先进结构技术研究院在超高/超低温力学性能测试技术、超高纳米压痕测试技术、超高温CT原为力学测试技术、热-力-氧耦合测试技术、超高应变率动态测试技术、高温吸波与隐身测试技术、动力电池力/电/化性能原为测试技术等方面处于国内领先水平;自主研发了CT原为力学性能测试系统、2600℃氧分压力学性能试验机、1600℃纳米压痕仪、工业CT测试系统、高时空分辨动态力学耦合失效实验仪器等测试仪器20余台套,为航空、航天、航海、陆军等多家科研单位与高等院校提供了测试方法和测试仪器支持。
细分方向1:超高温材料内部变形场与损伤在位测试仪器
自主研制的基于可移动X射线成像的材料超高温内部变形场与缺陷损伤在位测试仪器,实现了2200℃惰性/1800℃有氧环境力学加载(拉伸、压缩、弯曲、剪切和压痕)作用下在位CT测试,超高温材料内部变形场测量、损伤过程参数提取与强度定量分析,各项指标均领先于现有报道的同类仪器;一方面,可为力学、材料科学、航空航天工程、核能源工程等学科的前沿交叉研究提供科学仪器与测试方法,另一方面,可为国家重大工程和国防装备中的超高温材料与结构设计及研制提供实验手段、实验数据与技术支撑。
图1自主研制基于可移动X射线成像的材料超高温内部变形场与缺陷损伤在位测试仪器
细分方向2:高时空分辨动态力热耦合失效实验仪器
自主研制的全国产64×64面阵式红外探测器,实现1MHz采样频率下连续存储100帧图像,配合2×光学系统实现25μm空间分辨率和25~800℃测温范围,各项指标均领先于现有报道的同类仪器;结合购置的高速光学仪器(7M),率先搭建了微秒量级高时空分辨同步动态加载、变形场与温度场测量系统,可满足动态断裂、动态摩擦、地震力学、机械高速加工、炸药安定分析等领域的科学研究与测量需求。
图2自主研发的动态失效力热耦合科学仪器
细分方向3:装备复合材料结构损伤的无损检测技术
将Lamb波导波检测与结构表面应变场反演方法相结合,借助计算机深度学习技术,研发了结构表面应变场数据与Lamb波特征值相结合的损伤识别与结构实时性能反演网络模型,获取了典型荷载作用下不同类型损伤对复合材料结构外部应变场与Lamb波特征值的影响规律,实现了复材结构内部损伤类型、位置与几何尺寸的高精度预测。
图3基于表面应变场数据与Lamb波特征值的复合材料结构损伤检测与反演