点阵材料新型结构设计及关键力学问题研究

课题围绕点阵材料结构化设计与应用中的关键力学问题进行应用基础研究。采用设计、制备、试验等方法，以点阵复合材料为基础，开发新型轻质点阵承力结构，包括点阵夹层梁、点阵夹层板以及点阵夹层柱壳结构，研究结构的力学性能和结构设计方法。以多夹层和多尺度构型拓展点阵结构，制备点阵夹层梁、板、壳结构。在点阵材料基础上，制备多夹层结构，研究多夹层结构的静、动力学行为，探讨应力波在多夹层结构中的传播特征及梯度夹层对能量吸收性能的影响。理论研究多尺度格栅强度、模量与多尺度的对应关系，以点阵复合材料为单元，设计制备多尺度格栅结构，试验研究结构力学性能，讨论多尺度结构能量吸收效率的增强特征。以点阵复合材料为夹芯，设计制备点阵夹层柱壳结构，建立结构在轴向压缩、扭转、围压作用下的力学模型和破坏理论，试验测试结构的承载力。通过研究，完善点阵承力结构的设计理论、制备工艺和试验表征方法，推进点阵复合材料的结构应用。

课题围绕点阵复合材料结构设计与应用中的关键力学问题进行了应用基础研究。采用设计、制备、试验等方法，以纺织点阵复合材料和格栅点阵复合材料为基础，开发了新型轻质点阵承力结构，包括点阵夹层梁、点阵夹层板以及点阵夹层柱壳结构，研究了结构的力学性能和结构设计理论。建立了点阵结构的静力等效分析方法和多模式破坏理论，分析了点阵结构的破坏模式图。. 以多夹层和多尺度构型拓展点阵结构，制备了点阵夹层梁、板、壳结构。在点阵材料基础上，制备了多夹层结构，研究了多夹层结构的静、动力学行为，探讨了梯度夹层对能量吸收性能的影响。理论研究了多尺度格栅强度、模量与多尺度的对应关系，以点阵复合材料为单元，设计制备了多尺度格栅结构，试验研究了结构的力学性能，讨论了多尺度结构能量吸收效率的增强特征。. 以波纹点阵复合材料为夹芯，设计制备了新型点阵夹层柱壳结构，建立了结构的力学模型和破坏理论，试验测试了结构的承载力和动力学性能。设计制备了新型一维点阵复合材料结构，建立了结构力学分析模型，准确预测结构整体屈曲和局部屈曲临界载荷。. 将点阵结构与吸波材料相结合，成功制备了轻质高强结构隐身复合材料，试验揭示了结构的力学性能和吸波性能，建立结构隐身复合材料夹层结构混杂设计方法。. 以纺织点阵复合材料力学性能研究为基础，设计了2款新型高铁车辆导流罩结构，成功将点阵复合材料应用于轨道交通工程领域。点阵承力筒也应用于制造全复合材料弹体结构。. 通过研究，完善了点阵承力结构的设计理论、制备工艺和试验表征方法，推进了点阵复合材料的结构应用。结合研究，发表SCI（源刊）论文37篇。