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碳纤维复合材料的雷击损伤研究及防护优化设计
结题报告
批准号:
51973105
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
贾玉玺
依托单位:
学科分类:
高分子共混与复合材料
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
贾玉玺
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中文摘要
碳纤维增强聚合物基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)具有轻质高强、耐腐蚀、可设计性强等特点,广泛应用于航空航天等领域。不同于金属材料,CFRP导电性差且具有显著的各向异性,导致CFRP对雷电环境更敏感,易于因雷击而发生灾难性的结构破坏。本项目采用实验研究、理论分析、有限元模拟和优化设计相结合的方法,系统地揭示在雷电通道的电-热-力综合作用下CFRP温度-热反应程度-材料微观结构参数-物理力学性能参数-损伤类型及其程度的耦合关系和协同演变规律,定量且准确地研究CFRP雷击烧蚀与力学损伤行为,进而比较CFRP的多种雷电防护结构的防护效果,建立CFRP雷电防护的优化设计系统,从而精细设计CFRP功能组分及多层次结构,最终实现CFRP雷电防护结构的轻量化、高效化和低成本设计。本项目将促进CFRP在飞机、航天器、高铁、风电等领域中的安全可靠应用。
英文摘要
Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites are widely used in the fields of aeronautics and astronautics due to such excellent characteristics as high specific strength and modulus, good corrosion resistance and outstanding designability. Compared with metallic materials, CFRPs exhibit poor electrical conductivity and obvious anisotropy, which makes aircraft much more sensitive to lightning environment. This project intends to combine experimental research with theoretical analysis, numerical simulation and optimal design, systematically revealing the coupled relationship and collaborative evolution rule among temperature, thermal reaction degree, material microstructural parameters, physical and mechanical property parameters, damage type and its content, as for CFRPs which are under comprehensive impacts of electrical-thermal-mechanical factors. The ablation and mechanical damage of CFRPs subjected to lightning strike will be analyzed quantitatively and precisely so as to compare the protective effects of several kinds of lightning protection structures of CFRPs. Then the optimal design system of CFRPs for lightning protection will be set up by means of elaborately designing the functional components of composite materials as well as the multi-scale structures. Ultimately the light weight and high efficiency and low cost of CFRPs with lightning protection structure will be realized. This project will contribute to the reliable application of CFRPs in aircraft, high-speed train and wind turbine blade.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.microrel.2023.115134
发表时间:2023-08
期刊:Microelectronics Reliability
影响因子:1.6
作者:Guoshun Wan;Q. Dong;Xiaochen Sun;Mengxuan Cheng;Hao Zheng;Zhi-qiang Zhao;Yuxi Jia
通讯作者:Guoshun Wan;Q. Dong;Xiaochen Sun;Mengxuan Cheng;Hao Zheng;Zhi-qiang Zhao;Yuxi Jia
DOI:10.1002/app.52170
发表时间:2022
期刊:Journal of Applied Polymer Science
影响因子:--
作者:Hui Liu;Peng Qu;Sitie Yu;Yihan Xu;Yuxi Jia
通讯作者:Yuxi Jia
DOI:10.1002/pc.26555
发表时间:2022-02
期刊:Polymer Composites
影响因子:5.2
作者:Hui Liu;P. Qu;Yunli Guo;Yong Zhou;Guoshun Wan;Yuxi Jia
通讯作者:Hui Liu;P. Qu;Yunli Guo;Yong Zhou;Guoshun Wan;Yuxi Jia
DOI:10.7654/j.issn.2097-1974.20230516
发表时间:2023
期刊:导弹与航天运载技术
影响因子:--
作者:董琪;赵致远;李婷;贾玉玺;张如良
通讯作者:张如良
DOI:10.1177/2633366x20977496
发表时间:2021-01
期刊:Composites and Advanced Materials
影响因子:1.6
作者:Dawei Zhang;P. Qu;Yuxi Jia
通讯作者:Dawei Zhang;P. Qu;Yuxi Jia
基于热固化和内应力演变分析的纤维复合材料脱模变形调控
  • 批准号:
    51373090
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    78.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    贾玉玺
  • 依托单位:
纤维复合材料预制件渗透性能的结构相关性建模与浸润缺陷控制
  • 批准号:
    51173100
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    贾玉玺
  • 依托单位:
纤维复合材料RTM制备过程的固化成型及脱模变形的研究
  • 批准号:
    50973056
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    贾玉玺
  • 依托单位:
国内基金
海外基金