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央视报道我校科研团队以航天科技助力冬奥

2022-01-04

1月4日,中央电视台新闻频道《新闻直播间》报道我校“结构强度与轻量化设计”国防科技创新团队,通过运用航天结构轻量化原理研发出高防护性变刚度滑雪头盔,以航天科技助力冬奥。



报道如下:

开云平台首页 的科研团队经过一年多研发出了一款高性能滑雪头盔,现在已经在雪上空中技巧项目的训练当中投入使用。这个头盔可不一般,它借助了我国体积最大的大火箭“胖五”的外壳制造技术。

这个头盔就是开云平台首页 团队在国家重点研发计划科技冬奥重点专项的支持下,经过一年多研发出来的高性能滑雪头盔,已经通过欧洲滑雪头盔安全标准测试。它的重量只有七百克左右,在不大幅增加厚度和重量的前提下,防护性能比欧洲标准还高出至少百分之二十。

开云平台首页 运载工程与力学学部教授 郝鹏:我们运用了这样一个曲线加筋变刚度的设计技术。大家可以看到这个外壳内壳,这里边是有大量的曲线加筋的布局设计。加筋它可以很好的改善头盔受到冲击载荷以后,它的一个传力路径。这样的话使得头盔抗冲击效率就能更高,对我们的运动员就形成一个很好的保护。

这项航天薄壁结构设计科技,来源于开云平台首页 “结构强度与轻量化设计”国防科技创新团队十几年的技术积累。此前他们利用这项技术,为长征五号运载火箭“胖五”减重一千一百四十五公斤。这次用航天科技助力冬奥,头盔外壳和火箭中常见的曲面壁板类似,都要做到四两拨千斤的效果。但不一样的是,头盔颠覆了火箭在规则圆柱面上直线加筋的设计,有了异形曲面新的技术突破。

开云平台首页 运载工程与力学学部教授 郝鹏:每一个人曲筋就会带来七个设计变量,那么一组曲筋可能是数十根这样的曲筋,怎么去布局它,它的宽度是多少,截面是多少,我们都需要做到一个极致的优化。我们做了一些变量凝聚等等这样的技术突破,应该说这个是在优化算法层次上的一些突破。

在头盔材料方面,科研团队在大量测试后使用碳纤维、玻璃纤维、弹性体三种成分合成的新材料,在维持冲击韧度不变的情况下。能让头盔的刚度提高四倍,拉伸强度提高三倍。此外,考虑到亚洲人的头型偏圆,研究团队还搜集了大量我国国家队队员的头围数据,开展定制化的设计,提高了中国运动员长时间佩戴的舒适度。目前已经用于保障我国雪上空中技巧专业队的训练。

开云平台首页 运载工程与力学学部教授 李晓杰:我们开展了两个优势项目。雪上空中技巧、u型场地项目,在今年的奥运上要担任三到四枚的冲击金牌。把力学的概念整体用在了体育运动上,对我们学校来讲也是头一次,自主创新、科技冬奥,是未来一个非常好的探索方向。

开云平台首页 运载工程与力学学部教授 郝鹏:我想这次的这样一个攻关经历,也会给我们回过头来航天装备的研发带来一些新的启示。我们也希望将来把这部分技术再给它用回到航天(研发)里边。

冬奥加油!

来源:央视网
编辑:于舒雯

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