不同铺层方式的复合材料层合板弯曲性能的研究

以碳纤维缠绕电动节能车车架为研究对象,采用有限元分析和力学试验对比的方式研究碳纤维铺层角及铺层层数对碳纤维复合材料层合板弯曲性能的影响。以层合板铺层角度、铺层层数为变量设置试验对比组,在ANSYS Composite Prep/Post复合材料分析模块中创建层合板的有限元模型研究层合板在承受弯曲载荷时的抗弯表现。结合弯曲试验结果,分析不同铺层方式对碳纤维复合材料层合板弯曲性能的影响。结果表明:在铺设一定数量的±45°铺层的基础上,增加0°/90°正交铺层可提高层合板的静承载强度;增加铺层层数,可提高层合板的弯曲强度。     

铺层角度对复合材料C型柱轴向压溃吸能特性影响分析

针对3组不同铺层角度的复合材料T700/MTM28 C型柱试件,进行轴向压溃试验获得其载荷-位移曲线。基于初始峰值载荷、平均压溃载荷、比吸能及载荷效率,研究铺层角度对其压溃变形模式及吸能特性的影响。结果表明:C型柱试件发生渐进式压溃破坏,呈现层间开裂、弯曲折断、局部屈曲以及剪切破坏等多种宏观失效方式。[0/90]_(3s)铺层试件的吸能量最高,[45/90/-45/0]_3铺层试件的吸能量次之,[45/-45]_(3s)铺层试件的吸能量最低,通过合理设计铺层,在±45°铺层中加入0°与90°铺层能够有效提升吸能特性。     

铺层结构对CFRP准各向同性板损伤破坏的影响

研究铺层结构对CFRP(Carbon fiber reinforced plastics)准各向同性板损伤破坏和最终失效强度的影响，对几种不同的CFRP层合板进行拉伸试验，观察其损伤形态，并测定最终抗拉强度。利用有限元程序对完整结构以及带裂纹结构进行数值分析，讨论铺层结构、应力的数值分析结果以及损伤破坏之间的对应关系。     

不同铺层转角T700/E44 复合材料拉伸强度有限元分析

碳纤维复合材料的失效行为与复合材料内部的应力状态有关,不同铺层转角的单向碳纤维复合材料层合板的性能具有明显差异。文中利用HyperWorks 商用有限元软件建立了T700/E44 复合材料层合板拉伸模型,基于Chang-Chang 复合材料失效模型对不同铺层转角复合材料层合板的 X 向及 Y 向拉伸性能进行了数值模拟分析。研究结果表明,复合材料层合板以45° 铺层转角对称结构层合时,复合材料有着最佳的综合拉伸性能。这对高性能雷达中复合材料部件的铺层结构设计具有重要的指导意义。     

铺层顺序和垫板对复合材料层压板钉拉脱性能影响分析

机械连接是飞机复合材料结构最重要的连接方式之一,其面外拉脱性能直接影响结构机械连接的强度.本文针对常用的材料和铺层形式,设计相应的试样,开展了铺层方式、材料及金属垫板对复合材料层压板面外拉脱性能影响的试验研究,获取了相应的失效形式.试验结果表明,铺层比例为(40/50/10)具有更高的钉拉脱性能;对复合材料层压板增加金...     

基于HyperWorks 的不同铺层方式复合材料剪切强度有限元分析

剪切强度和剪切韧性是反映复合材料构件在复合受力状态下承载能力及耗能能力的重要指标,不同铺层方式的单向玻璃纤维与短切玻璃纤维混杂增强复合材料层合板的层间剪切性能有明显差异。文中基于HyperWorks 商用有限元软件建立了精确的复合材料层合板模型,通过数值模拟分析不同铺层方式复合材料层合板的层间剪切性能。研究结果表明,铺层材料对复合材料层合板的层间剪切性能影响较大,而铺层顺序对复合材料层合板的层间剪切性能影响较小。     

复合材料蜂窝夹芯结构的低速冲击试验设计

复合材料蜂窝夹芯结构具有优越的材料性能,广泛应用于航空、航天和船舶制造等领域.结构在受到冲击时,很容易出现损伤.试验分析表明,低速冲击将严重降低蜂窝夹芯板的抗拉、抗压能力,造成面芯层间发生分层扩展.本文对复合材料蜂窝夹芯结构的低速冲击试验进行设计,并对结果进行分析,得出了相关变化规律.     

复合材料的铺层展开技术研究

纤维增强复合材料由于其优良性能,在航空领域有了越来越广泛的应用。但是复杂曲面铺层的区域划分以及剪口处理技术、铺层曲面的展开技术、数控下料技术等关键技术尚未得到很好解决,因此复合材料设计制造的数字化程度不高。本文主要针对复合材料制造过程中的复杂曲面展开问题进行了相关的研究工作,根据复合材料铺层时的变形特点提出了一种可用的双基线铺层展开方法。     

复合材料工字梁铺层结构设计及强度研究

根据复合材料层合工字梁的结构特点,基于经典层合板理论和最大应力强度准则,用MATLAB软件编程设计了复合材料工字梁缘条和腹板的铺层结构。建立了基于工艺的3种工字梁铺层结构有限元模型,分析了静载荷作用下3种铺层结构的应力状态。给出了典型铺层的应力云图。计算了复合材料层合结构材料主方向应力,使用最大应力强度准则,给出了线性状态下3种不同铺层结构工字梁的极限载荷。有限元分析结果与经典层合板理论计算结果进行了对比。分析表明:1)工字梁铺层采用内C形连接和L形连接时极限载荷高于理论设计载荷,外C形连接的极限载荷低于理论值,3种铺层方式极限载荷误差都在9%以内,与理论值基本吻合;2)有限元分析结果显示初始损伤均发生在工字梁下缘条45°铺层中,损伤模式为基体断裂;3)工字梁结构极限载荷主要取决于基体强度;4)工字梁发生破坏的截面位于其固支端;5)所建立的基于经典层合板理论的工字梁设计方法和工字梁有限元分析模型是正确可靠的。     

蜂窝芯体厚度对Nomex蜂窝夹层复合材料压缩性能的影响

以NRH-2-48芳纶纸为蜂窝芯体,碳纤维层合板为面板,制备了不同芯体厚度的Nomex蜂窝夹层复合材料,通过压缩试验研究了芯体厚度对复合材料压缩性能的影响,并探讨了芯体厚度与复合材料屈曲载荷和压缩破坏载荷的关系。结果表明:随芯体厚度的增加,复合材料的屈曲载荷和破坏载荷都相应增大,当复合材料的屈曲载荷与面板的破坏载荷相同时,蜂窝芯体厚度最佳。     

基于ANSYS的铣削电主轴静动态性能分析

以安阳鑫盛机床股份有限公司生产的CX110100立式车铣复合加工中心铣削电主轴为对象,研究了建立铣削电主轴部件有限元模型的方法,以及采用弹簧阻尼单元模拟主轴轴承支撑的方法。并在ANSYS分析软件中对主轴部件进行了静力学分析、模态分析以及谐响应分析等。为主轴优化设计和再制造设计打下了基础。     

复合材料MES易变质材料管理系统研究与开发

以中国某航空制造企业复合材料生产车间的制造执行系统开发为基础,针对易变质材料的特殊性,对这类材料的库存管理进行了探索与研究,设计开发了易变质材料的库存管理系统,并详细阐述了系统的实现过程及应用情况。     

航空复合材料可重入瓶颈设备生产排程方法研究

在分析航空企业先进复合材料生产工艺特点的基础上,对航空先进复合材料生产过程中热压成型瓶颈工序具有的可重入特征及其约束进行了描述。针对该瓶颈工序排程困难这一问题,在建立反映其可重入特点及设备能力的数学模型基础上,提出了一种基于规则的启发式算法,用于进行优化排程。通过实例分析证明,该算法在保证快速性的同时具有一定的灵活性,适用于实时性要求较高的生产现场的动态排程,已经在某航空企业复合材料车间得到初步应用。     

基于启发式规则的航空复合材料车间生产排程研究

以国内某航空制造企业复合材料生产车间现场为对象,针对航空复合材料的特殊性,对这类车间生产排程进行研究和探索;基于航空复合材料的生产工艺特点,提出针对航空复合材料车间生产过程中的瓶颈工序即热压成型工序的排程方法和步骤,并且针对该瓶颈工序的可重入特征建立了基于启发式规则算法的优化排程模式。     

基于启发式规则的航空复合材料车间生产排程研究

以国内某航空制造企业复合材料生产车间现场为对象,针对航空复合材料的特殊性,对这类车间生产排程进行研究和探索;基于航空复合材料的生产工艺特点,提出针对航空复合材料车间生产过程中的瓶颈工序即热压成型工序的排程方法和步骤,并且针对该瓶颈工序的可重入特征建立了基于启发式规则算法的优化排程模式。     

航空复合材料可重入瓶颈设备生产排程方法研究

在分析航空企业先进复合材料生产工艺特点的基础上,对航空先进复合材料生产过程中热压成型瓶颈工序具有的可重入特征及其约束进行了描述.针对该瓶颈工序排程困难这一问题,在建立反映其可重入特点及设备能力的数学模型基础上,提出了一种基于规则的启发式算法,用于进行优化排程.通过实例分析证明,该算法在保证快速性的同时具有一定的灵活性,适用于实时性要求较高的生产现场的动态排程,已经在某航空企业复合材料车间得到初步应用.     

电动机--复合材料连杆机构系统的动态响应

以三相交流电机——含三维编织纤维复合材料构件的连杆机构系统为研究对象,根据电机轴存在横振和扭振这种普遍情形以及三维编织复合材料的细观结构及特点,应用有限单元法建立了包含复合材料参数、电磁参数和机构的结构参数的系统动态方程,推导出了系统的自激惯性力,得出了自激惯性力及系统的非线性特性,通过研究发现了该系统的动态响应不仅与复合材料的细观结构参数与组分材料参数、连杆机构的结构参数和电机的电磁参数有关,而且还与电机轴的横振有关。最后通过实例仿真进行了验证。     

立式加工中心VMC850E床身结构动态特性分析

机床加工过程中的振动问题通常会引起加工误差,影响零件加工精度,是机床设计中的难点。床身作为机床的基础,其动态性能的优劣直接影响整机的动态性能。以立式加工中心VMC850E床身为研究对象,考虑床身地脚约束因素,基于前处理软件Hypermesh建立床身动力学模型,并运用经典动力学软件Nastran软件计算床身模态,通过与实验测试数据对比,验证有限元模型的准确性,为计算床身动态响应提供可靠的有限元模型,提出了一种预判床身动态性能的方法。     

干摩擦状态下动载荷特性对磨损的影响

在自行研制的环一块磨损试验装置上研究了干摩擦状态下矩形波载荷特性对磨损的影响,结果表明。1)矩形波载荷和静载荷作用下试件的磨损过程一样,存在跑合期和稳定磨损期;2)矩形波载荷的占空比愈小,跑合期磨损量愈少,跑合期愈长。     

蜂窝夹层结构复合材料的力学性能研究

设计了不同铺层形式的蜂窝夹层结构复合材料实验板 ,研究了胶膜、铺层方式以及界面缺陷对蜂窝夹层结构的力学性能影响 ,对比了蜂窝夹层结构中的面板与叠层板的性能。