埋微带天线蜂窝夹层结构的力电性能分析

设计并制备了一种共形承载一体化的埋微带天线蜂窝夹层结构。利用有限元方法分析了该结构的力学性能, 与三点弯曲实验比较, 获得较好的一致性。研究了蜂窝层厚度等参数对电性能和力学性能的影响。结果表明, 蜂窝层厚度为8~14 mm时, 共形承载天线不仅具有高增益和低损耗, 还具有较好的力学性能。      

Nomex蜂窝夹层结构真空袋共固化过程蜂窝变形

针对蜂窝夹层板的共固化工艺,以玻璃纤维120斜纹织物/环氧5224体系为面板,以Nomex蜂窝为夹芯材料,研究了蜂窝侧向抗压刚度的影响因素,并通过自行建立的成型过程气压测试装置,分析了芯材内压的影响因素及蜂窝的变形情况。结果表明：对于孔格边长和芯材高度较大的情况,蜂窝侧向抗压能力较小,在真空压力的作用下容易发生变形;芯材内压与芯材内气体的膨胀和预浸料铺层的渗透性直接相关,因此芯材内压受温度制度、预浸料层数和胶膜影响较大;芯材内压对抵抗蜂窝变形起到重要作用,预浸料凝胶前较大的芯材内压有利于抑制蜂窝变形的发生。     

蜂窝夹层结构真空袋共固化工艺过程实验研究

针对蜂窝夹层板的共固化工艺 , 以玻纤/环氧 648复合材料为面板 , 以 Nomex蜂窝为夹芯材料 , 采用真空袋法研究了树脂流动对胶瘤面积和面板孔隙缺陷的影响 , 并通过平拉强度的测试考察了胶接强度与胶瘤面积之间的关系。结果表明: 胶瘤面积随加压时机的推迟先增大后减小 , 并且下面板/芯材胶瘤面积要大于上面板/芯材胶瘤面积 ; 在树脂黏度变化的不同阶段 , 面板中的孔隙消除机制不同 , 并与密封袋内抽气通路的分布有关。力学测试结果发现 , 胶瘤面积的增大有利于平拉强度的提高 , 但当胶接强度超过蜂窝抗拉强度时 , 平拉强度的测试方法存在局限性。      

碳纤维蜂窝夹层结构防雷击铜网胶膜共固化设计及雷击与承载能力试验

为有效防止直升机碳纤维蜂窝夹层复合材料蒙皮在雷击环境遭受雷击损伤,采用在蜂窝夹层结构表面铺设铜网胶膜一次固化成形的方法预防。针对直升机不同雷电附着区的七种典型蜂窝夹层结构采用A+B+C+D和D+B+C两种雷电流试验波形进行雷电直接效应试验,并采用面内剪切试验对试验件雷击前/后承载能力和铜网胶膜对承载能力的影响进行试验对比分析。试验证明,在蜂窝夹层结构表面铺设铜网胶膜一次固化成形的方法,能够有效预防雷击损伤,试验件未出现基体大面积烧蚀、分层和片状剥落等现象;承载能力试验中蜂窝夹层结构表现沿载荷加载方向起皱破坏的模式;试验件在雷击前/后承载能力衰减不明显,最大衰减量为4.5%;铜网胶膜有助于提高试验件承载能力,C型试验件相比H型试验件承载能力提高了26.9%;试验件承载能力分散性相对较小,最大分散度为10.4%。     

蜂窝夹层修理结构的弯曲性能试验分析

采用四点弯加载方式研究分析了含损伤蜂窝夹层修理结构的弯曲性能,该夹层结构由碳纤维增强的聚合物面板和蜂窝芯子组成。进一步分析了挖补斜度、挖补方式、损伤程度、修理设备和修理材料对修理板弯曲性能的影响。研究表明,修理板的破坏模式可分为补片边缘折断、补片中面折断和胶层破坏三种,相同破坏模式修理板的名义弯曲强度相近,其中前两种破坏模式修理板的名义弯曲强度与完好板相近,而第三种破坏模式修理板的名义弯曲强度相对较低。所有修理板的名义弯曲强度恢复率基本处于95%以上,同时修理后抗弯刚度也满足修理准则。     

共形天线点阵夹层结构侧压承载破坏特性分析

共形天线由于能够实现电磁-承载-轻量化的结构功能一体化设计,因此相较于传统机载天线,共形天线更加适应现代化发展趋势,而复合材料夹层结构作为多材质叠层材料,层间承载能力较弱,天线的埋设又会引入新的界面,会对原有结构的传载特性和结构破坏模式产生重大影响,另外结构的制备技术和成型工艺发生改变也会影响力学性能。本文针对一种共形天线夹层结构,通过试验和有限元方法分析了该结构在侧压载荷下的承载特性和失效机制,并与复合材料泡沫夹层结构进行比较。结果表明,天线界面的引入使结构质量增加了38.87%,结构比强度提高1.35%,比刚度下降21.72%。对于结构的失效模式,天线阵列的引入导致结构失效模式从以分层渐进失效为主的中部折断转为沿夹具夹持端应力集中处扩展的基体压缩渐进失效;同时,共形天线夹层结构加工工艺存在溢胶问题,溢胶程度的不可控性会导致结构承载和破坏机制的变化,因此控制溢胶对提高结构力学性能至关重要。     

芳纶纸蜂窝及其夹层结构的研究进展

本文综述了目前芳纶纸蜂窝及其夹层结构在制备、性能以及应用方面的研究成果及进展,指出芳纶纸蜂窝以其各项优异的性能广泛的应用于各行业中,并且逐步成为不可或缺的材料之一.芳纶纸是制备蜂窝材料及其夹层结构的最根本原材料,其国产化迫切需要进行.     

基于有限元法的蜂窝夹层结构稳定性研究

蜂窝夹层结构随面板厚度的逐渐变化会出现不同的屈曲现象。针对连续芯层有限元模型,求出不同面板厚度时结构的屈曲因子,并与经验失稳公式预测值进行对比,两种方法的结果基本吻合。建立考虑芯层几何特征的有限元模型,进行屈曲分析并研究芯层几何参数对结构稳定性的影响。介绍了一种局部屈曲现象——蜂窝壁屈曲,提出了相应的失稳预测分析方法,并与三维有限元分析结果进行比较,验证该方法的正确性。对承受多轴惯性载荷的蜂窝夹层承力筒结构进行稳定性分析,通过改变面板厚度和纵横惯性载荷比,得到一系列有限元解,给出了相关的多轴惯性载荷相关方程。     

网状面板蜂窝夹层结构的低温热膨胀

给出了网状面板蜂窝夹层结构的低温膨胀测试结果,对两个方向的热膨胀系数进行了比较,分析讨论了网状面板蜂窝夹层结构热膨胀的影响因素,找出了减小热膨胀系数的主要环节。     

瓦楞结构纸蜂窝夹层的动态性能研究

比较了瓦楞结构蜂窝夹层和普通蜂窝夹层用纸量的差别,用聚醋酸乙烯酯乳液作为黏合剂,使用不同楞型和定量的瓦楞纸板制得瓦楞结构蜂窝夹层,利用冲击实验机研究其动态性能。结果表明:瓦楞结构纸蜂窝夹层受到冲击时会产生规则的褶皱变形,从而吸收冲击能量;瓦楞结构纸蜂窝夹层所用瓦楞纸板定量越大,用纸质量越好,试样受到冲击时产生的冲击加速度值就越大;在冲击高度确定的条件下,随着冲击重锤重量的增加,不同纸板所制试样其最大冲击加速度值都会有一个极小值,该极小值与材料本身有关。     

木质蜂窝夹芯包装材料抗弯性能研究

根据夹层结构原理,就木质蜂窝夹芯材料抗弯性能进行研究,同时根据三点外伸梁和简支梁原理对夹芯结构的抗弯刚度进行了理论分析.结果表明:木质蜂窝夹芯材料的抗弯性能较原蜂窝纸板大大提高,给出的木质蜂窝夹芯材料抗弯刚度的近似公式可以预测夹芯结构的刚度.木质蜂窝夹芯材料作为一种具有良好性能的绿色包装材料,将会有很好的应用前景.     

蜂窝夹芯板表面加工的平整度分析

蜂窝夹芯结构具有高的比强度、比刚度以及质量轻等优点,被广泛应用于航空航天领域.因此,对其进行力学特性分析具有理论研究和工程应用价值.针对卫星常用的蜂窝夹芯结构板,实验测得夹芯板的表面平整度.根据理论推导得出蜂窝夹芯结构的等效材料参数,利用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran进行蜂窝夹芯板的表面平整度分析.对比发现,实验结果和计算分析结果相差为5.9％,表明理论推导的可行性.根据三明治等效理论,提出建立常用规格的蜂窝的等效参数的等效系数库,便于蜂窝夹芯结构的工程应用.     

复合材料蜂窝夹层板结构的多工况优化设计研究

以复合材料蜂窝夹层板结构作为研究对象,建立了多工况优化模型,对众多的材料设计变量进行必要的取舍,通过优化分析确定复合材料蜂窝夹层板面板各分层的厚度以及蜂窝芯层的厚度等,使结构满足相应的频率约束、屈曲约束,以及强度约束、位移约束和尺寸限制等,同时达到结构的重量最轻。采用序列二次规划法对某卫星的承力筒结构进行了优化设计,优化结果表明:在满足其振动特性以及静力学特性的条件下,复合材料蜂窝承力筒的各面板层厚度以及蜂窝芯层的厚度均有所减小,减重效果显著,较好地实现了复合材料蜂窝夹层板结构的多工况优化设计。     

纸木复合蜂窝夹心包装材料物理力学性质研究

纸质蜂窝材料作为包装材料,正被广泛的应用着.现利用木质单板和纸质蜂窝材料复合,该复合材料不但保留了原蜂窝材料的优点,而且还大大提高了力学强度.本文就纸木复合蜂窝夹心材料的力学性质进行了研究,并和原蜂窝纸板进行了比较;同时还研究了环境湿度对纸木复合蜂窝材料力学性能的影响.结果表明:木质单板与纸芯及纸板复合后,除平压强度略有所降低外,其余力学强度较原纸板大大增强;环境湿度对纸板及复合材料的力学性能影响较大,且随着环境湿度的加大,复合材料及纸板的强度有所下降;考虑材料和环境湿度的综合作用,对平压强度环境而言,湿度的影响大于材料,对其余力学强度而言,材料的影响大于环境湿度.     

航天用蜂窝夹层板传热特性的研究进展

传热特性是蜂窝夹层板的一个主要性能指标。该研究结合空间应用的特殊性,介绍了蜂窝夹层板传热性能的研究方法,主要包括Swann-Pittman类方法、有限体积法、宏观热阻法、热叠层理论等效方法、有限元方法、净热流法和试验分析。讨论了它们各自存在的问题。并提出了需要进一步完善的方法:瞬态特性求解方法及不同方向/多变量的试验研究。     

等腰梯形蜂窝芯玻璃钢夹芯板的面外压缩性能EI北大核心CSCD

利用材料试验机对玻璃钢(FRP)夹芯板面外压缩性能进行实验测试与模拟研究。结果表明:夹芯板面外压缩变形可分为弹性变形与断裂两个阶段。蜂窝芯中part 2胞壁厚度t1与part 2高度h比值t1/h较大时,夹芯板以屈服方式变形;t1/h较小时,夹芯板以屈曲方式变形。蜂窝芯中part 2为夹芯板主要承载构件,蜂窝芯中part 1与part 3对part 2起到固支作用,面板对蜂窝芯起到固支作用。蜂窝芯中part 2胞壁厚度为夹芯板面外压缩抗压强度影响的主要因素,蜂窝芯胞壁边长影响次之,而蜂窝芯中part 1,part 3与面板厚度的影响较小。夹芯板总高度一定时,随着蜂窝芯层数增加,夹芯板抗压强度逐渐增大。     

卫星结构铝蜂窝板非线性振动试验与参数辨识研究

本文针对卫星主要结构材料铝质蜂窝板的非线性动力特性现象进行了振动试验及分析。根据谐波平衡法原理，对各级等效线性系统进行模态参数辨识，进一步基于Duffing假设，对非线性刚度、阻尼系数进行了识别，并基于多自由度非线性系统理论进行了仿真检验。本文的方法可以推广到整星的非线性结构的研究中去。     

双向纤维腹板增强夹层结构的弯曲性能

设计并制备了双向纤维腹板增强复合材料夹层梁,对其受弯性能进行了四点弯曲试验研究,开展单、双向格构夹层梁性能对比分析,研究不同腹板高度、厚度对夹层梁受弯性能的影响,基于经典夹层梁理论及简支梁受弯基本理论,研究夹层梁破坏模式和机理。试验结果表明：双向格构腹板增强形式能有效提高该夹层结构的极限变形能力与受弯极限承载力,且随着试件厚度加大提高作用更明显;保持夹层梁基本参数不变,增加试件高度有利于提高刚度,增强夹层梁极限承载力;单一增加腹板厚度有益于提高该夹层梁的极限变形能力,但不能明显提高其极限承载力。理论分析表明：采用铁木辛柯梁理论求得的挠度理论值与实验值吻合较好。     

蜂窝纸板静态压缩力学性能建模研究

分析了蜂窝纸板准静态加载下的压缩特性,采用分段函数的方法根据蜂窝纸板压缩过程中的4种主要变形机制建立了蜂窝纸板的压缩本构模型并用实验进行了验证,模型中采用了标准化应力,通过一幅图即可方便地总结一族具有同样材质,同样厚跨比t/l的蜂窝纸板的性能,为新型蜂窝纸板的结构开发和缓冲包装用蜂窝纸板合理选材提供了理论依据.