民用飞机复合材料T型长桁压缩性能研究

为某型民用飞机长桁结构设计选型提供参数，研究了复合材料T型长桁截面尺寸、冲击损伤对压缩性能的影响。对四种不同截面构型的复合材料T型长桁进行了压缩试验，得到了不同截面长桁的载荷-应变曲线。对四种不同截面构型的复合材料T型长桁引入了冲击损伤，研究了冲击损伤对不同截面长桁压缩性能的影响。基于ABAQUS软件建立了T型长桁的有限元模型，通过有限元分析方法和试验的对比，对模型进行验证，验证后的模型用于飞机长桁选型设计。     

复合材料机身壁板帽型长桁结构效率研究

机身壁板重量约占机身结构重量的35%,复合材料机身壁板典型结构是采用帽型长桁的加筋板形式,在壁板受压缩载荷时主要由帽型长桁承受,因此帽型长桁承载结构效率决定了机身壁板结构效率,对飞机机身结构重量有较大影响。本文主要针对帽型长桁的截面高度和帽顶宽度参数变化对长桁压损和局部屈曲的结构效率影响进行了分析研究,以便在工程设计中合理确定相应参数,达到机身壁板结构较优的目的。     

复合材料机身加筋壁板选型研究

针对复合材料机身加筋壁板构型选择问题,通过初步选型、优化分析以及试验验证3种形式的结合研究,对复合材料机身加筋壁板提出了两点设计建议:(1)相同质量下,帽型长桁壁板的承载能力大于T型长桁的承载能力;(2)相同质量下,相同的帽型长桁加筋板,长桁间距200 mm的壁板承载能力大于长桁间距250 mm的壁板。     

双曲率复合材料帽型加筋壁板自动化制造技术研究

具有大开口窗框、帽型长桁双扭曲爬坡结构特征的双曲率复合材料帽型加筋壁板是中后机身段曲率变化最大的部位。通过试验件制造开展了原材料智能仓储物流系统、自动铺丝和铺丝轨迹规划、自动铺带和热隔膜自动化成型帽型筋条、筋条定位、柔夹数控加工工艺性研究,文章验证了双曲率复合材料帽型加筋壁板的自动化制造技术的可行性。研究表明,双曲率复合材料帽型加筋壁板自动化制造技术能满足材料工艺要求和验收技术条件要求。     

泡沫填充帽形加筋结构复合材料壁板成型工艺研究

针对某型机泡沫填充帽形加筋结构复合材料机翼壁板开展了成型工艺研究。结果表明,壁板所用复合材料的性能满足帽形加筋壁板二次胶接的工艺需求;在帽形加筋长桁与蒙皮进行二次胶接前对胶接部位采用400#砂纸进行打磨,可以保证胶接性能;采用室温加压工艺可以保证复合材料构件的内部质量和厚度精度要求;在帽形加筋壁板进行二次胶接固化时采用...     

复材机身帽型长桁预成型体制造技术研究进展

帽型长桁为复合材料机身壁板最主要的支撑结构,其预成型体制造质量成为机身壁板制造成败的关键,本文阐述了使用手工铺贴、自动铺带+热隔膜、自动辊压、自动铺带+热模压以及液体成型五种工艺方法制造帽型长桁预成型体,详细描述了各类工艺方法的技术细节、优缺点以及技术应用状况,最后从力学效益、生产效率、综合成本进行对比分析,为帽型长桁的制造提供工艺借鉴。     

一种复合材料长桁的吊装及定位工具的研制

在复合材料大尺寸壁板的制造过程中，无论是工型长桁还是T型长桁都涉及长桁转运和定位问题。特别是共固化工艺，连同钢材质工装一同转运往往重量达到1 t左右，单纯靠手工操作十分不便，为此本文提出一种新型铝合金材质的长桁吊装及定位工具配合吊车进行长桁转运及定位工作。该研究内容可为复合材料壁板的精细化、简单化制造工作提供有效的生产工具，无论是生产效率还是制造精度上都有很大提升。     

基于Aerobook的复合材料机身壁板优化和校核

大型复合材料飞机机体结构强度优化设计自由度大,强度设计要求高;基于Aerobook软件平台,对复合材料机身壁板进行了优化和校核,针对长桁截面尺寸相对于设计目标敏感度低的问题,对帽型长桁截面尺寸优化进行了研究分析并给出了截面尺寸优化解决方案,为复合材料结构的优化设计和快速迭代提供了可行的解决方案。     

复合材料帽形长桁加筋曲板的自动化相控阵超声检测技术研究

采用基于脉冲反射模式的自动化相控阵超声检测技术,对复合材料帽形长桁加筋曲板结构进行自动化检测研究。分别针对曲面蒙皮和帽形长桁R角结构,选取不同探头、不同频率、不同聚焦方式,开展相控阵自动化检测仿形、C扫描成像及缺陷判定。结果表明,采用超声仿形测量的方法实现曲面蒙皮的自动化检测,能够检测出最小达Φ3 mm的缺陷;针对帽形长桁R角结构特点制定特殊的R角水靴,实现R角的自动化相控阵检测。     

复合材料捻子条自动化制造工艺研究

捻子条是复合材料梁肋三角区必不可少的填充材料。为了优化捻子条的制造工艺,提高制造质量,提高自动化程度,开展了材料构型、成型温度、材料填充数量等工艺参数的研究,探索不同的工艺参数对捻子条制造质量的影响。结果表明:材料填充数量为102%,拉挤成型温度为100℃,材料构型选取6. 35 mm×6层,可以保证捻子条的尺寸稳定、外观质量好。针对帽型长桁加筋壁板的捻子条,可以采用自动铺丝+拉挤成型工艺制造捻子条。采用优化后的捻子条可以保证蒙皮和帽型长桁的装配到位,固化后壁板三角区光滑过渡,质量好。     

桩-桩帽-系梁复合结构加固路基特性研究

高强预应力混凝土管桩(PHC管桩)加固深厚软土地基时,桩帽偏心会降低桩承式路基的整体加固效果,影响路堤稳定性。本文以某高速公路桩承式路堤工程为依托,利用有限元软件ABAQUS建立桩承式路堤三维数值模型,研究了桩帽向路基外侧不同偏心距对路堤边坡稳定性的影响,并提出桩-桩帽-系梁复合结构改进措施。研究结果表明:桩帽偏心时桩体荷载分担降低,地基沉降和侧向位移显著增大,桩土差异沉降增大,边坡稳定性降低,桩帽极限偏心距离为10cm;桩帽用系梁相连后,地基土沉降和差异沉降均明显减小,边坡稳定性提高,桩-桩帽-系梁复合结构改进措施有效。     

模压成型过程中的复合材料在模腔内的力学分析

树脂基复合材料在模压成型过程中,在压力作用下,形成可压缩流动.由于每种物料的性质不同,在压缩流动时的取向、相互之间的摩擦系数不同,再加上因受模具几何形状的限制,物料与模具壁之间摩擦阻力不同,导致物料在模具内各方向的流动速度和各轴向应力不同.分析和掌握模压成型过程中树脂基复合材料的应力变化规律,可正确指导树脂基复合材料的生产.     

负离子抗菌复合陶瓷研究

通过将电气石直接加入陶瓷坯体中,将载银抗菌剂和TiO2通过浸渍复合在坯体表面及坯体通孔表面,制成了负离子抗菌复合陶瓷产品,并分析了该陶瓷的配方、烧结温度和浸泡时间对负离子释放量和抗菌性能的影响,以及利用X射线衍射对该种陶瓷的微观结构进行了研究.     

注汽强度对蒸汽驱开发效果的影响

注汽强度是决定蒸汽驱开发效果的主要影响因素之一,注汽强度过高,蒸汽迅速窜入生产井,波及程度低;注汽强度过低,蒸汽所携带的热量大量散失到上下盖层,热效率低,蒸汽驱开发效果差.国内外成功的蒸汽驱开发实例证明,不同油藏存在不同的注汽强度临界点,只有在临界点之上才会取得较好的开发效果,否则开发效果会变差.本文以齐40区块蒸汽驱扩大试验区7个井组为例,通过研究注汽强度与注汽过程中热损失的关系得出:注汽强度对地面热损失有一定的影响,对地层热损失影响很大,提高注汽强度能有效提高注入蒸汽热利用率,降低地层热损失.利用注汽强度与注汽过程中热损失以及采油速度之间的关系,找出不同油藏条件的注汽强度临界点,为注汽强度的动态调控提供理论依据.     

BSF复合矿物掺合料对路面混凝土力学性能的影响

本文借助扫描电子显微镜、压汞测试仪和力学性能测试手段对BSF复合矿物掺合料的使用对路面混凝土力学性能的影响进行了系统研究。结果表明：（1）使用BSF复合矿物掺合料可在一定程度上提高混凝土的28 d抗折强度,大幅降低混凝土的压折比,有效改善混凝土的脆性;（2） BSF复合矿物掺合料可有效改善混凝土的界面过渡区,使浆体更加密实,并且减少有害孔的数量;（3）在水化过程中,BSF复合矿物掺合料中的砖粉和矿渣微粉会反应生成对改善混凝土抗折强度有益的纤维状晶体。     

聚丙烯/纳米蒙脱土/高熔体强度聚丙烯复合材料的发泡行为水

利用线性聚丙烯(PP)和有机化处理的纳米蒙脱土(OMMT)在双螺杆挤出机上用熔融插层法制备PP/纳米OMMT 复合材料.通过在PP/纳米OMMT复合材料中加入少量的高熔体强度聚丙烯(HMS-PP),以模压发泡法制备了PP/0MMT和PP/HMs-PP/0MMT复合材料的发泡制品.利用扫描电镜研究了高熔体强度聚丙烯对PP/纳米0MMT复合材料发泡行为的影响.研究结果表明:HMS-PP的加入明显改善了PP的发泡性能,所得的泡孔密度增大,泡孔的合并现象明显改善.     

聚乙烯醇/改性纳米蒙脱土复合材料的制备与性能

纳米蒙脱土(MMT)用十六烷基三甲基溴化铵进行改性制得有机改性的MMT(OMMT),用其作为聚乙烯醇(PVAL)的改性材料,采用溶液共混、流涎成膜制得PLA/OMMT复合材料,考察了OMMT的用量对PVAL复合材料性能的影响。用傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能力学试验机等对复合材料性能及结构进行表征和分析。结果表明,FTIR显示十六烷基三甲基溴化铵成功进入MMT结构中,OMMT成功制得;随着OMMT添加量的增加,复合材料热稳定性提高,断裂伸长率降低,拉伸强度呈现先增加后降低趋势,当其含量为9%时达到最大;SEM显示OMMT含量9%时,OMMT与PVAL相容性最好,表面光滑,含量再增加,出现团聚现象,力学性能受到影响。     

含缺陷复合材料加筋壁板承载能力的数值预测

碳纤维复合材料加筋壁板是飞机结构的典型部件,成型过程中的制造缺陷对其极限承载能力和失效行为具有显著影响,是结构完整性评估的重要内容。通过数值手段开展了3点弯曲载荷作用下含缺陷复合材料加筋壁板的数值分析,重点考虑了缺陷尺寸和位置对结构承载能力的影响。首先基于Abaqus/Standard建立了加筋壁板的三维有限元模型,引入双线性内聚力模型用于描述复合材料加筋壁板的层间失效行为,然后结合文献相关实验数据验证了该模型的有效性,最后基于该有限元模型研究了缺陷尺寸和位置对结构承载能力的影响。结果表明:建立的有限元模型计算结果与文献实验结果吻合;结构的承载能力随着缺陷尺寸的增大而降低,且对蒙皮/桁条界面中部缺陷较为敏感;缺陷的存在导致结构的破坏模式发生转变,但起始裂纹始终发生在界面附近的基体区域。     

Curing processes simulation of complex shape carbon fiber reinforced composite components produced by vacuum infusion

Thermal processes of carbon fiber‐reinforced composite parts curing cycle were studied experimentally and by mathematical simulation. Flat panel, T‐stringer, and five‐stringer detail based on tetrafunctional MY721 epoxy resin were investigated. Application of standard curing cycle (heating followed by isothermal exposure at 180°C) leads to the overheating of 28°C in flat panel and of 30°C in T‐stringer of 24 mm thickness. The model considers the vacuum bag with auxiliary materials as separate layers. This approach allows to simulate the shifting of thermal field to the vacuum bag side. Simulation results show good agreement with the experimentally observed temperature fields. The model helps to optimize the curing cycle to reduce the local overheating. The same temperature regime could be used for all three geometries. Therefore, the optimization can be carried out only for the simple‐shape parts to save the calculation time and simplify experiments at the stage of model testing. POLYM. COMPOS., 37:2252–2259, 2016. © 2015 Society of Plastics Engineers     

组合梁钢框架与地基基础的共同作用分析

在简化计算组合梁的基础上,利用ANSYS有限元程序对组合梁钢框架与地基基础的共同作用进行了建模计算,讨论了不同基础形式和刚度对上部框架的影响,以及按组合框架与按纯钢框架计算的差别。分析结果表明,基础变形对组合梁钢框架的内力重分布的影响是显著的;与不考虑组合作用的计算方法相比,按组合框架计算不仅使竖向荷载作用下中间支座处梁截面负弯矩大幅度下降,有利于支座节点的设计,同时也使整个结构的刚度提高,解决了水平荷载作用下钢框架本身过于柔弱、层间位移难以控制、底层柱子弯矩过大的问题;此外,考虑组合作用加大了对基础变形的约束,也使基础沉降差异引起的上部结构的次生应力变小。