[973]超轻多孔材料和结构创新构型的多功能化基础研究(6)

研究内容 预期目标 （1）建立溶体泡沫化过程完整物理模型；设计获得针对具体性能的可泡沫化合金成分；制备出金属纤维复合超薄三明治材料；得到自由成形有序多孔结构的与材料匹配的最佳工艺参数。获得介孔材料电学、光学、化学性质的变化规律。 （2）确定有序超轻多孔材料微结构尺度对宏观性能的影响。获得轻质点阵结构最有控制模型和相应的理论计算结果。揭示应力波在多孔材料中的传播和吸收机制。建立开孔的多孔材料考虑应变率相关效应的应力-应变-时间本构模型。给出不同多孔金属材料结构的能量吸收性能表征参数。 （3）获得临界热流密度随工质物性、有序多孔金属材料表征参数等之间的变化规律。得出多孔金属材料中燃烧及磁流体传热特性的数学模型和数值求解方法。 （4）揭示多孔材料阻尼声学性能与相关参数的关系。高声强并有附加场波传播及吸收的建模及测试；揭示材料微观参数对电磁波的作用机理；揭示材料介质组分－孔型结构－电磁波参数之间的关联，并提出电磁波屏蔽吸收制备技术原型。 （5）揭示纤维增强泡沫金属夹芯结构吸声、传热、动态响应、屈曲特性的内在规律。揭示纤维增强泡沫金属夹芯结构吸收动态冲击能量的规律。阐明纤维增强泡沫金属夹芯材料结构动力响应中的多稳态特性和时滞对其的影响。 （6）建立周期性非均匀介质中波传播问题的多尺度分析方法；建立弹性波带隙材料与结构的设计理论，获得具有特定频率段位臵和最大频段宽度的波隔断材料；建立具有负介电常数、负折射系数、负磁导率的异性介质的设计理论；揭示电磁波在异向介（1）在熔体泡沫化模型中加入传热冷却过程；针对具体性能设计可泡沫化熔体合金；开展三层及多层金属纤维超薄三明治结构复合技术的研究。研究C,N共掺杂二氧化钛介孔材料电导率与掺杂元素，介孔结构和气氛之间的关系。 （2）研究具有微结构的有序超轻多孔材料的可能存在的尺度效应。研究融入材料和几何非线性的智能结构系统的物理模型、反馈和耦合机理。 研究结构、孔径和孔隙率对有序和无序开孔多孔材料动态力学行为的影响规律。研究点阵材料受冲击载荷下的应力波的传播问题。用试验结果校核、完善和修正理论模型，发展表征多孔材料结构的动态特性的综合理第 论体系。 （3）系统研究多孔金属材料中的微 观结构对两相流动和传热的影响,进行临界热流密度的实验/理论研究，四 进一步完善相变传热理论模型。研究液体燃料及磁流体在多孔金属材料 内的数学模型和数值求解方法。 （4）由所建立的多孔材料阻尼声学年 特性数学模型分析相关影响参数；高声强并有附加场的波传播和吸收机理；微观结构对动态电磁有效性质的影响，左手材料的设计研究；生物态多孔材料介质组分－孔型结构－电磁波特性之间的有效关联。 （5）研究纤维增强泡沫金属夹芯结构的吸声特性、传热特性、板壳非线性、时滞动力响应、多稳态运动和稳定性问题。研究冲击载荷的作用下纤维增强泡沫金属夹芯超轻多功能结构的吸能特性。建立多孔材料和结构的动力学系统建模理论。 （6）研究弹性波、电磁波在周期性非均匀介质中的传播规律及分析方法；研究带隙材料微结构设计理论、左手材料微结构设计理论。 科研中国[www.SciEi.com]收集于网络，仅供参考

研究内容 预期目标 质中的特异的传播规律。 （1）研究带泡熔体流动规律以及流动条件下热场对泡沫长大凝固的作用规律；进一步研究金属格栅结构、金属/陶瓷复合多孔材料研究动态力学行为以及抗爆、防弹特性；研究氧化物半导体禁带宽度变化。 （2）研究纤维增强泡沫金属夹芯复合材料结构的动态稳定性。对变形自适应控制和振动控制在实际中的可即研究在航天航第 行性进行具体研究，空领域的应用。提出控制电磁波传播以反射率为 与耗散过程的结构参数，约束条件，结构比刚度、比强度等力五 学性能指标为目标函数建立优化函数，进行优化计算。全面总结实验研完善超轻多孔材料结构的动 究成果，态破坏理论体系。 年 （3）对金属泡沫等多孔金属材料中传热的尺度效应进行深入理论研究。进行多孔金属材料中沸腾传热的不稳定性研究。进行将金属泡沫等在几个工程实际的应用性研究。 （4）以汽车或航天结构的实际应用为背景，以提高多孔材料结构阻尼及吸声性能为优化目标对多孔材料构型进行优化设计。给出新的孔隙左手材料的设计方法；生物态多孔材料介（1）总结熔体各参数对泡沫化过程和最终孔结构的作用规律，建立金属熔体发泡设计与制造理论体系；建立金属格栅结构、金属／陶瓷复合超轻结构冲击能量吸收优化体系；建立基于材料累加原理自由成形有序多孔结构的理论体系与技术方法。 （2）揭示冲击等动力学载荷作用下超轻多孔材料的相应规律；完成轻质点阵功能结构的实用性评估，并且得到典型结构件的初步制备方案；揭示纤维增强泡沫金属夹芯复合材料结构的动态稳定性以及结构的影响规律。综合给出多孔材料的准静态和动态力学行为的描述和表征方法。借助实验研究结果分析，确定超轻多孔材料的动态破坏准则，完善强动载荷下超轻多孔材料结构的强度理论。 （3）得出金属泡沫等多孔金属材料中的两相流动与传热的尺度效应。给出宏观传热与其微观结构的相变传热关系式。给出较系统的多孔金属传热性能理论知识体系，并设法得出几种多孔介质燃烧器样品。 （4）为多孔材料结构实际应用奠定基础；给出新左手材料的微结构并进行样品制备和测量；揭示生物态多孔材料介质组分－孔型拓扑结构－声科研中国[www.SciEi.com]收集于网络，仅供参考

研究内容 预期目标 质组分－孔型结构－声波特性之间波参数之间的关联，并提出声波吸收的有效关联。全面总结课题。 制备技术原型。 （5）制备具有吸声、吸能、隔热或（5）给出纤维增强泡沫金属夹芯超其综合性能散热、降噪功能的纤维增强泡沫金属轻多功能的典型结构件，建夹芯超轻多功能的典型结构。开展该应优于目前使用的各类轻型结构。类结构的可靠性及综合性能评价研立有效抑制纤维增强泡沫金属夹芯究。开展纤维增强泡沫金属夹芯复合板壳振动的控制方法和实施技术。 材料和结构的振动控制和智能化研（6）进一步完善材料和结构设计并建立跨尺究。建立和发展相应的自适应和鲁棒发和多功能协同设计技术；度优化问题的提法和有效求解方法；控制理论及实验技术。 发展材料分布与结构几何并发设计（6）研究材料设计和结构的几何设理论，建立基于微结构数据库的轻质计一体化并发的设计理论；研究多功结构设计技术；根据实际需求，设计能协同设计优化理论和方法；利用研出几种典型的材料和结构构型。 究成果的实际应用研究。

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