伦敦大学学院材料力学博士研究生

金属/纤维复合材料层合板结构损伤的超声检测与识别

描述:

航空航天工业的主要制造商正致力于为下一代飞机结构引入新的复合材料。设计要求通常是在保持强度、损伤容限和结构完整性的同时减轻重量。在这种轻质材料工程的自然启发设计的指导下，研究小组参与了分层复合纤维/金属系统的开发和测试。这些复合材料可以将金属的高延展性和韧性与纤维增强复合材料的高刚度和弹性结合起来，获得比单个部件更好的性能，从而为汽车和飞机零件的拉伸成型和冲压工艺提供超延性前体。

这种材料设计的一个关键需求是在制造和服务过程中监测和模拟损伤的发生。在制造过程中，金属/复合材料界面的分层、基体中的空洞和纤维的拔出是限制延展性的主要机制。服役中，c复合材料特别容易受到几乎不可见的冲击损伤(BVID)，限制了结构性能。因此，需要对这些材料进行无损检测，以表征其内部结构，并在其达到临界尺寸之前检测和监测损伤的严重程度和程度。

导波是沿结构传播的低频超声波，允许在有限的访问要求下快速检查大型结构。这是一种很有前途的智能结构健康监测新技术。信号分析允许损伤定位和确定尺寸，对表面和内部缺陷具有很高的检测效率。导波的多模态特性提供了丰富的损伤信息，但也增加了复合材料中BVID损伤类型和严重程度分类的信号处理复杂性，特别是在实际和工业工程应用中。

该博士项目的总体目标是通过使用引导超声波研究和改进损伤的检测和表征，开发结构有效的分层复合材料系统。主要目标包括:

-测试所开发的复合材料在典型制造过程中的机械响应(例如:拉伸成形和冲压工艺)使用循环加载，支持表面应变测量通过数字图像相关。

-有限元分析(FEA)模拟上述过程中材料的响应，开发适当的均质化和塑性模型。

-基于导向超声波的无损损伤检测技术的发展。

-改进导波实验程序和信号分析，提高对各向异性复合材料结构小缺陷的灵敏度。

-a的发展基于协同损伤力学(SDM)的复合材料结构剩余寿命预测模型。

-考虑不同长度尺度下不同损伤模式的成核和发展，建立了导波散射、损伤起爆和演化的有限元分析模型。

伦敦大学学院的学术团队拥有国际领先的知名度和卓越的出版记录，该项目将为高知名度的出版物和会议演讲提供许多机会。这个项目需要与研究小组的其他成员进行大量的互动，这是一个非常开放、合作和友好的文化。伦敦大学学院的实验室资源非常丰富，设备、计算机、消耗品和所有需要以最高标准进行研究的东西。其目的是为世界领先的研究提供最好的条件。

人规范申请人必须具有英国同等的机械/结构/材料工程学士学位，或具有高技术含量的同等学科。有有限元软件(ABAQUS)使用经验者优先。

截止日期和开始日期：申请将在2020年7月15日之前接受。学生的开始日期为2020年10月1日，或由双方协议。

奖励金额：四年的全额学费和津贴(2020/2021学年为17,285英镑，随通货膨胀上涨)。资金通过EPSRC DTA奖学金提供。

资格：资金要求规定，只有拥有英国国籍的学生，或在英国居住超过3年的欧盟护照持有人，才能获得全额奖学金。所有其他申请人只符合申请学费资助的资格。

申请手续：申请人应致函贝勒博士(e.bele@ucl.ac.uk)及Paul Fromme博士(p.fromme@ucl.ac.uk)，附上最近的简历、意向书和考试成绩的完整成绩单。