面向航空变体结构的柔性复合材料蒙皮技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51875026
  • 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:
    E0506.机械设计学
  • 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

In orger to satisfy the requirement for complicated morphing of aeronautical strucutres, this project deals with flexible composite skins(FCS) with recoverable large deformation function for aeronautical morphing application (i.e. wings, air inlet etc.). (1) Some new novel flexible composite skins with excellent mechanical properties are proposed.(2) Based on engineering mechanics methodology, macroscopic and microscopic mechanical models are prosentd to analyze the FCS’s behaviour determined by materials mechanism in the status of design, fabrication and service condtions. From the perspective of multilevel and multiscale, quantitative relationships between macroscopic mechanical behaviours and material properties and macroscopic-microscopic geometric charateristics are established, and the large deformation functional behaviour and comprehensive mechanical properties are evaluated. Thus, the internal mechaism of different FCS schemes is revealed (3) The integrated analysis and design methods for the FCS and morphing structures based on the FCS are developed and analyzed. (4) On the above basis, using the efficient optimal algorithm and computer-aided design technology, comprehensive optimizations of the FCS and morphing structures are conducted in the macro-micro multilevel and multiscale respectively to determine the optimimal integrated component materials, macro-micro structural details and parameters, and fabrication parameters and process etc. (5) According to the optimal scheme, the specimens of FCS and typical morphing structures based on the FCS are fabricated and the experiments are carried out to varify the above mechanical models and optimal results.
以面向应用于航空变体结构(变体机翼、变体进气道等)的具有可恢复大变形功能的柔性复合材料蒙皮为研究对象,针对航空变体结构的复杂变体需求,(1)提出高性能柔性复合材料蒙皮的概念设计方案;(2)运用工程力学方法,提出其设计、制备和实际使用状态下材料作用过程的宏/细观力学分析模型,建立多层次跨尺度宏观力学性能与其组分材料性能和宏/细观结构特征之间的定量关系,评估其复杂状态下的大变形功能特性和综合力学性能,揭示其内在的力学机制;(3)建立柔性复合材料蒙皮及其变体结构的一体化设计与分析方法;(4)在此基础上,利用高效优化算法和计算机辅助设计技术,对柔性复合材料蒙皮及其变体结构分别从细观和宏观层面进行多层次跨尺度优化设计,获得优化的组分材料的选择与匹配、宏/细观结构特征与尺寸参数、工艺参数等;(5)根据优化结果,制备柔性复合材料蒙皮及其变体结构典型件,并进行力学性能测试,验证上述模型及优化结果的有效性。

结项摘要

面向未来变体飞机的航空变体结构具有典型的结构-功能一体化特点,其中最为关键的技术问题之一是能适应各种复杂变体功能和气动设计要求的柔性复合材料蒙皮及其变体机翼。因此,本项目针对柔性复合材料蒙皮及其变体机翼设计、制备和使用状态下科学问题进行研究。设计开发了高性能新型柔性复合材料蒙皮,建立了评估复杂状态下的大变形功能特性和综合力学性能的分析模型和试验技术,完成了新型柔性复合材料蒙皮及其变体结构的优化设计和实验验证。这既是未来先进航空复合材料结构研制的所需,也是复合材料技术发展之必然。本项目在柔性复合材料蒙皮及其航空变体结构的基础设计理论、材料与工艺、综合试验验证技术等方面取得了成体系的进展,研制出了3款新型柔性复合材料蒙皮和2款变弯度原理样机,正在与中航工业成飞等单位合作,瞄准下一步的工程化应用。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(1)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Micromechanical model for rapid prediction of plain weave fabric composite strengths under biaxial tension
快速预测双向拉伸下平纹织物复合强度的微机械模型
  • DOI:
    10.1016/j.compstruct.2020.112888
  • 发表时间:
    2021-01-01
  • 期刊:
    COMPOSITE STRUCTURES
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Bai, Jiangbo;Wang, Zhenzhou;Shenoi, Ajit
  • 通讯作者:
    Shenoi, Ajit
Multi-objective optimisation designs for thin-walled deployable composite hinges using surrogate models and Genetic Algorithms
使用替代模型和遗传算法的薄壁可展开复合铰链的多目标优化设计
  • DOI:
    10.1016/j.compstruct.2021.114757
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
    Composite Structures
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Tian-Wei Liu;Jiang-Bo Bai;Nicholas Fantuzzi;Guang-Yu Bu;Dong Li
  • 通讯作者:
    Dong Li
Folding behavior of the thin-walled lenticular deployable composite boom: Analytical analysis and many-objective optimization
薄壁透镜状可展开复合材料吊杆的折叠行为:分析分析和多目标优化
  • DOI:
    10.1080/15376494.2022.2053766
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
    Mechanics of Advanced Materials and Structures
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Tian-Wei Liu;Jiang-Bo Bai;Nicholas Fantuzzi
  • 通讯作者:
    Nicholas Fantuzzi
Parametric Study on Low-Velocity Impact (LVI) Damage and Compression after Impact (CAI) Strength of Composite Laminates.
复合材料层压板低速冲击 (LVI) 损伤和冲击后压缩 (CAI) 强度的参数研究
  • DOI:
    10.3390/polym14235200
  • 发表时间:
    2022-11-29
  • 期刊:
    Polymers
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Guo S;Li X;Liu T;Bu G;Bai J
  • 通讯作者:
    Bai J
Folding analysis for thin-walled deployable composite boom
薄壁可展开复合材料吊臂折叠分析
  • DOI:
    10.1016/j.actaastro.2019.02.014
  • 发表时间:
    2019-06-01
  • 期刊:
    ACTA ASTRONAUTICA
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Bai, Jiang-Bo;Chen, Di;Shenoi, R. Ajit
  • 通讯作者:
    Shenoi, R. Ajit

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    李雪芹
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    白江波;熊峻江;李雪芹;罗楚养;张子龙
  • 通讯作者:
    张子龙

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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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