一种复合材料螺栓连接结构非线性刚度模型及应用

针对复合材料螺栓连接结构挤压破坏及钉载分配规律,提出一种非线性刚度模型。基于单钉连接结构试验获得的应力-应变曲线,将连接结构挤压破坏过程分为:线性无损伤阶段、非线性损伤扩展阶段和线性退化阶段,并将连接结构等效为弹簧系统模型。模型在线性阶段考虑了层合板间摩擦力的影响;在非线性阶段考虑了层合板面内剪切非线性并定义了非线性损伤函数;在线性退化阶段基于能量吸收原理,对结构失效后力学行为进行了表征。最后,将单钉弹簧模型引入多钉连接结构进行分析,通过多钉连接结构试验验证表明,模型计算结果与试验曲线吻合良好,钉载分配计算误差小,符合工程要求。     

复合材料三维损伤模型在大开口结构强度预测中的应用

为了预测复合材料大开口结构的强度及损伤扩展情况,开展了3种不同复合材料三维损伤退化模型(瞬间退化模型、渐进损伤退化模型和连续损伤退化模型)在复合材料大开口结构强度预测中的应用研究,完成了含口框加强件的复合材料大开口结构面内纯剪切试验,并采用3种损伤退化模型对试验件及相关文献算例进行了数值模拟。数值模拟结果与试验结果的对比表明:3种损伤退化模型均可以较为精确地预测复合材料大开口结构的极限强度;与其他模型相比,连续损伤退化模型的预测精度最高、通用性最好且网格依赖度最低。研究结果为复合材料大开口结构力学性能的研究提供了理论指导。     

虚拟样机技术在飞机地面载荷分析中的应用

为了准确分析飞机着陆过程中的飞机地面载荷,将虚拟样机技术应用到飞机动力学仿真分析中,基于ADAMS软件对飞机地面载荷进行分析计算.首先在ADAMS/Aircraft下建立全机仿真模型,然后利用全机仿真模型进行飞机地面载荷仿真计算,最后分析不同着陆参数和机身刚度特性对飞机地面载荷的影响,并通过实例计算可以看出相对于传统方法而言,虚拟样机技术在飞机地面载荷分析中的应用能提高飞机地面载荷计算的计算效率和准确性,也使得分析过程更加直观和方便.     

平纹编织复合材料嵌套对力学性能的影响

针对平纹编织复合材料中复杂的纱线几何形状及层压过程中铺层间相互滑移嵌套的现象,本文基于域分解法建立参数化的双铺层单胞有限元模型。该模型分别建立纱线域和整体域,采用节点自由度耦合方法使两相重合区域满足变形协调关系,通过对纱线域的材料属性进行修正处理实现了材料力学性能的完全等效。研究表明,嵌套会导致平纹编织复合材料层合板弹性模量增大约15%,通过对影响因素的分析明确了纤维体积含量的改变是力学性能变化的主要原因。     

新一代军用飞机技术风险评估研究

技术风险分析是飞机项目风险管理的关键技术之一.为了研究技术风险对飞机的研制工作及其预期性能的影响,分析了技术风险的内涵和影响因素,结合我国航空项目管理中风险识别的特点,给出了技术风险评估的指标体系的构建原则和各指标的量化分析方法.同时,分析了风险识别技术在航空项目风险管理中的具体应用,并初步建立了新一代军用飞机的技术风险评估指标体系.     

基于ANSYS/LS-DYNA的飞机机翼前缘抗鸟撞分析

飞机的鸟撞事故是一种突发性和多发性的飞行事故,轻则飞机受损,重则机毁人亡,飞机结构的抗鸟撞设计与分析已经成为飞机设计中必须要考虑的重要内容之一。采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对飞机机翼前缘结构的抗鸟撞能力进行了数值分析,分析结果表明:与经验公式计算结果相比,文中的计算结果较好,误差范围一般在±10%左右,最小误差仅为0.4%。证明该计算模型可靠,计算精度高,可用于飞机结构的抗鸟撞结构设计与分析。     

部分连接组合梁连接件剪切载荷计算分析

针对某型飞机挂架系统改型中设计的组合悬挂梁，应用截面整体变形法计算分析连接件的剪切载荷。首先建立了适当的计算模型，并详细地阐述了应用截面整体变形法进行分析的过程和思路，然后分别应用截面整体变形法、弹性理论方法和有限元方法对组合悬挂梁连接件剪切载荷进行求解，最后将所得计算结果进行比较，证明了截面整体变形法在组合梁连接设计中是有效的，并且可用于其它各种组合梁的连接设计与强度分析。     

金属多层隔热结构反射屏热阻对传热性能影响数值分析

针对金属多层隔热结构中反射屏的附加辐射热阻、反射屏与纤维层的接触热阻对热传导性能的影响展开数值分析,首先基于有限容积法和二热流法建立了离散化的系统热传导方程组,然后分析计算了反射屏在瞬态和稳态热传导过程中对辐射热流的抑制以及等效的附加辐射热阻;最后结合多点接触热阻分析理论,推导了反射屏与纤维层接触热阻的计算公式,并分析了纤维层填充压力和松紧度对接触热阻和热传导性能的影响,从而为改进金属多层隔热结构的性能和可靠性提供了参考.     

混合结构中金属疲劳对层合板损伤的影响

针对混合结构中层合板和金属的疲劳损伤耦合问题,构建了复合材料渐进疲劳损伤模型和金属材料Lemaitre疲劳损伤模型,采用唯象的弹塑性本构描述单层复合材料面内剪切非线性,基于球张量和剪切张量的应力分解方法推导了低周疲劳能量释放率计算公式。对单钉与多钉螺栓连接结构进行了疲劳损伤和寿命分析,结论表明:循环加载过程中,多钉连接结构钉载向金属搭接板疲劳硬化区域迁移,加剧了层合板局部挤压损伤,降低了层合板拉断载荷,有利于提高以拉断为破坏模式的层合板疲劳寿命。     

纤维束波动效应对平纹编织复合材料损伤行为的影响

平纹编织复合材料中纤维束波动效应会引起随动材料主方向变化及面外剪切应力集中,为了研究其对平纹编织复合材料力学性能及损伤行为的影响,提出改进的像素法细观有限元单胞模型。模型根据纤维束波动曲线定义了材料主方向的变化,采用Hashin准则模拟纤维束的损伤起始,并引入剪切修正因子考虑面外剪切应力对面内拉伸损伤的影响。模型可以预测平纹编织复合材料的面内拉伸强度和损伤演化过程,结果表明:纤维束材料主方向波动会引起平纹编织复合材料面内拉伸强度下降;面外剪切应力集中是导致复合材料最终失效的主要原因,且随着剪切修正因子增大,复合材料面内拉伸强度显著降低;纤维束材料主方向波动和面外剪切应力集中均对平纹编织复合材料的损伤行为和破坏机理产生了影响,需要在数值分析中对其进行准确描述。