复合材料层合板多尺度破坏失效力学性能研究

以复合材料高压储氢容器为研究对象，联合连续损伤力学和复合材料微观力学，建立包括纤维断裂、基体开裂和界面分离三种失效模式在内的复合材料层合板宏观-细观-微观多尺度破坏力学性能分析方法，将复合材料层合板宏观损伤和各向异性刚度退化特性用复合材料微观破坏和失效进化机理来表征，计算容器铺层角度、厚度等参数对容器爆破压力的影响。本项目涉及"机械结构强度学"和"复合材料力学"等学科，是研制轻质高压储氢容器急需解决的关键基础问题。研究成果将为提高高压储氢容器的储存能力和安全性，推动高压储氢技术发展具有重要意义。

复合材料层合板多尺度渐进失效分析是当前国际上复合材料领域中的重要基础研究课题。本项目以复合材料气瓶为研究对象，在国际上原创性地提出了一套复合材料气瓶微观-宏观多尺度失效理论方法和强度可靠性分析方法，开展了复合材料层合板分层与后屈曲失效数值研究以及复合材料层合板声发射测试技术研究，深入揭示了复合材料结构的失效机理，并且在国际上首次开展了复合材料气瓶数值仿真模拟与优化设计评论研究。发表SCI论文6篇（其中影响因子6.0以上1篇，2.0以上3篇），出版英文学术专著1本，获授权实用新型专利1项，取得了较好的研究成果，圆满完成了本项目的研究计划。研究成果对于丰富和发展多学科基础理论方法，提升复合材料气瓶力学性能预测能力和设计水平具有重要意义。