铝蜂窝夹芯板受爆炸载荷时的动力响应

在对爆炸载荷下铝蜂窝夹芯板的变形机理和失效模式研究的基础上,文中试图建立铝蜂窝夹芯板的刚塑性动力分析模型。首先给出考虑芯层强度的拉—弯联合作用的屈服条件,考虑到冲击载荷作用时间相对于芯层的压缩和夹芯板的整体动力响应时间要短的多,应用修正的哈密尔顿原理,得到固支边界条件下受爆炸载荷作用的夹芯方板三阶段变形的塑性动力响应,得出其表达式。并与实验结果进行比较和分析,研究表明在考虑有限变形情况下,文中的分析结果和实验结果吻合较好。     

湿热环境下平纹编织面板蜂窝夹芯板的渐进损伤分析

为了研究侧向压缩载荷下单侧面板含穿孔的平纹编织面板蜂窝夹芯板的损伤行为,建立考虑湿热效应的渐进损伤模型.编写UMAT子程序将考虑湿热效应的本构关系、温度变化对材料属性的影响、选用的失效准则和刚度退化模型加入到考虑湿热效应的渐进损伤分析中.将模型在25℃、0吸湿量条件下预测的位移-载荷曲线及失效形式与实验进行对照,以验证建立模型的正确性.进一步在5个温度和5个湿度下研究湿热效应对受侧向压缩载荷的蜂窝夹芯板承载强度的影响.结果表明,建立的模型可有效预测损伤的扩展过程和湿热环境对蜂窝板性能的影响,随着温度和湿度的增加,蜂窝板的承载强度逐渐下降.     

超大轴向冲击载荷下六边形蜂窝铝结构的吸能特性优化研究

针对60 MN超大力值拉向叠加式力标准机断裂保护装置的选型问题,以蜂窝铝为吸能件,对其在超大冲击能量下的吸能效率进行了研究。利用ABAQUS/Explicit对不同结构参数的蜂窝铝吸能结构进行了数值模拟,通过对比不同壁厚和六边形边长下蜂窝铝的平均载荷、峰值载荷和比吸能,得出了其吸能效率的变化规律;利用响应面优化方法,以壁厚和六边形边长为设计变量,建立了因变量的回归方程,采用遗传算法对其进行了优化设计;最后对优化结果进行了仿真验证。研究结果表明:随着壁厚增加以及小六边形尺寸减小,吸能件的各项指标都得到了改善;当蜂窝铝小六边形长边长为7.75 mm,壁厚为0.66 mm时有最优解;优化结果显示其各项指标误差值均控制在5%以内,该分析方法可为60 MN大型拉向叠加式力标准机缓冲装置的选型提供参考。     

温度载荷对铁路架桥机的强度影响

建立了铁路架桥机钢结构的有限元模型，完成了各种工况下考虑温度载荷时架桥机的强度计算，与不考虑温度载荷的强度结果进行了比较，详细分析了温度载荷对架桥机的强度影响。计算结果表明，阳光直射使主梁上翼缘板温升较大时，上翼缘板的应力变化不可忽视，而且应力变化与温升成线性关系。     

管壳式换热器温度载荷下的强度研究

对一个管壳式换热器进行温度和压力载荷作用下的有限元强度分析 ,并对这两种载荷作用下的结构应力响应做分类研究 ,然后对结构进行改进 ,作同样的分析。比较这些结果 ,得出考虑温度载荷作用下的换热器强度校核的规律和结构设计的特点     

结构刚度对机翼连接件连接螺栓载荷分配的影响

机翼连接件是静不定结构,载荷的传递很难用传统的静定结构进行受力分析。利用PATRAN/NASTRAN软件对机翼连接件进行有限元建模,对连接件存在的螺栓连接和端面接触问题,进行了合理的有限元模拟,重点分析了翼型结构特性对螺栓载荷分配的影响。为比较结构刚度变化对螺栓载荷的影响,分别调整连接件局部刚度和结构整体刚度,通过有限元分析,得出了螺栓载荷分配随结构刚度的变化规律,对机翼连接结构设计具有一定的参考价值。     

芯层高度对复合材料蜂窝夹层结构总体稳定性的影响

通过对压缩、剪切载荷作用下复合材料蜂窝夹层板的稳定性试验和采用工程算法及有限元法的稳定性计算,验证了有限元计算方法的准确性,讨论了芯层高度对薄面板复合材料蜂窝夹层板总体稳定性的影响。结果表明,增加蜂窝芯高度能显著提高薄面板复合材料蜂窝夹层板的屈曲载荷,但剩余承载能力随芯层高度增加而减小;并且单一增加芯层高度会导致屈曲载荷下面板应变增大,甚至超过许用值。     

全飞行剖面下的航空液压泵热载荷分析与温度预测

基于理论分析和仿真实验,研究了影响航空液压泵温度变化的因素.首先,对航空液压泵的基本情况进行了简述,通过数学建模建立了航空液压泵的效率模型,对泵的功率损失进行了详细分析;然后,利用控制体方法建立了描述泵的各部分温度变化的热力学模型,通过理论计算分析了泵在不同工况下的温度变化;在此基础上,利用MATLAB对航空液压泵在飞...     

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。     

负泊松比蜂窝结构胞元几何参数影响研究

针对某负泊松比蜂窝结构的胞元弧夹角、连杆长、外厚度、厚度比及长高比五个几何参数进行了影响研究.采用均匀试验设计方法,得到吸能量、比吸能、峰值碰撞力及等效泊松比四种评价指标关于各几何参数的拟合方程;在此基础上进行多目标优化设计,选取合适的胞元几何参数值.结果 表明胞元弧夹角、连杆长对蜂窝结构的比吸能影响较大,外厚度及厚度比对结构峰值碰撞力及吸能量影响较大,而等应变下外厚度对结构等效泊松比基本无影响,长高比对结构的吸能量及等效泊松比影响较大.综合选取的优化尺寸比原尺寸具有更高的吸能防护抗冲击效果,碰撞力远低于原尺寸模型且更加平稳.     

穿孔对平纹编织面板蜂窝夹芯结构侧向压缩性能的影响

建立平纹编织面板蜂窝夹芯结构的渐进损伤分析模型来分别研究无损伤面板和单侧面板含穿孔损伤的蜂窝夹芯结构的侧向压缩性能,并将该结果与试验结果进行对照,以验证所建立模型的正确性。考虑到模型具有高度的材料非线性,选用ABAQUS/Explicit求解器进行蜂窝夹芯结构准静态侧向压缩性能的模拟,通过编写VUMAT子程序,分别设置面板和芯子的失效准则及刚度退化模型,选用内聚力模型模拟胶层,完成侧向压缩下蜂窝夹芯结构的渐进损伤分析。研究结果表明：无损伤面板的蜂窝夹芯结构侧向压缩强度受面板的屈曲行为控制,含穿孔损伤的蜂窝夹芯结构侧向压缩强度受含穿孔侧面板基体的抗压缩能力控制,且穿孔损伤会严重降低蜂窝夹芯结构的侧向压缩强度。     

激光干涉在蜂窝夹心层板振动模态测量中的应用

采用激光电子散斑干涉测量技术(electronic speckle pattern interferometry,简称ESPI)对悬臂矩形损伤蜂窝夹心复合板稳态振动下的振型进行了实验研究。通过完整试样的振型测量结果与有限元模拟均匀悬臂金属板结构振型的类比,验证了有关蜂窝夹心复合材料具有横观各向同性假设的观点,获得了悬臂矩形蜂窝夹心复合层板前14阶离面振动模态的振型图。实验结果表明,结构的损伤导致其局部刚度改变,使得共振频率减少,损伤对其高阶振型的形状改变较为明显,有时甚至是模态跃迁。     

夹层扁壳结构各参数对型面热变形的影响

文中根据夹层结构等效理论,通过有限元仿真研究了在整体温度场和梯度温度场下,蜂窝壳夹层结构各参数(曲率半径R、厚度h和投影边长a)对型面误差均方根值(RMS)的影响.结果表明:在整体温度场下,型面RMS与其曲率半径R成反比,与面积a2及温差ΔT成正比,厚度h主要影响型面的前后平移;在梯度温度场下,型面RMS主要与边长a和厚度h正相关,而受曲率半径R的影响很小.     

铝蜂窝夹芯板胶接工艺研究

铝蜂窝夹芯板由于其强度好,重量轻,正广泛用于许多制件上。对铝蜂窝夹芯板成型用胶粘剂及胶接工艺进行了研究,通过胶粘剂筛选、表面处理方法及固化工艺研究,确定了夹芯板胶接工艺。     

蜂窝夹芯板参数化建模与优化设计

在蜂窝夹芯板的有限元分析过程中,为提高结构的建模和分析效率,基于有限元软件开发参数化建模与分析模块,可以完整地进行蜂窝结构的建模、分析、校核与后处理,使蜂窝结构的有限元分析过程流程化、高效化.在此基础上,以质量轻量化为目标,以结构强度为约束条件,基于MATLAB使用遗传算法、罚函数法、模式搜索法对蜂窝结构进行尺寸参数优...     

复合材料蜂窝夹层板低速冲击损伤模拟及实验研究

复合材料蜂窝夹层板因其良好的力学特性及质量轻等优点在工程中得到了广泛应用,但其抗冲击能力较差。本文研究了复合材料蜂窝夹层板受低速冲击后的变形和损伤情况,采用光滑粒子动力学结合有限元数值模拟方法分析了复合材料蜂窝夹层板受不同能量冲击后的响应,并通过试验和模拟计算结果对比分析,给出了不同冲击能量下复合材料蜂窝夹层板的位移和损伤。研究结果表明:给出的复合材料蜂窝夹层板冲击数值模型能够合理的模拟低速冲击行为,能为工程中复合材料蜂窝夹层板结构受冲击损伤的测定提供参考依据。     

气凝胶填充金属蜂窝夹层结构隔热性能试验与模拟

在1300℃温度和30 min保温时间的条件下,使用Nb基钎料对铌合金进行钎焊来成形铌合金蜂窝。对铌合金蜂窝与气凝胶填充铌合金蜂窝进行加热试验,测定了热面与冷面的瞬态温度。在与实际试验条件基本保持一致的情况下,建立了金属蜂窝与气凝胶填充金属蜂窝的有限元模型,并对不同几何参数的蜂窝进行传热模拟,分析了蜂窝芯格壁厚、芯体高度、芯格内径对隔热性能的影响,并以此总结出蜂窝的隔热机理。研究结果表明：气凝胶可有效地提高蜂窝隔热性能;芯格壁厚越小,芯体高度越大,蜂窝隔热性能越好;填充气凝胶时,芯格内径越大隔热性能越好,蜂窝芯空腔时,芯格内径越大,隔热性能越差。     

硅三明治型微机械加速度计温度漂移与敏感结构热膨胀关系研究

针对硅基三明治型微加速度计的温度漂移现象,基于力学和热学原理,分析了微加速度计敏感部分关键结构弹性梁、敏感质量块在温度升高时的热膨胀与力学平衡关系变化。结合微加速度计的闭环反馈工作方式,导出了其输出改变,指出由于弹性梁、敏感质量块在温度升高时热膨胀引起的输出变化小于0.002gn/10℃,同时,实验表明微加速度计输出随温度的变化为(0.1~0.2)gn/10℃。两者对比的结果显示,由于温度变化而引起的敏感结构热膨胀导致的输出改变不是微加速度计产生温度漂移的主导原因,研究结果为三明治型微加速度计稳定性与漂移的进一步研究提供了参考。     

刀具负载对蜂窝复合材料超声切割声学系统阻抗特性的影响

针对刀具负载对蜂窝复合材料超声切割声学系统的影响,利用四端网络法,将压电换能器与变幅杆结合在一起,提出了声学系统的整体设计方程,得出了负载与声学系统阻抗特性的关系式。利用有限元软件对声学系统进行模态分析及谐响应分析,并利用阻抗分析仪和激光位移传感器对声学系统的阻抗﹑谐振频率和输出振幅进行检测。仿真和实验结果表明：随着刀具负载的增大,声学系统的阻抗值增大,谐振频率减小,但仿真与实验得出的输出振幅与理论分析不同,这是由于刀具的放大作用造成的。研究结果对声学系统的设计及实际应用有指导意义。