复合材料蜂窝夹层结构四点弯曲性能研究

对某型号复合材料夹层结构内力情况进行分析,进行理论计算,建立力学模型;使用patrannastran大型有限元软件建立复合材料蜂窝夹层结构有限元模型,模拟试验件受力特点计算出蜂窝夹层结构失效过程,建立了合理的数学模型;采用ASTM C393试验标准对复合材料蜂窝夹层结构试验件进行试验,获得某型号复合材料蜂窝夹层结构强度,并将试验结果与计算结果进行对比分析,得出蜂窝夹层结构的受力特点及验证模型的准确性。     

复合材料蜂窝夹芯结构紧固件连接拉脱失效行为研究

结合数值仿真计算和试验研究,得到了复合材料蜂窝夹芯结构紧固件连接在拉脱载荷作用下的破坏形式及承载能力,揭示了相应的失效机理。介绍了复合材料夹层结构的刚度理论,并建立了有限元模型,数值预测了结构的失效模式与极限载荷,通过与试验结果的对比,证明了本文数值模拟方法的有效性。试验与数值计算结果均表明复合材料蜂窝夹芯结构的失效区域主要集中于连接区域,故为提高结构承载能力,尝试将连接区域的蜂窝挖空后进行灌封,并对此局部灌封形式的复合材料蜂窝夹芯结构进行数值计算,结果表明,采用对复合材料蜂窝夹芯结构连接区域蜂窝灌封的方式,其性能要优于挖空蜂窝灌封的结构,承载能力有显著提高。     

无人机弹射蜂窝夹层结构破坏分析工程估算方法研究

复合材料蜂窝夹层结构广泛应用于小型无人机机体结构,蜂窝夹层结构设计需要满足无人机使用技术的不断发展的要求。就某小型无人机弹射试验破坏的问题,基于经典梁弯曲理论与Reissner剪切理论薄面板的基本假设进行了分析模型建立与工程估算分析,并与有限元结果进行对比分析,结果为上面板最大应力偏差为3%,下面板最大应力偏差为10.8%,与试验破坏结果具有较好的一致性。研究结果表明,该工程估算方法对实际蜂窝夹层结构设计具有一定的指导意义。     

全炭纤维复合材料蜂窝夹层结构热变形优化设计

针对铝制蜂窝芯材料及炭纤维复合材料的分析,以全炭纤维六边形蜂窝夹层结构为研究对象,以该结构热变形程度为研究目标进行了分析优化,并总结了蜂窝芯高度、蒙皮厚度、蜂窝密度等因素对复合材料蜂窝夹层结构热变形程度的影响。首先,研究了炭纤维层合板、铝蜂窝芯层弹性常数和热膨胀系数的等效计算问题;然后,通过等效方法和FEMAP软件中的铺层模型,分别进行板单元和体单元的建模,计算炭纤维复合材料及铝蜂窝结构的热变形及静力变形;最后,利用二分法趋近最佳解,对计算结果进行总结。分析结果显示:全炭纤维复合材料夹芯结构与传统的蜂窝夹芯结构相比,具有热变形低、比刚度大、比强度高等优点。     

复合材料蜂窝夹层结构的局部脱粘缺陷修补评价

对于复合材料蜂窝夹层结构中出现的局部脱粘缺陷(Z≤100mm),提出局部注射修补的方法,依托ANSYS商业有限元软件建立有限元模型,并结合试验考察局部注射修补方法对局部脱粘缺陷的修补效果。结果表明,对于局部脱粘缺陷,局部注射修补后压缩强度能达到原有的80%左右,建立的有限元模型能够较为准确地预测蜂窝夹层试样的压缩强度和破坏模式。     

低速冲击下铝蜂窝夹层板的动态响应研究

为了研究铝蜂窝夹层板在低速冲击下的动力学响应,通过有限元仿真软件ANSYS/LS-DYNA分析了半球头圆柱低速冲击铝蜂窝夹层板的损伤变形,建立了含蒙皮、蜂窝芯和胶层的铝蜂窝夹层板精细化仿真模型,通过与文献试验结果对比,验证了模型的准确性,并研究了铝蜂窝芯单元尺寸、高度以及金属、碳纤维增强复合材料(CFRP)两种蒙皮材料对蜂窝夹层板冲击响应的影响。结果表明:铝蜂窝芯单元尺寸越大,夹层板的刚度和稳定性越低;芯层高度对吸能的影响较小;胶层对吸能的影响不可忽略;相对于铝蒙皮,CFRP蒙皮铝蜂窝夹层板的吸能效果较好。     

蜂窝拼接对夹层结构整体强度和刚度影响研究

蜂窝夹层结构广泛应用于航空飞行器上，但由于受到蜂窝尺寸的限制，在夹层结构大部件中，需要利用膨胀胶膜对蜂窝拼缝进行粘接，从而形成完整的蜂窝结构。对典型的铝蒙皮蜂窝夹层结构，研究蜂窝有拼缝以及对拼缝粘接后对夹层结构强度和刚度的影响，按照ASTM C393标准对试样进行四点弯曲试验，试验结果表明，典型的铝蒙皮蜂窝夹层结构蜂窝3mm拼缝以及对拼缝粘接后对夹层结构的整体强度和刚度无影响，利用有限元仿真进一步确认了夹层结构在四点弯曲情况下应力分布情况以及蜂窝芯子的具体破坏位置，从试验和仿真分析结果表明，典型夹层结构的蜂窝的3mm拼缝以及对拼缝用膨胀胶膜粘接对夹层结构强度和刚度无影响，并可基于试验验证的有限元模型对其它面板形式的夹层结构进行可靠的强度仿真分析。     

碳纤维复合材料蜂窝夹层结构侧压强度理论计算

本文对碳纤维复合材料蜂窝夹层结构侧压强度进行了理论计算，试验值在理论计算范围内。理论计算公式可供碳纤维复合材料夹层结构产品设计时应用。     

民用飞机舱门优化研究

针对一类民用飞机舱门结构的特点,采用蜂窝夹层结构形式进行设计。选定不同内外蒙皮厚度、不同蜂窝高度、加装加强垫板、填平蜂窝凹槽、局部抬高蜂窝高度等多种结构形式进行分析对比。为便于比较各种结构的优缺点建立了舱门结构的有限元模型,并对各组结构弯曲变形情况进行计算。计算结果表明,内蒙皮厚度和蜂窝高度对舱门刚度起主导作用,存在合适刚度的内蒙皮厚度和蜂窝高度使舱门在巡航状态下的弯曲变形符合要求。分析结果及所得结论为同类型飞机舱门的设计提供了借鉴,有一定的参考价值。     

三维中空复合材料天线罩的有限元结构分析

某类型天线罩外形尺寸较大,减重要求高,三维中空复合材料可满足该类型天线罩透波和结构高强的要求。针对上述使用要求和实际工况,选择三维中空织物复合材料为主体结构,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料为补强面层,制备三维中空结构天线罩,采用有限元分析软件建立三维中空结构天线罩的有限元模型,对该类型天线罩在使用工况下的刚度、强度和稳定性进行分析,其计算结果满足刚度、强度和稳定性的要求,并通过压力试验验证中空夹层天线罩的变形量与有限元分析结果保持一致,从而指导该天线罩的铺层设计、优化及材料的选用。     

纤维复合材料蜂窝夹层柱的极限强度

考虑纤维复合材料蜂窝夹层结构的承载特性,蜂窝夹层住的总体稳定性应计及蜂窝芯子的剪切变形,从而得出修正的欧拉公式.在面板和蜂窝芯子胶接性能很好时,试验值与理论值很符合.当胶接性能一般时,通过对胶层应力分析,应用莫尔强度理论,得出以胶层强度控制的总体稳定的极限强度计算公式,对于一般湿法成型的纤维复合材料蜂窝夹层住,计算结果与试验值很符合.     

树脂基复合材料蜂窝夹层结构修补技术研究

为了降低复合材料蜂窝夹层结构件制造成本及延长其使用寿命,修理技术是必不可缺的.本文主要针对面芯脱胶复合材料蜂窝夹层结构进行了平拉、侧压和疲劳试验,为修补提供依据;同时根据不同修理方法和材料体系对复合材料蜂窝夹层结构修理技术进行了研究.结果表明,复合材料蜂窝结构件受损后的修理问题基本可以得到有效地解决     

玻璃钢蜂窝夹层复合材料抗爆性能研究

介绍玻璃钢蜂窝夹层复合材料的结构与特点,研究了玻璃钢蜂窝夹层复合材料的动,静态力学性能,并根据材料测试结果研究了由其制作的浅埋抗爆结构的抗焊性能,分析了实验现象的结果。玻璃钢蜂窝夹层结构复合材料具有良好的动,静态力学性能,是制作浅埋抗爆结构的理想材料。     

复合材料夹层结构翼形件的模态有限元分析

采用Ansys软件对复合材料夹层结构翼形件进行了有限元模态分析和研究,给出了翼形件的前5阶固有频率和振型.根据计算结果,对翼形件泡沫密度进行了调整,使得翼形件的固有频率和振动幅度有较大的下降,满足了设计要求.通过模压工艺制作了8片翼形件并进行了模态测试,结果表明,理论计算结果与试验结果具有较好的一致性.     

遥感相机复合材料底板的成型工艺研究

简述了某型号遥感相机复合材料底板的组成。为提高相机底板的强度和刚度,经分析研究,通过合理选材和优化结构,在相机底板中设置了碳纤维复合材料整体加强框架,且采用轻质高强的蜂窝夹层结构,确保该制件轻量化的要求;同时,还对该制件成型工艺过程和技术难点进行分析。结果表明,研制成功的该制件经受地面试验和在轨运行试验,各项技术指标均满足设计要求,取得预期的成效。     

变截面蜂窝夹层结构复合材料胶接工艺研究

针对变截面蜂窝夹层复合材料典型结构件在固化成型过程中出现缺陷的问题进行研究,并在原有的成型工艺基础上,对变形区域的材料特性及受力形式进行了分析,找出了在胶接过程中可能产生蜂窝位置滑移、造成局部结构变形的原因.通过采用分步固化、蜂窝芯二次后处理、发泡胶预粘等工艺处理方法,有效解决了变截面蜂窝夹层结构胶接件在成型过程中的形变问题.     

复合材料夹层结构翼型件的有限元分析

利用有限元方法对一种复合材料夹层结构翼型件在一定压力下的力学性能进行了数值分析。计算结果显示最大变形区域为翼型件右上半部分,最大位移为6．2mm。应力分析表明面板部分受力较小,应力主要集中在右边铝合金下半部分。将计算所得应力值代入TsAi—Wu破坏准则进行校核,结果表明,翼型件在所加载荷下安全,为翼型件的强度设计提供了理论依据。通过真空辅助模压成型工艺试制了若干件翼型件并进行了静力学测试,结果表明,理论计算与试验结果具有较好的一致性。试验完成后对翼型件的内部质量进行了无损检测,结果表明,与拉力试验前相比翼型件内部没有损伤产生。     

碳/环氧复合材料C波段天线反射面研制

简述了碳/环氧复合材料C波段天线的组成,并对天线反射面制造工艺过程、材料选择及特性、铺层分析、成型模具设计、固化成型工艺参数选择、产品质量控制等内容进行了研究.结果表明:研制的某型号卫星蜂窝夹层结构复合材料抛物面天线的型面精度可控制在均方差精度为0.16 mm,经多次飞行试验考核,该天线各项指标均达到设计要求.     

脱粘对平纹编织面板蜂窝夹芯结构侧压性能的影响

为研究脱粘对平纹编织面板蜂窝夹芯结构侧压性能的影响,采用ABAQUS/Explicit有限元分析平台,结合VUMAT子程序,建立基于渐进损伤失效理论的有限元分析模型。开展无损伤和三种不同直径脱粘的平纹编织面板蜂窝夹芯结构侧压性能试验,并将结果与有限元分析结果进行对照。研究表明:试验与有限元仿真得到的失效载荷和破坏模式吻合很好,验证了所建立有限元模型的正确性;无损伤和含不同直径脱粘的平纹编织面板蜂窝夹芯结构在侧压作用下的破坏模式均为面板屈曲、压缩断裂以及蜂窝芯子的压缩破坏;脱粘对平纹编织面板蜂窝夹芯结构侧压承载能力的影响较小,面板是侧向压缩的主要受力部分;随着脱粘直径增大,载荷位移曲线波动更剧烈且波动频次更高;胶层损伤主要发生在临近脱粘的较小区域,对结构整体性能影响很小;面板的损伤从自由边沿垂直于承载力的方向扩展,直至断裂。     

Nomex蜂窝夹层复合材料的成型工艺研究

针对Nomex蜂窝填充双马树脂基复合材料夹层结构在固化成型过程中易出现的蜂窝芯边缘塌陷问题进行研究。通过采用不同的成型工艺方法,以及对共固化工艺参数进行调整,研制出相应的双马来酰亚胺树脂基碳纤维/蜂窝夹层结构层板,并且对夹层结构的力学性能、内部质量以及平面拉伸性能进行测试。在此基础上分析了成型压力参数对夹层结构质量的影响。相关工艺试验表明蜂窝芯塌陷的原因主要是固化过程中蜂窝芯边缘的滑移引起的蜂窝局部失稳,通过采取分步成型、蜂窝先胶接后修型的方法能够有效地解决Nomex蜂窝夹层结构填充双马树脂基复合材料结构成型过程中的蜂窝芯塌陷问题。