大學(xué)生主題創(chuàng)新區(qū)創(chuàng)新項(xiàng)目發(fā)布

1、大學(xué)生主題創(chuàng)新區(qū)創(chuàng)新項(xiàng)目發(fā)布一、主題創(chuàng)新區(qū)介紹隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)高推重比的需求越來(lái)越高，包括陶瓷基和金屬基為代表的先進(jìn)復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)冷端和熱端部件上得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而在服役環(huán)境下，高溫、復(fù)雜載荷、氧化等因素對(duì)材料性能的影響越來(lái)越顯著。因此，本課題擬針對(duì)陶瓷基和金屬基復(fù)合材料在金服役環(huán)境下的組成、結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行全方位表征，探究高溫、氧化對(duì)材料微觀結(jié)構(gòu)的影響，揭示復(fù)雜載荷下材料的細(xì)觀失效機(jī)制，建立微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間的定量聯(lián)系。二、課題介紹（僅供參考，表格格式可修改）課題一指導(dǎo)教師：孫志剛教授項(xiàng)目名稱：高溫原子結(jié)構(gòu)變化的動(dòng)力來(lái)源項(xiàng)目來(lái)源：兩機(jī)項(xiàng)目項(xiàng)目簡(jiǎn)介：SiC/SiC復(fù)合材料服役環(huán)境

2、的溫度較高，而在高溫環(huán)境下，SiC/SiC復(fù)合材料熱解碳界面的原子結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能會(huì)發(fā)生變化，因此探究高溫下界面的變化對(duì)SiC/SiC復(fù)合材料整體性能的影響具有重要的意義。本項(xiàng)目擬采用試驗(yàn)與模擬相結(jié)合的方式來(lái)探究高溫下SiC/SiC復(fù)合材料界面的原子結(jié)構(gòu)與性能變化及其對(duì)整個(gè)材料力學(xué)性能的影響。學(xué)生要求：1熟練掌握Matlab2有一定公式推導(dǎo)能力3具有較強(qiáng)的文獻(xiàn)閱讀能力4有英文寫(xiě)作基礎(chǔ)課題二指導(dǎo)教師：孫志剛 教授項(xiàng)目名稱：基于分子動(dòng)力學(xué)的碳化硅纖維氧化行為研究項(xiàng)目來(lái)源：兩機(jī)項(xiàng)目項(xiàng)目簡(jiǎn)介：運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)研究第二代碳化硅纖維在水氧耦合氣氛下的氧化行為，分析水蒸氣含量對(duì)纖維氧化速率及活化能的影響，探究水

3、蒸氣促進(jìn)纖維氧化的機(jī)理。學(xué)生要求：1. 具有探索精神，對(duì)科研工作充滿熱情；2. 具有一定分子動(dòng)力學(xué)研究基礎(chǔ)；3. 具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力；寫(xiě)作能力較強(qiáng)。課題三指導(dǎo)教師：孫志剛教授項(xiàng)目名稱：金屬基復(fù)合材料復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)界面力學(xué)行為研究項(xiàng)目來(lái)源：碩士課題項(xiàng)目簡(jiǎn)介：研究金屬基復(fù)合材料SiC/Ti6Al4V在各種應(yīng)力狀態(tài)下的漸進(jìn)失效行為，并且關(guān)注材料纖維-基體界面的損傷情況。項(xiàng)目中會(huì)使用到納米壓痕儀、SEM掃描電鏡等高端科學(xué)儀器。學(xué)生要求：1、 有較好的材料力學(xué)基礎(chǔ)，對(duì)材料應(yīng)力狀態(tài)和屈服等概念有較好了解。2、 熟悉ABAQUS等有限元軟件的使用。3、 自主動(dòng)手能力強(qiáng)，有一定動(dòng)手能力進(jìn)行試驗(yàn)究。4、 具有寫(xiě)報(bào)

4、告的能力。課題四指導(dǎo)教師：孫志剛項(xiàng)目名稱：金屬基復(fù)合材料在軸向拉伸力學(xué)性能研究項(xiàng)目來(lái)源：碩士課題項(xiàng)目簡(jiǎn)介：研究金屬基復(fù)合材料軸向拉伸力學(xué)性能，利用納米壓痕儀、MTS試驗(yàn)機(jī)、SEM掃描電鏡研究復(fù)合材料軸向拉伸失效機(jī)理，并建立相應(yīng)的拉伸強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型。學(xué)生要求：1. 自主動(dòng)手能力強(qiáng)2. 力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)具有撰寫(xiě)英文報(bào)告的能力課題五指導(dǎo)教師：牛序銘項(xiàng)目名稱：基于XCT的陶瓷基復(fù)合材料內(nèi)部氧化通道表征項(xiàng)目來(lái)源：兩機(jī)陶瓷基高溫燃?xì)猸h(huán)境下CMCs細(xì)觀失效模型項(xiàng)目項(xiàng)目簡(jiǎn)介：陶瓷基復(fù)合材料（CMCs）具有耐高溫、低密度、高比強(qiáng)度、高模量等優(yōu)良性能，是航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的理想結(jié)構(gòu)材料。但是陶瓷基復(fù)合材料高溫下發(fā)生

5、氧化導(dǎo)致的力學(xué)性能下降仍是限制其應(yīng)用的重要原因。由于制備工藝和組分熱膨脹系數(shù)不匹配的原因，陶瓷基復(fù)合材料內(nèi)部含有孔隙、微裂紋等，這些微觀結(jié)構(gòu)缺陷給氧化性氣體提供了擴(kuò)散通道，導(dǎo)致了材料高溫下發(fā)生氧化反應(yīng)。斷層掃描成像(XCT)技術(shù)是一種熱門(mén)的材料無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，材料密度不同導(dǎo)致XCT圖像襯度的區(qū)別，對(duì)XCT圖像的處理可以研究材料的均勻性、孔隙率等。本項(xiàng)目對(duì)陶瓷基復(fù)合材料進(jìn)行XCT掃描，對(duì)獲得的圖像進(jìn)行分割、識(shí)別，提取材料的孔隙、裂紋的三維分布，表征材料內(nèi)部氧化性氣體的擴(kuò)散通道，為陶瓷基復(fù)合材料高溫氧化行為和力學(xué)性能研究打下基礎(chǔ)。學(xué)生要求：掌握文獻(xiàn)檢索方法、具備自主學(xué)習(xí)能力課題六指導(dǎo)教師：江榮項(xiàng)目名

6、稱：?jiǎn)尉u輪葉片氣膜孔優(yōu)化分析項(xiàng)目來(lái)源：自由探索課題項(xiàng)目簡(jiǎn)介：?jiǎn)尉u輪葉片被稱為“現(xiàn)代航空工業(yè)皇冠上的明珠”，是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件，運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜工況下，承受離心力、溫度載荷、氣動(dòng)載荷等復(fù)雜載荷，導(dǎo)致疲勞及耐久性問(wèn)題廣泛存在?，F(xiàn)代高性能發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪前溫度高，渦輪葉片采用在單晶高溫材料基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)多腔內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，葉身表面排布呈眾多空間分布的氣膜孔。由于冷卻設(shè)計(jì)的需要，特定的開(kāi)孔位置以及角度往往會(huì)在渦輪葉片表面形成尖角、銳邊等應(yīng)力集中結(jié)構(gòu)，因此，氣膜冷卻在提高渦輪葉片承溫能力的同時(shí)，也破壞了葉片的結(jié)構(gòu)完整性，影響了渦輪葉片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和疲勞壽命。本項(xiàng)目擬通過(guò)對(duì)渦輪葉片氣膜孔參數(shù)化建模，采用有限元方法分析氣膜孔孔邊溫度分布和應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，并采用數(shù)字圖像相關(guān)方法測(cè)量氣膜孔孔邊的應(yīng)力應(yīng)變分布，對(duì)有限元模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證?；趯?shí)驗(yàn)和有限元數(shù)值模擬的結(jié)果，對(duì)氣膜孔進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)分析。學(xué)生要求：對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)感興趣，具備基本的材料學(xué)、力學(xué)、傳熱學(xué)知識(shí)，知道如何使用UG、Abaqus、Matlab、Isight等軟件。三、報(bào)名組隊(duì)事宜項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)老師聯(lián)系方式：姓名郵箱孫志剛szg_mail牛序銘xumingniu江目可大體分為渦輪葉片氣膜孔參數(shù)化建模，溫度和應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分析，氣膜孔邊全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量