[973]超轻多孔材料和结构创新构型的多功能化基础研究(5)

四、年度计划

研究内容 预期目标 科研中国[www.SciEi.com]收集于网络，仅供参考

研究内容 预期目标 （1）对熔体发泡过程各个影响因素有初步的认识；初步得到孔结构形态数字信息；揭示熔体在多孔截至间的渗流规律；解决实际技术问题、设计和臵备得到周期点阵多孔构型；揭示金属纤维夹芯多孔构型和介孔材料制备技术规律。 （2）初步建立描述超轻多孔结构本构关系的基本理论模型。获得典型多孔材料的最优化设计参数，揭示电磁波在周期性孔隙结构中的传播规律。完善现有高速摄影技术、特征参量记录分析技术，初步建立多孔材料的动态力学特征实验表征方法，基本掌握冲击实验技术和测试手段关键。 （4）为实验研究奠定基础；渗流流动的建模及测试。多孔材料的微观结构关联函数与孔隙拓扑结构的定量关系；生物材料原始结构向生物态多孔材料转变的共性特征，模板结构和形态遗传、组分变异规律和控制途径。 （3）完善单相对流传热与其细观结构的表征体系,并发展高孔系率多/跨尺度下的单相对流传热理论.对两相流型进行理论探讨。提出针对不同孔隙率、不同热值气体燃料的数学模型。 （5）揭示纤维增强泡沫金属夹芯结构宏观力学及物理性能与其细观结构间的内在变化规律。揭示材料微结构、材料构成方式以及激励振幅和频率对固有动力学参数的影响。 （6）揭示已有优质构型材料和结构的仿生特征、确认构型描述参数和性能指标因子，建立多指标因子协同设计方法；特定性能材料和特异性能材料的设计技术；建立材料设计和结构几何设计并发、多功能协同的轻质结构设计理论。 （1）研究熔体发泡过程各个影响因素的作用规律，着手开发孔结构分析技术，发展高孔隙率通孔泡沫铝制备技术；展开周期点阵多孔构型、金属纤维夹芯多孔构型的设计，着手解决其臵备技术问题；展开介孔材料制备研究。 （2）建立描述超轻多孔结构本构关系的基本理论模型，研究轻质点阵结构的具体的设计形式，并得到相应的力学参数；对电磁波在单一材料的周期性孔隙结构中的传播进行讨论，在各单元自身传播形式较简单的情况下考虑周期结构各单元间的相互影响；完成Hopkinson实验平台的建设和改制，完成中、低速度下低载荷条件下多孔材料动态力学实验，初步建第 立多孔材料的力学特征实验表征方法。 （3）对金属泡沫及栅格材料等多孔金属材料中的单相对流传热进行分一 析和测试,搭建相变实验台,分析金属泡沫等多孔金属内气体燃料流动预 热、燃烧、传热的机理与数学建模；多孔金属内磁流体不稳定性理论分年 析。 （4）搭建以测试多孔材料阻尼特性，吸声性能，隔声性能以及电磁屏蔽性能有关的实验平台；考虑孔隙结构参数对渗流介质的热弹性压缩模量的影响。建立微观拓扑结构的数学模型并仿真；研究有代表性的制备遗态多孔材料的转化规律。 （5）建立起纤维增强泡沫金属夹芯结构的细观结构与其宏观力学及物理性能间的定量关系，进而采用数值模拟方法对上述结构进行优化设计和分析。研究不同微结构、面板和芯体材料的固有动力学特性以及多孔材料特性的非线性参数识别。 （6）研究基于仿生分析模拟与仿生设计的轻质高强韧材料和结构创新科研中国[www.SciEi.com]收集于网络，仅供参考

研究内容 构型的设计理论；特定性能材料和特异性能材料微结构设计理论；材料设计与结构设计并发、多功能协同的设计方法。 预期目标 （1）研究熔体发泡各影响因素的控制原理；探索孔结构参数和性能之间的内在联系；研究周期点阵多孔构型的稳定性问题；研究多孔陶瓷绗架、金属纤维等的结构特征和性能之间的关系以及制备参数和介孔结构之间的关系。 第 （2）建立强动载荷下超轻多孔结构本构理论体系。进行强动载荷下超轻 多孔结构中冲击波传播规律的数值研究。研究点阵材料的阻尼振动智能二 特性；研究轻质点阵功能结构的本构模型、破坏失效机理等力学性能。研 究闭孔在中、高速下不同孔隙率多孔建立多孔材料年 材料的动态力学行为，的动态力学特征实验表征方法，基本掌握冲击实验技术和测试手段关键。 （3）进行多孔金属材料中的相变传热的初步实验研究；对其两相流型进行初步可视化研究。对金属泡沫等超轻多孔金属材料中的两相流动（1）通过熔体发泡过程各个影响因素作用方式初步控制泡沫铝及铝合金的结构；初步得到孔结构形态参数和性能之间的关系；建立周期点阵多孔构型制备技术优化仿真模型；实现超轻纤维夹层多孔金属从微观到宏观的结构和形态的控制。 （2）对平面有序多孔材料进行理论分析，使点阵材料梁结构达到迅速减振。获得轻质点阵功能结构的力学特性和点阵功能结构的初步优化计算结果，建立其控制方程。建立多孔材料的动态力学特征实验表征方法，基本掌握冲击实验技术和测试手段关键。得出孔隙率和结构对动态力学特征的影响规律。 （3）获得多孔金属材料中的相变传热初步实验结果,对其两相传热效果科研中国[www.SciEi.com]收集于网络，仅供参考

研究内容 和传热机理进行理论研究.得出多孔金属材料内的辐射换热求解方法；初步设计多孔介质燃烧器；建立多预期目标 有一基本理解；对两相传热理论有一较为清晰的认识,并提出相应的数学模型；得出多孔金属材料内较完善可靠的辐射换热数值计算方法。 （4）揭示多孔材料阻尼性能以及吸声性能实际规律；骨架材料的力学响应；解析地给出孔隙材料的微观结构对电磁动态有效性质影响的规律；揭示生物态多孔材料孔型结构特征，并发展其表征测试技术。 （5）给出纤维增强泡沫金属超轻多功能复合材料结构的制备工艺。揭示纤维增强泡沫金属夹芯结构的失效机理，给出相应的材料破坏准则。揭示材料微结构单元体振动特性与材料宏观动力特性的内在规律。 （6）建立多物理场、多功能金属基多孔材料结构性能和响应分析的多尺度方法；建立复杂环境下多约束非线性结构宏观构型的创新设计方法；建立散热结构、特殊波传播或隔断结构设计的拓扑优化理论和技术。 孔介质内磁流体流动控制试验台。 （4）阻尼性能及声学性能的实验研究；建立固液两相介质的本构和控制方程。考察当非刚性假定时金属多孔材料中声传播；给出动态电磁有效性质解析模型，测量材料电磁性质。左手材料的设计；遗态多孔材料的微观组织结构特征。 （5）采用一体化成型工艺，制备纤维增强泡沫金属夹芯结构。研究泡沫金属材料、纤维增强复合材料面板和纤维柱的损伤机理和破坏模式，并确定相应的材料强度准则。建立纤维增强泡沫金属夹芯板壳固有动力学特性的数学模型；研究材料微结构单元体振动特性与材料宏观动力特性的联系。 （6）研究多物理场耦合作用下材料与结构多尺度分析方法；研究在多物理场耦合环境下，考虑非线性，含力学性能约束、防热（隔热/散热/传热）要求、以及物理波传输、隔断、响应等性能要求的多约束结构拓扑优化技术。 （1）继续发展无序泡沫铝及铝合金的制备技术；研究有序点阵多孔结构异材连接技术；考虑多种因素对有序第 点阵结构进行优化；研究介孔材料的光催化性能。 （2）利用理论分析和数值模拟的方法，研究多孔材料变形和失效规律。三 研究左手材料微结构形状和分布与宏观材料有效介电常数和磁导率的 联系，探索电磁波在左手材料中以及开展强动载荷下年 界面上的传播规律。超轻多孔结构破坏理论初步研究及建模。完成全部强动载冲击实验。 根据提出的理论分析模型，研制相应的（1）建立熔体泡沫生长过程模型；总结得到无序多孔金属对能敏感的孔结构参数；得到孔隙率＞70%的通孔泡沫铝及铝合金；研制得到直接或间接的金属自由成形有序多孔结构的工艺方法；揭示有序多孔构型异质连接关键技术。 （2）确定韧性平面有序多孔材料的宏观断裂模式和失效判据；获得应力波在周期性点阵材料之间传播的动力学模拟方法；揭示结构中电磁波的传播规律。分析在撞击、爆炸冲击波作用下应力波在多孔材料中的传播机理和衰减规律及对细观结构的依科研中国[www.SciEi.com]收集于网络，仅供参考

研究内容 数值模拟程序，分析超轻多孔金属材料细观结构、孔隙率等对应力波主导波形传播、衰减和能量吸收等特性的影响。 （3）得出流动阻力和传热系数随热流密度、质量流量及工作压力的变化规律；对两相流型进行进一步研究, 对汽泡成核、聚合、长大及流型演变规律的初步可视化研究。研究和开发气体燃料在多孔金属燃烧器内全过程的数学模型和数值求解方法；建立多孔介质内磁流体流动与传热控制试验台。 （4）建立多孔材料阻尼特性及声学特性分析的数学模型；高声强下的波传播和吸收机理；完成电磁波数值方法，比较解析方法，给出具有不同微结构模型材料电磁波投射测量结果；研究遗态过程中的定向设计与控制技术。 （5）建立纤维增强泡沫金属夹芯结构失效破坏的细观力学模型，并对该类结构进行失效破坏过程的模拟。研究纤维增强泡沫金属夹芯结构的稳定性问题，确定该类结构的临界屈曲载荷以及后屈曲平衡路径。多孔超轻板、壳的小挠度和大挠度弯曲行为研究；确定多孔材料阻尼的实验或数值分析方法。 （6）研究基于特征的结构与材料新构型设计理论；多物理场耦合作用下材料和结构多尺度联合的多目标优化理论和方法。 预期目标 赖性，全面了解多孔材料结构的吸能机理及破坏过程。 （3）得出流动阻力和传热系数随热流密度、质量流量及工作压力的变化规律。进行液体燃料燃烧测试试验；在改变电磁场参数、流动初始和边界条件时，以及热边界条件时，测定磁流体的流动与传热行为。 （4）揭示多孔材料阻尼性能机理与声波的传播规律；高声强条件下波传播及吸收的建模及测试；给出一种基于FDTD的普适计算方法和软件，为分析微观结构影响打下基础；实现结构组分功能特性设计、控制与微观层次的功能组装。 （5）揭示纤维增强泡沫金属夹芯结构失效破坏的规律、变形特征。揭示纤维增强泡沫金属夹芯结构失稳破坏的内在规律，掌握该类结构非线性屈曲的特征。 （6）抽象出体现可制造性的材料和结构构型描述的特征参数，建立以特征参数为驱动的拓扑形式演化技术；建立基于特征的结构与材料创新构型设计问题的提法和求解方法；建立多场耦合、多尺度联合的材料和结构多目标优化理论。 科研中国[www.SciEi.com]收集于网络，仅供参考

百度搜索“70edu”或“70教育网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，70教育网，提供经典综合文库[973]超轻多孔材料和结构创新构型的多功能化基础研究(5)在线全文阅读。