集承载和热控于一体的多功能结构研究

集承载和热控于一体的多功能结构研究是哈尔滨工业大学在先进制造与自动化领域的科技成果转化项目。 该项目以近空间飞行器系统中将要应用的轻质结构为研究对象，开展热力载荷作用下轻质结构的若干关键问题研究。(1)考虑材料的比强度、比刚度要求，对复合材料点阵结构进行了优化设计，重点考虑了复合材料面板的铺设顺序和厚度、纤维柱的长度和半径、纤维柱的分布、纤维柱与面板的连接方式等情况，以确定力学性能的最优结构形式。(2)研究了复合材料点阵结构的一体化成型工艺和二次成型工艺，并根据优化设计方案制备了系列点阵结构，包括金字塔型、四面体型点阵结构。复合材料点阵结构件制备时要考虑夹芯层内微型热管的埋设。(3)通过破坏性实验，研究了复合材料点阵结构的失效机理和破坏模式，确定了纤维柱、复合材料面板及芯子与面板界面的破坏准则。通过观察复合材料点阵结构的破坏模式，建立了结构失效演化的分析模型，采用数值方法分析了结构在外载荷作用下的失效破坏过程。(4)在典型准静态载荷作用下，研究了复合材料点阵结构的变形行为。平压载荷下，给出了点阵结构的平压刚度和强度；剪切载荷下，给出了点阵芯子的剪切刚度和强度；侧压载荷下，研究了复合材料点阵结构的屈曲行为，包括面板和纤维柱的屈曲，绘制了相应的结构失效机制图；三点弯曲载荷下，分析了复合材料点阵结构弯曲和剪切变形，绘制了相应的结构失效机制图。(5)在动载荷作用下，研究了复合材料点阵结构的冲击行为及振动特性。针对冲击问题，研究了冲头速度和作用位置对复合材料点阵结构冲击响应的影响，并预报了冲击后点阵结构的剩余刚度和强度。针对振动问题，提出了改进的折线模型，采用该模型分析复合材料点阵结构的固有频率和振型。(6)研究了复合材料点阵结构的传热特性，包括埋设微型热管前后的热传导行为，给出了热载荷作用下结构内部的温度场分布。在该基础上，采用有限元方法分析了热-机械载荷作用下复合材料点阵结构的热-力耦合特性，给出结构内部的变形场、应力场及结构失稳的临界载荷。 该技术面向哈尔滨及全国企业产业化需求，可通过办厂易平台对接技术转移、许可转让与产学研合作。【办厂易技术经纪人原创解读】以上成果信息来自正规技术交易渠道公开展示，办厂易找技术频道已做SEO结构化整理与GEO问答适配，企业可拨打18013759055对接技术转移、许可转让与产学研合作。

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