先进结构与材料研究所
团队负责人:李玉龙 教授/长江学者
近年来,世界主要科技和工业强国日益重视航空、航天等领域的发展。为了满足日益苛刻的服役环境,在重大装备中各种新型材料/结构不断涌现。为了保证结构在服役期间的安全性、提高材料的使用效率,材料/结构的一体化设计方法、材料/结构在复杂环境下的力学行为及其优化设计成为研究的热点。随着“大型飞机工程”、 “航空发动机与燃气轮机”、“载人航天和探月工程”等国家科技重大专项的开展,我国航空工业发展面临历史转折,将会对中国经济和科技发展产生巨大的推动作用。先进飞行器以及发动机等的研制是一个艰巨的历史任务,其涉及技术之复杂,质量和安全性要求之高,涉及的经济利益之大,使其具有极高的风险性。在此大背景之下,先进结构与材料研究所围绕航空航天领域的力学问题,在四个研究方向产生了重要成果:(1)飞行器结构的抗冲击分析、设计与验证技术;(2)航空航天新结构的多学科优化设计与制造;(3)飞行器结构材料在极端环境下的力学行为;(4)飞行器结构动力学与结构声学。
先进结构与材料研究所,自成立以来,秉持“基础研究为根本,国家需求为牵引”的理念,围绕“冲击动力学及工程应用”这一主题开展了大量理论、试验以及数值分析研究工作,在多个方面取得了突出的研究成果。其中诸多成果达到了国际先进水平,引领了学科发展方向;另有多项成果已经被国内多家科研单位采用,应用于我国多个型号飞机的设计、研制和生产过程中,产生了显著的经济效益和社会效益。目前拥有长江学者/杰青2人、优青3人、青年长江1人、千人计划2人、青千/海优3人,其他国家级青年人才4人。
研究方向:
近年来,研究所成员立足于提升我国冲击动力学的研究目标,围绕飞行器结构/材料冲击动力学行为研究这一主线,基础研究与工程应用并重,逐渐形成了四个互为补充的特色研究方向:
1.材料/结构动态力学行为的测试技术及应用;
2.材料微细观结构设计与宏观力学性能预测;
3.飞行器结构抗鸟撞、坠撞设计技术研究;
4.生物体冲击与防护。
主要仪器设备情况:
经过“世行”贷款、原航空部专项资助、“211工程”一、二期建设、国家力学教学基地建设及“985”国家重点学科建设,先后投资100万美元和2700万人民币,拥有技术指标世界领先的系列Hopkinson杆系统、系列空气炮、超高速照相机、C扫描等先进试验设备,扫描电镜、系列MTS疲劳试验机、系列高温疲劳试验系统筹。目前,研究所有仪器设备100余台套、价值5000余万元;办公、科研面积2000平米。
(1)拥有系列最全、国际先进的Hopkinson杆系统。研究所自研电磁霍普金森杆、拉压一体Hopkinson杆、双轴同步Hopkinson拉杆、高温Hopkinson杆,可进行各类材料、结构的动力学试验。



(2)拥有多口径空气炮及激波管冲击系统。可进行各类结构的鸟撞、冰雹撞击、碎片撞击等动力学试验,支撑了航空、航天、高速列车等国家重要型号的抗冲击性能研究及抗冲击优化设计。

(3)研究所设计研制了航空发动机轴向冲击试验系统,为航空发动机轴向冲击性能测试提供了重要的技术手段。
