含穿透损伤复合材料蜂窝夹芯修补结构强度分析

针对复合材料蜂窝夹芯含损及修补结构,应用渐进损伤分析方法,在验证铝蜂窝渐进损伤方法有效性的基础上,分析含穿透损伤的复合材料蜂窝夹芯结构在拉仲载荷下的失效形式与剩余强度,并进一步研究其修补结构,发现采用双面非加衬挖补修补的修理方法可以恢复结构的大部分承载能力,从而为复合材料蜂窝夹芯结构修理容限的制定提供参考.     

复合材料挖补修理结构的压缩强度分析

基于Patran/Nastran有限元软件对复合材料层板的挖补补强结构进行细节应力分析,引入Tsai-Hill强度准则和最大剪应力破坏判据预报其压缩强度,通过PCL语言实现了挖补结构的参数化建模并讨论主要修补参数的影响规律.结果表明:强度预报结果与试验结果较好吻合,误差小于10%.复合材料层板在单向和多向载荷作用下的最大挖补角度分别为5°和4°;胶层厚度在满足胶接强度的条件下越小越好,宜为0.10～0.15 mm;挖补修理适用于孔径小于70 mm的损伤.     

阶梯形修理复合材料层合板拉伸性能研究

为获得不同参数对阶梯形修理结构拉伸力学性能的影响,本文开展了试验研究.针对铺层数目为8层的复合材料层合板,分别研究了阶梯数目为2个、4个和8个的无附加层的情况.另外针对4个阶梯的情况,研究了附加层数目的影响.作为对比,对相同修理区大小情况下的斜切形挖补修理结构也进行了测试.结果显示,对阶梯形修理结构,拉伸强度随阶梯数目的增加而增加,当阶梯数目由2个增加到8个时,修理接头的强度恢复率由36%增加到67%.通过引入附加层能够有效的提高修理结构的强度,但随着附加层的引入以及附加层数目的增加,修理结构强度的分散性变大.阶梯形修理和斜切形挖补修理的对比显示,相同修理面积的情况下,由于斜切形挖补修理能够提供更加均匀的胶膜应力分布,斜切形挖补的修理效率要高于阶梯形修理,相比4个阶梯的阶梯形修理,斜切形挖补修理强度能够提高25%.最后,根据修理接头表面各点的应力/应变分布规律,获得了拉伸载荷作用下修理接头的失效机理和失效过程.     

复合材料层合板斜切型挖补修理试验

为研究拉伸载荷作用下不同挖补角和附加层数对复合材料胶接挖补修理接头刚度、强度、失效模式及关键位置应变变化的影响,开展了复合材料层合板斜切型挖补修理接头拉伸试验.采用一种碳纤维织物增强树脂复合材料作为母板与补片材料,一种改性环氧树脂胶膜作为胶层材料,设计了斜切挖补角分别为1.8°、2.6°、3.5°、4.4°,附加一附加层或二附加层的斜切型挖补修理试验件.拉伸试验结果表明,在1.8°至4.4°挖补角范围内,所研究的接头刚度和强度随挖补角的增大而减小.附加层数的增加能够有效提升接头的刚度及强度.接头的失效可以概括为四种模式,与挖补角及附加层数目相关。接头关键位置点的纵向应变变化能够动态反映接头的失效过程.     

对飞机复合材料结构修理技术的探究

复合材料是将两种或两种以上的材料永久结合起来的产物,其共同的强度比单独各组分的强度都大.现阶段,对于飞机复合材料结构运用规模不断增大,运用复合材料的现役军民用飞机服役期限逐渐延长,因此其将来必将面临着与老龄金属结构飞机具有相似性的诸多修理工作;而修理方法是否便捷经济,修理效果是否良好,又决定了其能否快速恢复运营,提高飞行安全的重要因素.基于此,本文主要对飞机复合材料结构修理技术进行分析探讨.     

复合材料挖补修理结构的有限元建模及精度影响分析

基于Patran/Nastran有限元软件对复合材料层板的挖补修理结构进行建模计算,分析结构中的应力分布情况,并在有限元建模方法方面进行了一些探讨.得到一些重要结论:在补片和母板的胶接尖端部位应力集中最大,会最先发生破坏;胶层中的应力主要沿周向变化,沿径向变化不明显,且在单向载荷作用下沿外载荷作用线方向应力水平最高.层板上距离胶接修补局部大于3倍损伤孔半径的区域,应力水平几乎不受修补区域的影响;第三,选取分析模型的尺寸是损伤孔半径的10倍左右时,可以不计尺度效应对计算结果的影响;对铺层较多的层板,可以采用沿厚度方向取数层作为一个单元的方法进行模拟,而少于20个铺层的薄板,可以每个铺层建立一个单元进行划分,能够保证足够的计算精度,且计算效率较高.     

浅析飞机复合材料结构修理技术

复合材料具有质量轻、高比强度、比模量、良好的抗疲劳损伤等优良特性,使其能有效的提高飞机及其装备的使用效率和寿命,同时在隐身、智能、结构等方面具有巨大潜力.由于复合材料已经成为现代飞机结构的重要组成部分,并且其损伤机理与金属损伤存在差异,对复合材料结构修理技术研究具有重要的现实意义.文章主要基于飞机复合材料结构修理基础之上进行研究,促进飞机复合材料的可持续发展.     

基于有限元的沥青路面坑槽修补结构力学特征研究

根据实际沥青路面坑槽修补的结构形式,建立有限元模型进行力学模拟,用节点跟踪法找出修补路面结构中的最不利受力位置,结果表明剪应力最不利位置在下面层底部,拉应力和压应力最不利位置在路表处.在最不利条件下,分析挖补面积、基层修补材料模量以及基面层层间接触状态对修补路面结构受力的影响,其结果可用于指导坑槽最佳修补面积的确定和基层修补材料的选择以及基面层层间状态的最优设计方案.     

含中心裂纹的复合材料单面胶接修补结构胶层应力解析模型

针对含中心贯穿裂纹的复合材料平板的单面胶接修补结构,结合复合材料的经典层合板理论,提出了一种预测该修补结构中胶层应力分布的方法,推导出胶接界面应力分布的解析模型的显式解。将解析解与有限元解进行对比,验证解析模型的有效性。该方法为复合材料单面胶接复合材料结构的修补设计提供了理论基础。     

民机复合材料结构修理容限确定方法研究

为解决民机复合材料结构实际修理过程中判断要不要修、能不能修的修理容限问题,根据已有成果和不足,提出了2种复合材料结构修理容限的完整求解方案和流程(基于波音公司修理验收要求的修理容限,满足设计许用应变值的修理容限),重点解决如何在同时考虑维修经济性和结构安全性情况下合理确定复合材料结构的修理上限;然后以受压复材加筋壁板为例,考虑穿孔损伤形式,结合有限元分析,分别应用2种求解方案计算了加筋壁板的修理容限。结果表明:2种修理容限求解方案得到的同一复材加筋壁板修理容限结果比较接近且合理,证明了2种修理容限确定方法的可行性,为民机复材结构损伤的工程化评估提供参考。     

无人机转子发动机便携式检修仪设计研究

针对无人机转子发动机原位维修缺乏手段的问题,以便携式工控计算机系统为硬件基础,利用LabVIEW虚拟仪器技术、传感器技术、信号调理技术设计了无人机转子发动机便携式检修仪．实际运用结果表明,该检修仪人机界面友好,运行稳定可靠,检测结果准确,可满足无人机转子发动机的修理检测需求．     

钢筋混凝土压力水管修补加固方案和施工工艺

分析了水电站钢筋混凝土压力水管的缺陷,提出了混凝土防渗修补和结构补强处理的技术方案,采用聚氨酯化学灌浆、三元乙丙复合盖板、SK柔性防渗材料表层止水、碳纤维复合材料补强加固等技术对混凝土裂缝进行修补加固,并详细介绍了施工工艺。     

民用飞机维修单位安全管理模式的探讨

飞机的维修和修理质量都将决定着飞机在飞行当中的安全性和稳定性,是保证安全的前提。近些年来,随着科技不断地进步与发展,我国在航空航天方面的技术运用也得到加速发展,飞机在设计起初就采用了大量的高新技术进行设计,结构方面也因为安全舒适而变得更加复杂,从而在对维修时也增加了不少的困难,所以这也间接的要求飞机在维修当中要不断地进行发展,进行融汇新的知识与操作,进而适应其目前的变化。     

建筑石膏复合材料的调温调湿性能研究

为了制备兼具热湿功能的建筑石膏材料,将自制的温湿调节剂按照不同比例掺入石膏中配制多元复合材料.通过采用"时间-温度"坐标系方法,测试复合材料调温性能的变化规律,采用饱和盐溶液法测试复合材料的调湿性能,分析了调节剂对热湿综合性能的影响并进行评价.利用傅里叶红外光谱仪、压汞仪、差示扫描量热仪、扫描电镜等手段对复合材料组成、孔结构、相变温度和相变潜热及形貌进行表征.结果表明:当温湿调节剂掺量为40%时,建筑石膏复合材料相变温度20.86~34.52℃,相变潜热10.72~12.61 J/g,表明该复合材料具有满足建筑室内对热性能要求,建筑石膏复合材料最大平衡含湿量为0.046 44~0.047 34 g/g,表明该复合材料具有良好的调湿效果.     

航空复合材料结构修补技术与应用

从二十世纪中期以来,复合材料就逐步进入人们的视野,并且在很多行业都受到很大的应用,尤其是在航空材料领域的应用上。在航天领域复合材料有着很多金属材料比不上的优点,符合材料质量轻,耐磨性强,但是符合材料也有其缺点,复合材料比较脆容易断裂,所以要提高航空复合材料结构修补技术。     

CAD和CAE技术应用于齿毂结构强度仿真中的研究

针对所设计的离合器齿毂结构的CAD模型,首先利用划分网格专用软件对这个离合器齿毂结构的几何模型进行几何修理,划分网格,建立适用于有限元分析的模型.然后运用有限元软件INDEED根据实际结构的工作情况模拟工作环境,最后将齿毂结构强度的计算结果与ABAQUS软件的计算结果进行比较,两种软件计算结果是一致的.该方法具有简便性和有效性.     

基于轮廓-纹理分解的图像修补技术研究

研究了传统整体变分去噪算法和图像修补算法,提出了一种基于轮廓-纹理分解的图像修补算法.算法首先将待修补图像分解为轮廓结构图像和纹理细节图像.再对轮廓结构图像的空缺进行轮廓结构修补,并对纹理细节图像的空缺进行纹理合成.最后将修补后的轮廓结构图像及纹理合成后的纹理细节图像进行合成,得到需要的修补图像.这种方法能够很好地修补图像空缺部分的轮廓结构及纹理细节.实验结果表明,该算法比纯结构图像修补法或纯纹理合成法要好.     

胶接修补复合材料层合板的渐进损伤分析方法

建立了一种预测胶接修补复合材料层合板损伤演变与剩余强度的渐进损伤分析模型。该有限元方法应用三维渐进损伤模型和内聚力模型分别模拟复合材料层合板和修补胶层的失效过程。引入与材料损伤模式相对应的损伤变量表征材料的损伤状态,材料的刚度矩阵按损伤变量退化。计算得到了复合材料含孔板和相应的复合材料层合板胶接修补结构的极限强度。计算结果和试验数据吻合良好,验证了渐进损伤分析方法的有效性。     

网格曲面中复杂孔洞的自动修补算法

为了修补三角网格模型中的复杂孔洞，提出一种基于边扩展的复杂孔洞修补算法.通过计算出孔洞边界的最小二乘平面，并将孔洞边界投影到该最小二乘平面上，得到投影多边形.当投影多边形存在相交的边时，则对每条相交的边采用边扩展算法，生成新的三角面片，从而将复杂孔洞剖分成若干个子孔洞.对新生成的子孔洞重复上述剖分方法，直至所有子孔洞变为简单孔洞后，采用平面三角化技术对简单孔洞进行修补,并采用细分技术得到形态均匀的孔洞三角网格.实验结果表明，该孔洞修补算法适用于三角网格模型中的各种复杂孔洞,能较好地保持原三角网格模型的细节特征.     

PS/MWNTs-PANI导电复合材料的制备及性能研究

采用苯胺对多壁碳纳米管(MWNTs)进行表面修饰,然后将修饰过的多壁碳纳米管(MWNTs-PANI)与基体聚苯乙烯(PS)复合,制备PS/MWNTs-PANI复合材料.采用四探针电导率仪、热失重分析仪(TGA)、扫描电镜(SEM)对PS/MWNTs-PANI复合材料的性能和结构进行表征.结果表明,MWNTs-PANI的加入,有效地提高了复合材料的电导率和热稳定性.