民用飞机复合材料后机身结构适航验证方法

民机复合材料结构的验证需要考虑所用材料、环境、工艺控制、制造缺陷以及运营中的各种损伤等因素。以某民机复合材料后机身适航验证思路和"积木式"试验方法为例,介绍了后机身复合材料结构受环境、损伤、重复载荷等影响的验证方法以及后机身全尺寸试验项目规划,供其他民机复合材料结构适航验证参考。     

基于积木式的飞艇桁架式复合材料龙骨结构验证方法

根据复合材料结构积木式验证方法,结合飞艇桁架式龙骨的结构特点,提出了飞艇桁架式复合材料龙骨的验证思路和结构设计与强度验证的步骤。以某飞艇的桁架式复合材料龙骨结构强度的验证为例,对上述方法进行了从元件级到部件级的试验验证、数值验证及其结果的对比分析。结果表明所建立的桁架式复合材料结构的Nastran有限元分析模型满足工程需要,飞艇桁架式复合材料龙骨可以采用积木式方法进行验证。     

塑料字轮模具的设计和制造

嘉陵牌摩托车里程表是积木式全塑料结构,字轮零件很小,结构较复杂,模具的设计和制造难度较大。我们经过试验摸索,解决了问题。 1.制品的结构 制品的结构如图1。     

直升机复合材料结构屈曲稳定性数值计算研究

本文首先详细描述了大变形非线性问题的有限元数值计算理论,包括大变形非线性数值计算方法、结构稳定性计算和屈曲问题。其次采用有限元软件MSC．Marc在直升机受阻右侧滑载荷条件下对垂尾结构进行了稳定性数值分析计算,主要对垂尾进行了优化结构下的结构和厚度圆整后结果的结构进行了稳定性分析。计算结果表明：垂尾前缘根部出现失稳现象,而其它区域没有失稳现象出现。最后本文通过细致的分析、校核稳定性分析计算结果,给出了复合材料结构承载后屈曲稳定性数值分析方法,为直升机复合材料仿真技术的发展积累了经验。     

4L复合材料高压气瓶的研制与验证

本文研究的4L复合材料高压气瓶具有大长径比(5.68),需进行10 000次压力循环的疲劳试验,疲劳试验之后不得有肉眼可见的损伤、变形和渗漏的缺陷。依据气瓶的性能要求设计铝合金内衬和复合材料铺层,确定内衬的结构尺寸和缠绕工装形式,选择合理的复合材料铺层,通过爆破试验和疲劳爆破试验对设计的方案进行验证,结果表明:方案科学合理。     

复合材料在导轨式发射装置上的应用动向

描述了复合材料在导轨发射装置的应用和发展.综述了导轨式发射装置复合材料的国外发展现状,全面剖析了导轨式发射装置用先进复合材料的结构阻尼一体化设计技术、复合材料结构成型技术、复合材料无损检测技术等亟待解决的关键问题,指出复合材料对导轨式发射装置技术发展具有极大的推动作用.     

基于ANSYS ACP的复合材料潜水器结构设计

基于ANSYS Composite Prep/Post复合材料分析模块研究了潜水器在起吊工况下的结构强度。采用Hill-Tsai强度理论和Tsai-Wu强度理论,对比了两种不同失效准则下的潜水器结构失效形式。对潜水器不同结构区域处碳纤维编织材料的铺层数量进行参数化设置,结合试验设计方法,用合理有效的计算样本得到了复合材料潜水器载体结构的最优设计方案。文中采用的复合材料结构有限元计算与试验设计相结合的方法,对于复合材料工程结构的直接优化具有一定的参考价值。     

复合材料汽车板簧吊耳及其联接的研究

本文描述了玻璃纤维增强复合材料（GFRP）汽车板簧在紧急制动时的力学模型。给出了吊耳的联接强度设计安全系数。经过八十万次台架疲劳试验和拉伸破坏试验证实，平面镶嵌铆接式吊耳结构能满足一吨以下轻型客车GFRP板簧的设计要求。     

双向拉伸金属-复合材料元件力学性能仿真研究

复合材料在航空领域的应用越来越广泛,在对其具有强大需求的背景下,如何通过理论与试验更好地预测其关键部位性能也变得极为重要。目前金属-复合材料连接行为仍是一个难点,现有航空结构的关键部位还需金属连接,这就有必要进行金属-复合材料连接研究。本文通过考虑树脂基复合材料的固化残余应力,针对积木式试验中的元件级别,采用通用有限元软件ANSYS对双向金属-复合材料元件的力学行为响应进行数值模拟研究。计算结果表明,元件级别的金属-复合材料连接部分固化残余变形高达0.67mm,主要表现为翘曲变形。在极限应变下,层间应变高达0.022。     

双向拉伸金属-复合材料元件力学行为理论研究

复合材料在航空领域的应用越来越广泛,在对其具有强大需求的背景下,如何通过理论与试验更好地预测其关键部位性能,也变得极为重要。目前金属一复合材料连接行为仍是一个难点,现有航空结构的关键部位还需金属连接,这就有必要进行金属一复合材料连接研究。本文通过考虑树脂基复合材料的固化残余应力,针对积木式试验中的元件级别,采用通用有限元软件ANSYS对双向金属一复合材料元件的力学行为响应进行数值模拟研究。计算结果表明：元件级别的金属一复合材料连接部分固化残余变形高达0．67mm,主要表现为翘曲变形。在极限应变下,层间应变高达0．022mm。     

陶瓷基与碳/碳复合材料拉伸性能试验研究进展

陶瓷基复合材料和碳/碳复合材料由于其在高温下优越的热-力学性能成为了航空发动机热端部件和航天器热防护结构的理想选材.本文首先对近三十年来国内外一些拉伸试验的研究内容和试验方法进行了归纳总结,分析了连续纤维层合板、二维纺织、三维纺织以及Z-Pin、针刺和2.5维等特殊形式的拉伸试验研究进展;然后对拉伸试验中试件的形状和尺寸以及试验仪器与设备进行了介绍;最后对陶瓷基复合材料与碳/碳复合材料拉伸试验研究发展趋势进行了展望.     

碳纤维增强复合材料接头研究进展

本文综合叙述了碳纤维增强复合材料接头的设计、成型工艺、强度分析、试验方法及其研究进展,重点介绍了碳纤维增强复合材料耳片接头的尺寸设计、铺层设计和承载设计,以模压法和三维编织法为例介绍了耳片接头的工艺流程,对用于接头强度分析的有限元法、解析法及其相关的强度理论进行了叙述,探讨了复合材料接头拉伸、弯曲和剪切的试验方法,指出了接头设计和试验中存在的问题和今后的研究方向。研究表明,碳纤维增强复合材料接头一般优先选择增强型层压式结构形式,三维编织呈厚度方向增强结构以及关于接头疲劳的研究是今后研究和发展的方向。     

复合材料舱段静水内压试验和有限元分析

在玻璃纤维增强复合材料船体结构的设计中,基于模型试验和有限元分析相结合的方式开展结构性能评估与验证非常重要。以硬壳式玻璃纤维增强复合材料结构为研究对象,设计缩尺比为1∶3的模型并开展灌水静载试验,研究玻璃纤维增强复合材料结构在加载-卸载工况下的变形和水密性,获得了典型结构在不同工况下的变形特点。基于试验数据反演近似得到模型支撑结构的刚度特性,在此基础上以MSC.PATRAN/NASTRAN为平台进行有限元分析并与试验数据比较,研究表明玻璃纤维增强复合材料舱段模型在载荷作用下结构完好且具有良好的水密性,整体变形较小;基于试验数据反演模拟边界条件下的有限元计算值与试验值吻合度总体可接受,该方法可为同类型舱段模型试验有限元验证提供参考。     

ARJ21-700首个复合材料部件疲劳试验开试

正中国商用飞机有限责任公司网站近日报道,ARJ21-700飞机翼梢小翼疲劳及损伤容限试验的高风险项目——118%极限载荷静力试验顺利完成。此次试验是ARJ21-700飞机第一个开试的复合材料部件疲劳试验。试验的顺利完成,一方面为复合材料翼梢小翼结构强度的适航验证奠定了坚实的基础,另一方面也为我国民机复合材料专业积累了宝贵的经验,并将直接应用于C919飞机的详细设计与试验设计之     

高强聚乙烯复合材料层压板的防弹测试

为制备防弹性能较好的高强聚乙烯复合材料层压板,利用RTM模压成型工艺制备复合材料层压板.对层压板进行弹道损伤测试分析,设计不同铺设角度进行贯穿试验,以及使用高强聚乙烯UD布、平纹织物以及正交三向织物进行背凸试验.试验结果表明,在0°/90°的铺层角度,使用平纹织物作为背部材料时,复合材料层压板具有较好的防弹性能.     

一种仿生易碎复合材料导流罩的设计与试验研究

考察并借鉴鸡蛋可承受较大的均布压力的生物力学性能,根据短纤维增强易碎复合材料强度理论,从仿生学角度出发,设计并制备了一种短纤维增强191不饱和聚酯树脂易碎复合材料导流罩结构.通过对该结构试样的抗压性能和冲击性能模拟试验,证明了所设计的仿生易碎复合材料导流罩能满足易碎复合材料工作机制的要求.     

层合板复合材料的层间剪切强度评价方法及其改进研究

针对国际上目前主要使用的双切口拉伸/压缩式层间剪切试验方法存在的问题,吸收了拉伸与压缩式试验方法各自的优点,对试验夹具及试验片形状与尺寸进行了改进设计,提出了双切口开孔拉伸式新的层间剪切强度测试、评价方法.以玻璃纤维平纹织物/环氧树脂复合材料层合板为试验材料对改进后的试验方法进行了实验及有限元分析.实验发现,表观层间剪切强度随槽间距的减小而有增大的趋势.通过有限元分析,对实验结果进行了解释,并确立了可获得真实层间剪切强度的最佳试验片尺寸.     

轻质碳纤维复合材料帆船桅杆的设计与制备

碳纤维复合材料与金属相比,具有重量轻、可设计性强等优点.本文目的是设计并制备轻质碳纤维复合材料桅杆.基于等刚度准则,对具有等壁厚、异型截面的中空碳纤维复合材料桅杆进行设计,并运用数值模拟技术对结构铺层进行优化.采用纤维铺放和缠绕工艺制备出长度为16m的大尺寸碳纤维复合材料帆船桅杆,与铝合金桅杆相比减重43.4%.在设计工况下,桅杆变形试验值与数值模拟结果相近.     

美试验复合材料编织方向舵

美国佛罗里达州Melbourne市的结构复合材料公司，从美国海军研究办公室获得90．4万美元的合同，建造和试验DDG-51级驱逐舰复合材料编织方向舵。将运用技术论证，试验改进耐久性与抗衰变性。在USSBulkeley试验方面还表明，使设计原型钢制方向舵改善了配件的生命力。     

本科生创新实验项目与工程教学技术改革

我们在工程类课程教学改革实践中,引入本科生创新实验项目成果.依据学生对课程模式的需求,启发学生将工程类课程涉及的典型工程背景,凝练为直观理解的“结构”,创新制作了管壳式换热器积木组装教具.项目实施过程中,激发学生的思维创新,鼓励其动手,培养和增强了学生的创新意识和实践能力.我们创造的管壳式换热器积木组装教具成果,应用在工程教学体系中,大大地提高了工程实践环节的教学质量.