树脂基复合材料缺陷表征与评价方法研究综述

复合材料结构中的制造缺陷严重影响航天装备的服役性能,如何实现复合材料缺陷的高精度检测表征与评价对航天装备的安全性设计意义重大。针对树脂基复合材料缺陷的先进表征技术及评价方法进行概述,重点介绍了复合材料成型工艺与典型缺陷类型、常用复合材料缺陷检测与原位表征技术和复合材料缺陷分析评价方法。通过对复合材料缺陷研究现状的梳理,可见计算机断层扫描技术和基于图像的数值计算方法正以其独特的精确度优势在复合材料缺陷的表征与分析领域崭露头角。同时还对先进的复合材料检测与评价技术在航天装备中复合材料结构安全性设计与可靠性分析方面的应用和发展趋势进行了展望。

金属增材制造若干关键力学问题研究进展

金属增材制造是一种兼顾复杂结构和高性能构件成形需求的颠覆性制造技术,在航空、航天、交通、核电等领域具有广阔的应用前景和发展空间.该技术大规模推广应用所面临的制造效率和控形保性挑战是一个涉及力学、光学、材料、机械、控制等多学科交叉的难题.本文针对其中涉及的若干关键力学问题,阐述了近年来国内外在面向金属增材制造的结构拓扑优化设计、制造过程数值模拟、成形材料与结构的缺陷表征和性能评价方面的研究进展,并对金属增材制造的结构设计-制造模拟-性能评价的发展趋势进行了展望.

增材制造三维点阵结构设计、优化与性能表征方法研究进展

增材制造技术与三维点阵结构技术是航空航天装备结构实现轻量化与多功能化的重要途径。针对增材制造三维点阵结构及其设计方法进行概述,重点介绍了增材制造三维点阵结构工程应用、轻质多功能三维点阵结构构型设计方法、三维点阵结构多尺度计算方法与拓扑优化方法、增材制造三维点阵结构性能评价表征方法等方面的研究现状与进展,对增材制造三维点阵结构在材料–结构–功能一体化设计方面的发展趋势进行了展望。

锂离子电池内部力学与温度参量在位表征方法

近年来,对高能量密度锂离子电池需求日益迫切,以硅基负极、三元正极为代表的高容量材料研究进展显著,与传统电极材料相比,其力学失效与热失控等问题也变得更为突出。从力学结构角度来看,锂电池电芯是典型的密封结构,在全寿命周期的服役过程中,在电池内部发生电/化/力/热多场耦合共同作用,因此,在位表征电池内部的力学与温度参量对揭示锂离子电池内部力学失效与热失控机理具有重要意义。着重介绍锂离子电池内部力学和热失效在位表征方法,包括:①内部力学量测量方法如原子力显微方法、在位光学方法、在位扫描电镜法、在位X射线断层扫描法等;②内部温度量测量方法如在位红外方法、内埋温度传感方法等。

热膨胀系数可控二维双金属点阵结构

热膨胀系数可控的力学超结构,有望显著提高极端热环境下电子器件和光学设备的尺寸稳定性和指向精度.前期针对热膨胀可控力学超结构的设计理论和性能评价方法已开展了大量研究,但如何实现近各向同性可控热膨胀变形和结构高承载特性仍面临诸多挑战.本文提出一种双金属点阵超结构,宏观等效热膨胀系数调控范围为75 ppm/K-−45 ppm/K,宏观等效模量达到80 MPa,建立了考虑双金属材料真实连接边界条件的理论预示模型,可准确预测几何构型与材料组元对结构热变形的影响规律,并通过实验验证了几类典型铝、钛、因瓦合金双金属点阵超结构的可控热变形行为,与传统工程材料相比其性能更加优越.