复合材料结构动态屈曲行为的检测仪器研制

本项目将研究和开发用于复合材料结构动态屈曲实验的检测技术与仪器系统。发展全天、全场、不连续表面的形貌测试方法，开发表面屈曲形态可视化、实时检测技术，研制复合材料轻质结构屈曲模态检测的便携式实验仪器和全自动分析软件系统，实现复合材料壁板结构动态屈曲失稳的可视化现场检测。针对现代飞机典型复合材料结构部件进行失稳实验和破坏机理研究，为解决航空、航天面临的基础科学问题提供快捷有效的实验检测手段和分析方法。

本项目将研究和开发用于复合材料结构动态屈曲实验的检测技术与仪器系统。发展全天、全场、不连续表面的形貌测试方法，开发表面屈曲形态可视化、实时检测技术，研制复合材料轻质结构屈曲模态检测的便携式实验仪器和全自动分析软件系统，实现复合材料壁板结构动态屈曲失稳的可视化现场检测。针对现代飞机典型复合材料结构部件进行失稳实验和破坏机理研究，为解决航空、航天面临的基础科学问题提供快捷有效的实验检测手段和分析方法。开展的工作和取得的结果如下：. 首先，提出了消除非线性误差的多频反相条纹投影方法，实验验证了反相条纹投影方法的可行性和适用性。提出了一种双屏兼多频投影条纹的三维形貌测量仪器，由主屏幕和虚拟屏幕组成双屏显示系统，使用动态相移技术要保证投影和采集同步触发，不占据主屏幕，条纹相移准确，投影和采集自动化。同时，也尝试提出了其他多种三维形貌测量方法与去包裹技术。. 其次，使用双屏兼多频投影条纹测量系统，检测了多种复合材料加筋壁板在压缩或面内剪切载荷下的初始局部屈曲、后屈曲演化过程，包括正交、帽型、工字型等不同加筋形式。光学检测结果与有限元分析结果符合，有利于探讨其破坏机理及失效模式。对含胶接缺陷的椭球泡沫夹层结构在外压作用下的破坏模式和承载能力进行了研究，实验显示了易发生面板皱褶和界面脱粘位置，可为同类结构设计提供参考。. 第三，提出了多纤维应变测量的微拉曼光谱法测量方法并加以实验验证，该方法不仅对纤维束应变测量有积极意义，还对研究纤维织物复合材料吸能机制研究有益。对头发纤维进行微滴脱粘测试，与顺鳞方向拉出的稳定摩擦阶段不同，逆鳞方向拉出表现出振荡摩擦现象。. 最后，出版专著总结了微拉曼光谱方法在硅、多孔硅、碳纳米管、纤维复合材料等方面的应用进展。出版专著总结了结构分析数字光测力学方法在界面载荷传递、线弹性裂纹参数、界面端应力奇异性、界面裂纹扩展、高频纳米光栅等方面的应用进展。. 本项目是探索解决复合材料结构屈曲失稳基础科学问题的理论发展、技术开发、仪器研制三者紧密结合的过程，也是为解决航空航天领域国家需求而提供必要的光测力学全场检测工具，对实验力学学科的发展以及与相关学科的交叉融合具有积极意义。