项目名称: 热防护连接材料与结构力学设计与高温失效机理

项目编号: No.11472038

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 张如炳

作者单位: 北京交通大学

项目金额: 90万元

中文摘要: 热防护系统连接机构是近空间高超声速飞行器研制成败最为关键的技术之一。本项目针对高温热防护连接件材料与结构的力学和隔热性能不能兼顾的矛盾,通过借鉴生物复合材料的致密/多孔梯度复合结构,创新地提出金属浸渗多孔陶瓷的力学设计方法与制备工艺方法,拟实现多孔陶瓷的力学和隔热性能的协同一体化。本项目将传热学与高温力学相结合,主要通过研究多种物理参数与结构参数的材料微结构的力学优化设计方法,指导多功能一体化的致密/多孔梯度高温复合材料微结构的精确控制,发展材料的性能测试表征方法和性能匹配技术;一方面为建立材料的高温热-力耦合响应机制和高温破坏失效机理提供分析依据,另一方面为多孔陶瓷材料的强韧化设计、性能优化、合理使用以及寿命评估等提供精确指导。本项目属于前沿性的基础研究,其研究成果将进一步丰富和发展陶瓷材料强韧化的科学理论,同时为陶瓷材料在热防护系统部件上的应用提供理论基础和技术储备。

中文关键词: 热防护系统;失效机理;优化设计

英文摘要: Thermal Protection System (TPS) is one of the key techniques for development of high-performance hypersonic vehicles. The quest for more-efficient thermal protection system technologies necessitates the development of lightweight, high-performance structural materials with exceptional strength and insulation. Unfortunately, these two properties tend to be mutually exclusive. In order to solve this problem, we propose a new method for preparing the bio-inspired hybrid materials with dense/porous graded structure. In this study, based on the viewpoint of integrated high temperature mechanics and heat transfer theory, we would investigate the optimization design of multi-physical parameters, multi-structural parameters and multi-objective, which could guide the dense/porous graded structure of multi-functional integrated composites. Moreover, we would develop the performance test, characterization method and performance matching of the graded composites. On the one hand, it provides theoretical analysis basis for high-temperature thermal-stress response and failure mechanism of the graded composites; on the other hand, it could provide a precise guidance on strengthening and toughening design, performance optimization, rational utilization, and life evaluation for porous ceramics. The study on bio-inspired structure is becoming a frontier field of solid mechanics. Results showed here enrich and develop the basic mechanisms of strengthening and toughening design for porous ceramics, and afford reliable foundation for this kind of composite to be used in thermal protection systems and propulsion systems for hypersonic flight vehicles.

英文关键词: Thermal Protection System;failure mechanism;Optimization design

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

《智能电网组件:功能和效益》白皮书
专知会员服务
27+阅读 · 2022年4月13日
中国AI+材料科学产业应用研究报告,41页pdf
专知会员服务
57+阅读 · 2021年12月6日
NeurIPS 2021 | 通过动态图评分匹配预测分子构象
专知会员服务
22+阅读 · 2021年12月4日
专知会员服务
43+阅读 · 2021年9月7日
专知会员服务
32+阅读 · 2021年5月7日
【博士论文】解耦合的类脑计算系统栈设计
专知会员服务
31+阅读 · 2020年12月14日
手把手教你,19步从石头里抠出一块CPU
新智元
0+阅读 · 2021年11月16日
招聘平面设计实习生
微软研究院AI头条
0+阅读 · 2021年5月20日
高分子材料领域的十大院士!
材料科学与工程
19+阅读 · 2018年9月18日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Search-based Methods for Multi-Cloud Configuration
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
57+阅读 · 2022年1月5日
Arxiv
46+阅读 · 2021年10月4日
小贴士
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员