某电磁弹射无人机复合材料机翼结构优化设计与分析

无人机已经成为航空领域重要成员之一。在无人机初步设计阶段,为减轻其结构重量,采用复合材料设计。复合材料在比强度和比刚度以及抗振和加工制造等方面优于其他传统材料,在无人机结构中得到了广泛的应用。由于复合材料层合板在生产加工过程中具有可设计性,在复合材料中已经成为使用最多的一种结构形式。以某型号电磁弹射无人机机翼为研究对象,建立了复合材料机翼结构的有限元模型,将机翼的结构重量作为优化目标,以机翼翼尖挠度和复合材料失效因子为约束条件,应用工程优化软件对复合材料翼面结构进行自由尺寸优化,整个优化过程需同时满足机翼强度及刚度要求。最终自由尺寸优化结果表明,复合材料的铺层比例和厚度分布在优化后得到了重新设计,比较之前的结构方案,优化后的铺层设计能够有效降低机翼结构质量,实现减重的优化目标。     

几何扭转的无人机机翼复合材料结构设计

具有几何扭转的无人机机翼其机翼外形是复杂的扭曲面,给制造特别是装配协调带来难度。文中介绍了针对几何扭转的无人机机翼的复合材料结构设计,采用巧妙的工艺设计思想,利用复合材料共固化翼面结构将复杂扭曲面的协调装配简化,从而解决了几何扭转的无人机机翼的低成本制造问题。针对某型无人机所设计的几何扭转机翼已经取得成功应用。     

某型无人机机翼复合材料大梁迭代设计方法与有限元强度验证

根据工字梁腹板及缘条受力特点,计算了某型无人机机翼大梁在均布升力作用下腹板和缘条的内力。基于经典层合板理论和最大应力强度准则,采用Matlab软件编程,运用迭代法设计了机翼工字形层合结构大梁的铺层结构。建立了复合材料层合结构大梁的有限元模型,基于最大应力强度准则对大梁结构进行有限元强度校核,给出了各层的安全裕度。分析结果表明,基于经典层合板理论的迭代设计方法能够在有限次迭代后设计出符合要求的复合材料层合结构翼梁,层合结构翼梁各铺层安全裕度均大于0.5,该工字梁结构强度符合设计要求。     

考虑机翼大变形模拟的复合材料前缘结构试验技术

在某热塑性复合材料结构的应用技术研究中,为验证全尺寸前缘强度分析方法的正确性并检验制造工艺,进行了结构静力试验。为真实地模拟复合材料机翼前缘结构的受力状态,试验需模拟机翼主盒段对前缘的支持刚度。采用理论方法设计了支持夹具的初步构型及尺寸,然后运用有限元仿真对支持夹具结构进行了优化设计。试验采用在支持夹具上施加主动载荷的方法成功模拟了支持刚度,取得了预期结果。     

复合材料结构轻量化方法及技术

本文分析和总结了采用纤维增强聚合物复合材料(FRP)实现结构轻量化的主要方法及技术。指出了实现结构轻量化的三个主要方法,一是复合材料的高性能化,即通过进一步提高复合材料的比强度和比模量实现结构减重;二是复合材料高效承载结构构型优化设计,即通过复合材料优势承载能力与结构传力路径的优化配置实现结构减重;三是复合材料复杂结构整体成型,即通过摒弃连接赘重实现结构减重。并给出了实现上述三种结构轻量化方法的技术途径。     

复合材料副簧结构优化设计研究及其应用

针对某商用车副簧的轻量化需求,基于原多片式钢质副簧结构的刚强度、重量、尺寸等技术要求,通过对复合材料副簧的结构设计、铺层设计等关键因素进行研究,研制出外观合格的复合材料副簧产品.后续对复合材料副簧进行台架试验的结果表明:复合材料副簧刚度的理论设计值与试验值百分比误差为2.27％,进行20万次疲劳测试后副簧的刚度衰减值为...     

高气液比油井的功图量液技术探讨

本文介绍了高含气油井的泵抽含气油井的泵效、泵容积效率以及井下容积,分析了气体影响地面功图载荷变化的特点;对于高含气油井功图求解误差大,通过理论分析以及现场试验的方法,成功提出了新的功图处理方法,从而提高了计算机自动识别功图凡尔开启、关闭点的正确率,为高气液比功图远程计量奠定了较好的基础。     

检查进料口设计 解决挤出量问题

<正>与所有的其他设备一样,挤出机不到投入运行就很难知道它的真实工作情况。这是笔者被问及为什么挤出机的生产率会低于设计预期时首先想到的问题。遗憾的是很多挤出机的设计实际上限制了出料量。这里不会涉及螺杆设计方面的问题,而是更为核心的问题:进料口的几何结构设计不当。     

纤维增强复合材料传动轴应用及设计技术研究

综述了纤维增强复合材料传动轴在工业领域的应用情况,对复合材料传动轴力学性能影响因素进行了分析,并探讨了结构承载破坏机制,同时对目前公开发表的几种复合材料传动轴设计方法进行了介绍与分析,并对今后研究动向进行了展望。     

无人机的复合材料设计与关键技术

正高空长航时无人机平台是我国急待发展的重大军事装备项目。与金属材料相比,树脂基复合材料具有结构重量轻、复杂或大型结构易于成型、设计空间大、比强度和比刚度高、热膨胀系数小等诸多优点。将复合材料直接应用于无人机结构上对减轻空机身重量、增加有效载荷、提高安全性和隐身性具有重要的作用。     

舰艇复合材料结构可靠性设计方法探究

可靠度是衡量结构物固有可靠性水平的重要指标之一,正确选取可靠性分析方法以及可靠度计算方法是开展舰艇用复合材料结构可靠性设计工作的基础和保障。舰艇用复合材料结构工作环境复杂,加之复合材料本身具有非均匀、各向异性等性质,力学性能比传统金属材料复杂得多,离散度也大,导致结构可靠性设计问题相对突出。对此,分析了舰艇用复合材料结构强度特性及其分布规律,提出基于应力-强度干涉模型进行舰用复合材料结构可靠性分析,采用B基准设计许用值的安全系数法开展可靠度计算的可靠性设计技术途径。二者联立,在求解问题能力及结果准确性等方面具有明显的可操作性和优越性,对开展舰艇用复合材料结构可靠性设计具有重要的参考意义。     

基于柔性模辅助RTM技术的整体推力结构的分析与设计

本文介绍了柔性模辅助RTM(FMARTM)技术的基本原理。基于FMARTM成型技术,设计了一种整体复合材料推力结构。该结构解决了支架式推力结构的复合材料推力管与法兰边连接的难题,同时也克服了锥形壳式推力结构通风散热性能差和不便于管路设计连接的缺点。利用有限元方法对该结构的铺层方式进行了优化,采用优化铺层方式的整体推力结构的垂直压缩率和偏心率都小于1%,表明推力结构的设计是可靠的。     

中国军机已批量用新复合材料 设计成蜂窝结构

正《中国航空报》:在科技发展迅猛的今天,复合材料已广泛应用于越来越多的领域,您作为复合材料首席技术专家,从总体上,认为国内复合材料将向哪个方向发展,其情况如何?蒲永伟:现代科学技术的发展牵引着工程材料正向复合化、高性能化、功能化、结构-功能一体化和智能化发展,而先进复合材料的发展就是其中的典型代表之一。自1967年问世以来,其具有高比强度和比模量、各向异性和可设计性、