夹层结构榫卯T型接头弯曲破坏机理试验研究

本文针对复合材料蜂窝夹层结构榫卯胶接T型接头,进行了弯曲破坏模式和承载能力的试验研究。试验研究了不同榫头宽度、不同榫头数量的五种T型接头试验件,绘制了弯矩-位移曲线图。弯曲试验结果表明:T型接头试验件的破坏包括榫肩区域的胶接面拉伸破坏和榫头区域上面板胶接面剪切破坏或面板拉断。在加载过程中榫肩区域首先发生脱黏,榫头区域承担大部分载荷,最后榫头区域上面板与底板脱黏或面板被拉断。参数研究结果表明:对于复合材料蜂窝夹层结构榫卯胶接T型接头,增加榫头宽度和榫头数量能显著增加T型接头的弯曲刚度,对提高T型接头的弯曲承载能力也有重要贡献。     

胶接面纤维铺层角度对复合材料胶接应力和强度影响分析

为研究复合材料胶接面铺层对接头强度的影响,以单搭接接头为研究对象,通过铺层设计使接头的被粘物具有相同的拉伸模量和弯曲模量,但胶接面的铺层角度不同,使用有限元法对不同铺层的接头进行建模,分析接头胶接面和胶层的应力,引入Tsai-Wu失效因子对胶接面铺层进行评估。结果表明:胶接面铺层角度对应力分布有一定影响,0°胶接面会造成较大的胶层应力,但胶接面的应力和失效因子较小;90°铺层下胶层应力最小,但胶接面的应力和失效因子水平较高;45°下胶接面的失效因子和胶层应力水平介于两者之间。通过与实验结果对比,得出了胶接面铺层角度影响接头强度及破坏模式的一般性规律。     

飞机单搭接接头胶接形式的优化

1前言飞机蒙皮结构的绝大部分为单面敞开式，这就决定了蒙皮破孔的原位胶接修理只能单面操作，接头形式只能采用单搭接。单搭接接头是诸多接头形式中的一种，通过考察分析，其接头形式的细节还能优化改进。本文优化研究重点是接头形式的优化，没有涉及参数优化。2接头形式优化计算结果在铝合金板与胶层组成的单搭接结构中，胶层是薄弱环节。胶层内部主要承受剪切应力，胶层两端，在垂直于胶层方向上还集中有正应力，是结构分析的危险部位。其胶层内部应力分布如图1所示。图1胶层中剪应力分布（不计塑性）本文拟采用线弹性有限元对四种胶接头…     

复合材料胶接头Ⅱ型加载损伤破坏声发射监测

利用声发射技术实时监测复合材料胶接头Ⅱ型加载损伤破坏的全过程,研究了不同胶接长度的复合材料胶接头破坏的力学性能以及声发射信号响应特征。结果表明,界面破坏是复合材料胶接头的主要破坏模式,胶层边缘的应力集中导致整个胶层的破坏。缺胶缺陷降低了复合材料胶接头的承载能力。声发射信号的相对能量、幅度和撞击累计数与试件损伤破坏的过程相对应,因此,声发射信号的动态特征可为风电叶片胶接头的无损检测和健康监测提供依据。     

热-力载荷下复合材料/金属双面胶接接头界面力学模型

在温度和静拉伸载荷共同作用下,考虑胶层的材料非线性,建立了复合材料/金属双面胶接接头界面的力学分析模型,推导出弹性响应和塑性响应下胶层剪应力的分段表达式,使用胶层最大剪应变失效准则计算出胶层主导破坏的结构极限载荷,并与有限元数值结果进行对比和验证。分析表明,双面胶接接头应力分析理论模型与相关简化假设正确、合理。在此基础上,研究了复合材料/金属双面胶接接头在热-力载荷下的胶层剪应力分布特点、破坏模式和失效机理,为胶接结构的承载能力分析及结构改进设计提供理论依据。     

胶层Ⅰ/Ⅱ型断裂破坏内聚单元参数的确定和应用

建立了铝合金板单搭接胶接接头的三维弹性有限元模型,通过与G-R解析模型的胶层剪应力和剥离应力分布对比分析,验证了有限元模型的有效性。经有限元仿真拟合铝合金板单搭接胶接接头静拉伸试验的载荷-位移曲线,获得了胶层Ⅰ/Ⅱ型混合失效模式下内聚力单元的断裂参数值和胶层渐进破坏的过程,将胶层内聚力单元断裂参数值应用于含双裂纹复合材料胶接修补结构中,预测了修补结构的静拉伸强度。结果表明,有限元模型预测的剩余强度与实验值的相对误差为3.8%,因此运用内聚力单元仿真胶层的方法是有效的,并为复合材料胶接修补结构的承载能力分析提供了有力的依据。     

胶厚对钛合金-复合材料接头胶接性能的影响

采用钛合金与芳纶纤维复合材料制备了不同胶层厚度的单搭接接头。利用DIC与万能试验机对接头进行了拉伸-剪切性能测试,研究了不同胶层厚度异质材料的接头胶接性能、应变场与破坏模式的变化规律,分析了在拉伸载荷下,不同胶层厚度接头的失效特点。结果表明,当胶层厚度由0. 2 mm增加至1. 2 mm时,接头极限载荷由6. 13k N降低至5. 89 k N,损伤后剩余强度降低,薄胶层接头出现渐进失效;复合材料端头高剥离与拉伸应变区域面积增加,厚胶层与被胶接件一同变形,导致接头提前失效;钛合金-胶层界面破坏模式增多,芳纶纤维复合材料层间破坏模式减少;接头在发生复合材料层间破坏后,仍能够保持较高的剩余强度,当钛合金-胶层界面遭到破坏后,易整体失效。     

复合材料胶接单搭接连接强度与失效模式研究

以Tserpes失效准则及其材料性能退化准则为基础,利用ANSYS建立几何模型进行有限元分析,针对模型进行相应的试验验证,以探究各参数对复合材料胶接单搭接连接强度的影响,并得到不同参数下的胶接失效模式。结果表明:复合材料与复合材料单搭接的强度高于钛合金与复合材料单搭接的强度;随着胶接长度、胶接宽度的增大,胶接接头的连接强度呈现先增大后减小的趋势;同时发现,在静拉伸过程中,钛合金与复合材料单搭接的失效模式主要为胶层的粘附破坏,复合材料与复合材料单搭接的失效模式主要为混合破坏,表现为复合材料紧邻胶层的第一层和第二层发生铺层基体开裂与分层破坏,同时胶层发生部分粘附破坏。     

碳纤维复合管-铝合金胶接接头拉伸性能研究

以直径为80 mm,壁厚为1 mm的碳纤维复合管-Al合金胶接接头为研究对象,通过整体拉伸试验比较了不同胶接长度、胶层厚度、外加紧固件对接头破坏载荷的影响。结果表明:胶接面的破坏载荷随着胶接长度的增大先增大后减小,随着胶层厚度的增大而降低。随着胶接长度和厚度的增加,胶接面由复合材料分层破坏和部分胶层的剪切破坏转向胶接界面剥离破坏。在胶接面上施加紧固件能够抵消部分附加弯矩引起的剥离应力,从而提高接头的破坏载荷。胶接长度为100 mm,胶层厚度为0.01 mm～0.02 mm,施加三条非均布紧固件的胶接面能够承受最大为255 kN的破坏载荷。     

钛合金‑芳纶纤维复合材料单搭接胶接接头渐进破坏分析

采用芳纶纤维复合材料与钛合金制备单搭接胶接连接实验件。利用万能实验机、DIC、应变采集系统等手段,对胶接接头的极限载荷、应变场、应变分布和破坏模式进行表征,分析了拉伸载荷下胶接接头的应变分布规律和复合材料层合板刚度折减规律,探究了异质材料单搭接胶接接头的破坏过程。结果表明,胶接接头破坏模式为搭接接头两端胶层界面破坏,中间部位复合材料层间破坏。接头破坏过程为渐进破坏,受载时复合材料端头产生较大的剪切应变,裂纹在此处萌生,并不断向钛合金端头扩展,扩展部位复合材料层合板刚度不断折减,直到搭接面积过小胶层突然发生界面破坏。     

氢化丁腈橡胶及其加工应用

氢化丁腈橡胶(HNBR)是国外近年来开发成功的一种物理机械性能优异、耐高温、耐臭氧、抗液体腐蚀性能极好的专用弹性体。主要适用于汽车制造、油井、军事及飞机制造等工业领域中。目前世界市场上只有Therban(联邦德国Bayer公司)、Toynal(加拿大Polysar公司)和Zelpol(日本Zeon公司)等几个商品牌号。本文拟以Therban为例,着重对HNBR的基本性能和加工应用性能作一探讨。     

粗细节丝及其织物的开发应用

综述了粗细节丝的生产及应用。介绍了日本各大公司粗细节丝的性能，主要采用的生产技术及其织物的开发应用，特殊粗细节丝现状以及粗细节丝的高次加工。     

元明青花红绿彩的研究与考证

青花红绿彩作为加彩器的一种,比传统的观点早一个朝代,根据明中青花红绿彩盖罐结合最新的窑址考古成果,得出元代的窑炉设计和釉面配方的缺陷,使元代青花红绿彩的生产和存世极少,明官窑中由于斗彩的出现,青花红绿彩在民间一直沿烧。与元代风格相近,只是到了后期风格才大变。     

PC建筑采光板的生产、应用及发展趋势

介绍了一种新型建筑装饰材料——PC建筑采光板,着重介绍其应用情况、生产工艺及发展趋势。     

丙烯腈与丙烯酸的共聚合及表征

以偶氮二异丁腈为引发剂,研究了丙烯腈与丙烯酸在二甲基亚砜中的自由基溶液共聚合反应。考察了单体质量分数,引发剂质量分数、反应温度和时间等对共聚反应的影响。分别用称重法和乌氏粘度计测定了反应的转化率和产物的相对分子质量。用IR,DSC和TG对产物的结构和性能进行了表征。研究结果表明,最佳的反应条件是：总单体质量分数22％,AIBN占总单体质量分数1％,反应温度和时间为60℃和24h。     

大型合成氨和尿素装置生产管理与决策系统的研究和开发

以沧州化肥厂为背景，简述了合成氨和尿素装置大系统优化控制，系统地阐述了其生产管理与决策系统研究与开发思路和方法，以及该系统的开发内容，其中主要有：系统软件，通讯和数据库，生产管理（包括；流程图，模拟仪表，趋势，报表及各管理系统的组态等）管理决策系统等。上述所有系统均是在线实时的。     

钙钛锆石和榍石的合成及烧结

以天然锆英石为主要原料,通过配方设计,采用热重-差热、X射线衍射等分析手段,研究了钙钛锆石(CaZrTi2O7)和榍石(CaTiSiO5)的固相反应合成及烧结.结果表明:采用上述工艺能够获得高纯度的CaZrTi2O7和CaTSiO5基的致密烧结体.合成CaZrTi2O7,CaTiSiO5的含量以及合成CaZrTi2O7的最低温度、最佳温度与配方密切相关.最佳配方的摩尔比为:n(ZrSiO4):n(CaCO3):n(TiO2)=1:2:3,最低合成温度为1230℃,最佳的合成温度及烧结温度均为1260℃.     

国内先进陶瓷状况与发展机遇和挑战

随着现代科学技术的高速发展,迫切要求研制与发展具有特殊性能的新一代先进陶瓷材料.这是因为先进陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀以及优异的电学性能、光学性能、化学稳定性和生物相容性等优点,从而在航天航空、国防军工、机械化工、生物医疗、信息电子、核电与新能源等领域得到越来越多的应用,已成为国家某些重大工程和尖端技术中不...