复合材料基础设计及优化

通过原材料的选材、铺层和层合板结构设计,阐述了复合材料的基础设计。结合复合材料的原材料和结构设计原则,说明了复合材料结构的可设计性。针对复合材料各组分材料的特性,详细介绍了原材料选择的重要性,从载荷性能要求方面并结合层合板结构设计原则,对复合材料层合板进行了设计,并应用有限元分析软件(ABAQUS)对层合板进行了仿真分析,阐述了复合材料层合板仿真分析的方法和步骤,同时根据仿真结果对复合材料铺层进行了合理的优化设计。     

基于复合材料的天线结构设计

对复合材料的天线框架设计进行了较为详细的论述,通过使用复合材料天线框架,保证了某相控阵天线对结构提出的阵元间距要求,为实现天线的电性能指标奠定基础;同时减轻了天线整体的重量。满足了天线整体的刚度、强度要求。     

复合材料离心叶轮应力和振动有限元计算与分析

采用有限元方法,首先对钢制离心叶轮工作时在离心力作用下的应力进行了计算和分析。在此基础上,对复合材料离心叶轮在离心力载荷条件下的最大应力和固有频率进行了计算评估。预测纤维复合材料层压结构极限强度对叶轮安全设计和轻量化设计是至关重要的,失效判定采用Tsai-Wu失效准则,为避免因共振使叶轮设计寿命明显降低,计算了叶轮的固有频率和模态振型以分析其动态特性。结果表明,复合材料碳纤维/环氧树脂可承受叶轮线速度在605m/s运行时的应力,在风机启停工作转速范围内没有共振转速相匹配。本文研究结果为纤维增强复合材料风机叶轮的设计及应用奠定了基础。     

基于可伸展变形的双稳态圆柱壳计算模型

为提高双稳态复合材料圆柱壳设计的准确性和效率,基于可伸展变形和均匀曲率假设,提出复合材料圆柱壳双稳态特性分析的简化理论模型;利用Python语言,基于仿真软件Abaqus进行二次开发,建立了实现复合材料圆柱壳快速、参数化建模与自动后处理的插件。利用所提模型讨论了几何参数、铺设参数、温度对复合材料圆柱壳双稳态特性的影响。通过实验验证了计算模型的有效性和准确性。结果表明,该计算模型可满足复合材料圆柱壳的设计需求,为后续双稳态圆柱壳的优化设计奠定基础。     

民用飞机复合材料设计许用值试验矩阵设计

试验矩阵是民用飞机复合材料设计许用值试验工作顺利推进的基础,为建立民用飞机复合材料设计许用值试验矩阵设计方法,对试验矩阵的各组成要素——试验项目、试验方法、试验数量、试验件铺层以及设计许用值影响因素分别进行了研究。试验项目取决于复合材料结构分析方法,给出了各试验项目对应的试验标准;提出的铺层选取原则适用于型号各阶段的设计许用值试验工作;试验数量的确定应综合考虑结构的重要性、试验数据的处理方法和设计许用值影响因素的衡量方法。最后,通过某型民用飞机的具体案例结合所述的试验矩阵的构成要素,详细论述了民用飞机复合材料设计许用值试验矩阵的设计方法。     

变截面舵类零件复合材料成型工艺研究

以某产品舵复合材料成型工艺方案和模具方案为研究对象,对方案进行实际应用和成品检测,结果证明该模具结构合理、操作方便,且铺层设计合理,成型加工零件满足图纸、技术文件要求,可广泛适用于树脂基复合材料舵类零件的工艺设计与模具设计加工中,为树脂基复合材料舵类预浸料层压零件的铺层工艺设计、模具结构设计和加工奠定基础。     

连续纤维复合材料快速原型工艺基础研究

为采用快速成形方法制造连续纤维复合材料件进行的探索。研究了纤维在浸胶过程中纤维的牵引速度，牵引力和胶液粘度对复合材料含胶量及纤维及胶液浸润性的影响，进而设计了相应的一条工艺过程，为以后制作结构合理的喷头装置打下了基础。     

基于压电复合材料的梳状柔性宽带表面波传感器有限元设计

为检测厚板和厚壁管道表面缺陷。采用1-3型压电复合材料结合有限元方法设计了一种柔性非等间距梳状宽带表面波传感器。首先优化了复合材料参数。当复合材料宽高比小于0.6,压电相体积百分比为70%时为最佳参数。然后采用优化得到的压电复合材料,设计了宽度渐变和厚度渐变的传感器,并进行了频率响应,指向性和缺陷检测模拟。结果表明,设计的传感器-3 dB带宽达到420 kHz,指向性良好,并且能够在不同频率实现缺陷检测。为传感器实物制作提供了理论基础。     

金属基复合材料的制造

一、前言复合材料不仅可以提供简单的板材和棒材,而且可提供象飞机的机翼、船体、旅社的接送车等包括焊接件在内的整体构件。因此,复合材料是根据构件的实际需要而设计的材料。如果没有构件的设计,就不能体现复合材料的真正价值。所以复合材料的设计,就是把部件的性能要求作为材料的常数数值化,掌握对应材料常数的原材料的特性并利用该常数进行设计。另外,为了使之成为工业材料,还必须考虑降低成本。本文在考虑以上因素的基础上来介绍复合材料的     

仿生叠层复合材料的制备及层间性能研究

把贝壳的结构机制及韧化机理应周于叠层复合材料的设计中。利用铝合金作为基体材料，纤维／树脂作为夹层材料，设计并制备了纤维／树脂／铝合金叠层复合材料。通过扫描电镜从微观上对复合材料的界面进行研究，指出成型工艺对复合材料界面的影响。通过T剥离强度试验对叠层复合材料的界面粘接强度进行测试，在宏观上对复合材料的层间性能进行了分析。     

树脂基复合材料发动机机架结构研究

采用树脂基复合材料,对发动机机架的结构进行了设计,对结构进行了材料工艺及静强度试验研究。在设计分析的基础上,对纤维和树脂基体的筛选、优化进行了研究,对复合材料的基本力学性能和疲劳老化性能进行了研究。最后对大部件复合材料固化成型的工艺参数进行了优化,开展了机架结构连接方式和相关接头加工技术可行性研究。本文对树脂基复合材料在航天主承力结构上的应用进行了初步的探索和研究。     

浅谈复合材料压力容器的性能

综述了复合材料压力容器的设计、制造现状,简单介绍了应用于压力容器的复合材料特点,并对复合材料压力容器的应力情况进行了分析。     

复合材料构件模压成形技术研究

针对模压成型这一种重要的复合材料构件成型方法,研究了模压成型工艺流程,复合材料构件工艺数模设计方法以及成型模具的设计、制造和检测方法,对复合材料构件的模压制造过程进行了介绍。     

树脂基复合材料发动机机架结构研究

采用树脂基复合材料,对发动机执架的结构进行了设计,对结构进行了材料工艺及静强度试验研究.在设计分析的基础上,对纤维和树脂基体的筛选、优化进行了研究,对复合材料的基本力学性能和疲劳老化性能进行了研究.最后对大部件复合材料固化成型的工艺参数进行了优化,开展了机架结构连接方式和相关接头加工技术可行性研究.本文对树脂基复合材料在航天主承力结构上的应用进行了初步的探索和研究.     

碳纤维复合材料防撞梁的设计与分析

对某款乘用车的碳纤维复合材料防撞梁进行了研究。对碳纤维铺层进行了设计,通过有限元建模、施加边界条件与载荷,对碳纤维复合材料防撞梁的应力、变形与应力失效因数进行了分析,并对不同碳纤维铺层铺设角度进行了对比。通过设计与分析,使碳纤维复合材料防撞梁在满足要求的前提下,相比铝合金防撞梁质量减轻31.4%。     

均匀设计法在聚醚醚酮复合材料摩擦学特性试验中的应用研究

采用均匀设计法设计了CF/SiO2/PTFE/PEEK复合材料,并模压成型;在摩擦磨损试验机上研究了PEEK复合材料的摩擦学特性,应用回归分析法对其摩擦学特性试验数据进行了分析,得到了摩擦学特性参数的回归公式。结果表明,均匀设计法应用于PEEK复合材料的摩擦学特性研究是可行的,能有效预测复合材料的摩擦学特性参数,回归分析结果与复合材料的摩擦磨损试验数据相吻合。     

复合材料天线设计及实验结果分析

介绍了复合材料天线的设计思路,对复合材料天线在设计中的参数选定、模型建立、网络划分及连接处应注意的问题作了全面的阐述,并通过风洞实验及振动实验,对设计结果进行了验证。     

复合材料构件MBD模型规范化检查系统研究及应用

随着MBD技术在航空复合材料构件设计当中的应用,三维模型成为产品几何与非几何信息的唯一载体,是生产制造过程中的主要依据。由于复合材料构件结构多样性以及设计表达的复杂性,仅靠设计人员经验不能保证三维模型的质量,需要建立全面的建模规范以及面向设计/制造的检查系统来实时指导和规范复合材料构件全三维建模。为了实现对复合材料构件MBD模型的质量控制,研究了基于检查模板的构件模型规范性检查技术,对复合材料构件建模过程进行了规范性分析,并设计了构件MBD模型规范化检查系统,保障了三维模型定义的规范性、完整性和工艺性。基于B/S和C/S混合模式进行了系统开发,将其应用到某航空制造企业复合材料构件建模过程,并以某复合材料构件三维模型的检查为例验证了系统的可行性。     

电动车复合材料电池盒轻量化设计方法

为了减小电动汽车车体的质量，分析了电动汽车电池盒的承载特点，基于刚度等效的设计方法，采用复合材料替代金属材料。应用复合材料的叠层结构力学理论对电池盒体进行叠层结构构建，建立了力学方程和优化方程，确定了复合材料电池盒的结构参数。为了验证轻量化效果，运用理论解析和有限元数值分析相结合的方法，对比了金属材料和复合材料的刚度和形变，研究结果表明：采用复合材料利用刚度等效设计法是对电动汽车零部件进行轻量化设计的有效途径，也可为汽车板型零件承载结构的轻量化设计提供借鉴。     

基于Laminate Tools的机载天线罩力学仿真和优化设计

由于优异的物理力学性能和可设计性,复合材料在雷达天线罩中得到了广泛应用。文中基于Laminate Tools软件对某机载雷达天线罩的复合材料结构进行了有限元建模、力学仿真及可视化检查,并结合初步分析结果对结构进行了减重优化,探讨了复合材料结构设计、分析、制造一体化的可行性。结果表明,结合通用软件Patran/Nastran,可方便地实现复合材料铺层、三维和褶皱显示、力学计算、失效分析及展平图输出等一系列功能,为复合材料的一体化设计提供了流程参考。