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同濟大學航空航天與力學學院2022最新科研成果一覽

分類:特色新工科 發布日期:2022-04-12 發布人:溈徠

1、針對功能梯度材料及其結構力學問題開展了理論分析與計算方法研究,建立了正交各向異性功能梯度材料梁的二維理論模型,獲得了適用于任意梯度分布的功能梯度梁的解析解。

    同濟大學航空航天與力學學院2022最新科研成果一覽(圖1)


    2、提出了非線性動力學攝動-增量、噪聲修正參數辨識等若干新分析方法,建立了面向狹窄空間的仿生無腿移動軟體機器人結構-驅動-功能一體化創新構型及其設計理論,解決了蠕蟲型機器人移動步態與環境共融優化,發明了時滯動力吸振器和準零剛度時滯隔震器,為國家機器人戰略提供了支撐。

    同濟大學航空航天與力學學院2022最新科研成果一覽(圖2)


    3、創建了復合材料本構與強度理論橋聯理論,解決了根據纖維和基體性能計算復合材料在任意載荷下纖維和基體中的內應力問題。經“Failure Olympics”評比認定,該理論是參評精度最高的細觀力學理論,并且是惟一可計算纖維和基體中熱殘余應力的理論。

    同濟大學航空航天與力學學院2022最新科研成果一覽(圖3)


    4、在多尺度的復合材料力學方法和概率斷裂力學概念的基礎上,建立了適合于多層級復合材料的建模和力學分析方法。實現了植物纖維增強復合材料力學/聲學/阻燃的結構優化設計,并在航空航天、軌道交通及汽車等領域得到了領先示范應用。

    同濟大學航空航天與力學學院2022最新科研成果一覽(圖4)



    5、開展空間展開結構、復合材料天線優化設計、基于雙穩態、多穩態復合材料結構設計、負泊松比結構優化設計、航天器結構在軌熱-結構分析等。成果應用于某型火箭助推器、月球車、空間站等。

    同濟大學航空航天與力學學院2022最新科研成果一覽(圖5)


    6、開展變構型無人機創新布局方案設計,完善了變構型無人機復雜系統和多模態切換復雜過程的動力學模型,建立了面向復雜場景的無人機性能均衡設計方法,解決了多通道耦合控制、降落軌跡精確跟蹤等關鍵技術。

    同濟大學航空航天與力學學院2022最新科研成果一覽(圖6)


    7、承擔了600MW示范快堆工程項目關鍵設備的力學性能試驗和安全性分析評估。發展了剛彈耦合系統時變動力學理論和數值方法,制定了關鍵組件力學性能試驗方案和細則,完成現場試驗,建立了與試驗結果相吻合的組件力學性能計算方法,解決了設備操作過程中發生地震如何進行計算分析這個關鍵問題。

    同濟大學航空航天與力學學院2022最新科研成果一覽(圖7)


    8、模擬分析了微尺度液滴(液橋)浸潤特性、毛細效應、自由面現象、熱輸運過程及其相互之間復雜耦合作用,為微液滴精確操控以及功能性表面設計如仿生自潔材料的研發等提供了理論指導。致力于熱湍流中的相干結構及其起源的刻畫描述,首次發現引入轉動之后,湍流熱對流系統的傳熱效率出現了一系列尖銳的相變點,驗證了1973年Lev Landau的相變理論。將分子標記測溫技術(MTT)應用在冷表面上水滴結冰過程的研究中,準確獲取了水滴中未凍結部分的質量百分比和溫度分布隨時間的變化規律,突顯了分子標記測量技術在揭示結冰過程中不穩定的傳熱傳質機理以及相變過程中的溫度場空間分布等方面的技術優勢。

    同濟大學航空航天與力學學院2022最新科研成果一覽(圖8)


    9、為突破高容量負極材料循環性能短板、開發長壽命的動力電池、實現快速充電,開展了鋰電池電極材料擴散/反應/變形耦合本構模型及其應用研究,揭示了高容量負極材料鋰化過程中應力的演化規律;通過電極結構設計與充電策略優化避免電極材料的力、化學退化,提出了基于應力調控的電池充放電方式,實現了一種可推廣的電池長壽命使用策略。圍繞鋰電池中失效機理的問題,針對不同尺度下電化力耦合機制,開發新型有限元方法,為鋰電池的電化力分析提供了理論與數值模擬框架。

    同濟大學航空航天與力學學院2022最新科研成果一覽(圖9)


    10、為保證航空發動機葉片飛行安全與可靠性,開發了航空發動機機匣包容性適航驗證技術和航空符合材料發動機風扇葉片抗沖擊適航驗證技術。通過實驗探究葉片抗外物損傷能力,建立了高溫高應變率下的金屬本構模型,對比分析了高溫下的高速沖擊實驗與數值仿真結果,為金屬機匣包容性適航驗證提供了依據。通過實驗獲取風扇葉片復合材料力學性能參數,建立率相關本構模型,開展平板高速沖擊試驗和數值仿真分析,為風扇葉片抗外物沖擊的適航驗證提供幫助。

    同濟大學航空航天與力學學院2022最新科研成果一覽(圖10)


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