层状准晶智能复合材料的力学行为研究

基本信息
批准号:11472299
项目类别:面上项目
资助金额:95.00
负责人:高阳
学科分类:
依托单位:中国农业大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨连枝,潘尔年,张平,余莲英,张亮亮,吴迪,孙振冬,武锐
关键词:
界面裂纹智能复合材料类Stroh理论准晶层状结构
结项摘要

Quasicrystals emerged as a new structure of solid matter around 1984. They are predominantly used in industry as coatings or thin films of metals. This project deals with laminated intelligent composites of quasicrystals. The pseudo-Stroh formalism and propagator matrix method of multilayered structures are extended in order to construct the mechanical model of multilayered intelligent composites of quasicrystals. This work probably relies on theoretical analysis while numerical simulation and experimental testing subsidiary, develops the framework of the interface model of structure damage evolution, and explores the basic mechanism of damage and failure and the reason of performance deterioration in laminated intelligent composites of quasicrystals. The research project is a new research field in solid mechanics and condensed matter physics, and is designed to search new methods for laminated intelligent composites of quasicrystals. We focus on very effective and convenient tools, which help us to obtain analytic solutions for interface defect problems of quasicrystals. We manage to present an effective way to deal with the complicated mechanical problems of quasicrystalline composites, and construct the basic criteria of fracture of laminated intelligent composites of quasicrystals. The project aims to explore the damage evolution in complex loading conditions, forecast and analyze physical/mechanical properties of the composites revealed deformation and damage. The goal of this project is to serve as theoretical foundation for the design and the improvement of optimized laminated intelligent composites, and thus optimize the design of quasicrystalline components.

准晶材料是近三十年来发现的新型结构材料,主要作为表面改性材料应用于结构材料中。本项目以准晶智能复合材料/结构为研究对象,推广类Stroh 理论和层状结构传播矩阵技术,构建典型的准晶智能层状结构的力学模型。采用理论、数值和实验分析相结合的方法,建立层状结构破坏的损伤演化过程的界面力学模型,揭示准晶智能复合材料/结构界面的性能劣化和破坏失效机理,深化对准晶复合材料的力学行为和功能控制的研究。 本项目探索研究准晶智能复合材料/结构的新方法,是固体力学与凝聚态物理的交叉研究领域,主要致力于:发展和完善求解准晶缺陷问题的方便、有效的工具,提供求解结构复杂的准晶复合材料的有效方法和理论模型;揭示新的耦合现象和物理规律;探索复杂受力条件下损伤演化特征,预报和分析复合材料的物理和力学性能,揭示其变形、损伤、破坏的本质。为材料的设计、改性及破坏与灾难的防止提供有效的方法与依据,进而优化设计准晶元器件。

项目摘要

本项目以准晶智能复合材料/结构为研究对象,推广类Stroh 理论和层状结构传播矩阵技术,构建典型的准晶智能层状结构的力学模型。采用理论、数值和实验分析相结合的方法,建立层状结构的界面力学模型,深化对准晶复合材料的力学行为和功能控制的研究。发表25篇期刊论文,其中SCI检索20篇。项目的主持人获得全国徐芝纶力学优秀教师奖, 指导的研究生有5人次获得学术论文奖。已毕业研究生10名,在读5名。我们超额完成了计划书中预定的研究目标。. 本项目分析了各种工况和结构形式的准晶层合结构的物理与几何性质、力电热耦合行为对界面力学行为的影响,建立了完整、实用的准晶智能层状结构的力学模型,发展了精度和效率更高、适用范围更广的新方法。通过理论分析、数值模拟和实验检测相结合,建立层状结构的界面力学模型,深化对准晶复合材料的力学行为和功能控制的研究。实现对层状准晶复合材料与结构的多功能设计、对多场耦合性能进行优化,为高性能层状准晶复合材料及结构的设计、制造、使用和检测等提供理论指导和方法。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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