
    面上项目
含损伤先进复合材料格栅结构(AGS)破坏机理研究
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    10302004
  • 批准年份:
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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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