团队研究方向及主攻目标

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团队研究方向及主攻目标

团队研究方向、主攻目标

1轻量化设计:结合最新的材料损伤、失效研究成果和结构力学等新理论,采用新的设计标准、新的和更准确的材料-结构强度计算方法以及新的有限寿命、等寿命、等强度等设计理念,同时引进最新的制造技术、制造理念和结构最优化思想,进行复杂系统的一体化设计。具有功能-结构-材料一体化、设计-制造-使用-回收一体化等新特点。

2)轻量化材料:以轻金属及其合金材料和先进复合材料为代表的低密度、高强度材料的统称。轻量化金属材料以铝合金(密度2.7g/cm3,比强度130)、镁合金(密度1.7g/cm3,比强度200)、钛合金(密度4.5g/cm3,比强度250)为代表。其中铝合金加工和应用技术最为成熟。主流的飞机结构基本采用铝合金结构。各国时速200公里以上高速列车动车组的车体均采用铝合金型材焊接结构(韩国除外)。由于镁合金的密度和力学性能优势,业界普遍预测,飞机和高速列车的下一代主体结构材料将是镁合金。以铝合金、镁合金为基体(连续相)、以高强度材料增强的金属基复合材料具有比基体金属更高的比强度等优异力学性能,已经在高温、耐冲击结构领域得到越来越多的应用。以碳纤维增强树脂为代表的纤维增强复合材料由于比强度高(密度1.6-1.8g/cm3,比强度在400以上),是目前力学性能最好的轻量化材料,已经成为先进飞机和高端运动器材的主体结构材料。

3)轻量化制造技术与装备:先进的设计和材料需要先进的制造技术才能转化为真正轻量化的装备。先进材料成型技术、连接技术、后处理技术和表面防护技术是轻量化目标的最终保证。如铝合金、镁合金的短流程生产技术、大规格产品(大规格挤压型材、宽幅板材等)生产技术是目前制约其在交通运输装备中应用的主要环节,焊接和其他连接技术则成为主要的制造成本构成要素。

4)轻量化动力系统:对于车载动力系统,弓网供电系统已经成为轨道列车动力系统的首选,蓄电池、燃料电池、电-混合动力和先进内燃机等动力源和转向、变速、驱动系统,制动系统等技术研发存在大量创新空间。