单层与多层蜂窝芯玻璃钢蜂窝板的热性能模拟

基于ANSYS有限元软件,模拟研究了玻璃钢蜂窝板的稳态、瞬态传热。在与实际试验保持一致的情况下,建立了玻璃钢蜂窝板流体与固体耦合传热平面模型,研究了蜂窝芯为不同工况时,玻璃钢蜂窝板稳态与瞬态热性能、热量传递机制,稳态的热性能的当量热导率的模拟结果与Swann and Pittman经验公式计算的结果十分吻合,并且瞬态表面热响应的模拟结果与试验结果也较吻合,说明ANSYS有限元方法能够准确模拟玻璃钢蜂窝板传热。此外,蜂窝芯腔表面间的辐射换热是玻璃钢蜂窝板的一个重要的热量传递机制,在高温情况下应考虑辐射换热。随着蜂窝芯高度的增加,玻璃钢蜂窝板的导热系数逐渐增大。玻璃钢蜂窝板的总高度固定时,随着蜂窝芯层数的增加,玻璃钢蜂窝板的导热系数逐渐降低,温度逐渐降低并趋于稳定值。     

考虑辐射效应金属蜂窝夹芯板传热性能的数值模拟分析

针对金属蜂窝夹芯板的传热性能,选取其结构胞元作为研究对象,分析了其内部结构的不同传热方式和机制,建立了考虑辐射效应的有限元传热模型,并与Swann-Pittman半经验公式做了对比;研究了胞元的等效导热系数在不同的边界条件及不同的几何参数下的变化规律。分析结果表明:辐射换热是构成蜂窝结构的主要传热方式;减小胞壁厚度,增加胞元边长会使结构等效导热系数减小;而增加胞元高度却使结构等效导热系数增加;随着温度的升高,胞元结构的等效导热系数会增加。     

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。     

铝蜂窝胞元结构参数对其宏观等效表征性能的影响

将均匀化理论与有限元方法相结合,建立了预测铝蜂窝宏观等效特征参数的细观力学模型,研究铝蜂窝胞元结构参数对其宏观等效表征性能的影响,并采用MATLAB语言编程,计算了不同高长比、不同厚长比及不同胞璧夹角的不规则正交各向异性蜂窝铝芯的等效弹性参数,得到了胞元结构参数对铝蜂窝宏观力学性能的影响规律,所得结果对蜂窝铝芯的结构设...     

结构参数对CFRP蒙皮-铝蜂窝夹层板低速冲击性能的影响

针对碳纤维增强树脂复合材料（CFRP）蒙皮-铝蜂窝夹层结构,使用半球头式落锤冲击试验平台进行了低速冲击载荷下蜂窝芯单元尺寸对夹层板冲击性能影响的试验探究,并基于渐进损伤模型、内聚力模型和三维Hashin失效准则,在有限元仿真软件ABAQUS中建立了含蒙皮、蜂窝芯、胶层的CFRP蒙皮-铝蜂窝夹层板精细化低速冲击仿真模型,仿真结果与试验结果吻合较好。利用该数值模型进一步探究了蜂窝芯高度、蒙皮厚度和蜂窝芯壁厚等结构参数对于蜂窝夹层板低速冲击吸能效果的影响。结果表明:增大铝蜂窝芯的单元边长,会减小蜂窝夹层板的刚度,提升夹层板的吸能效果;芯层高度对夹层板的刚度及抗低速冲击性能影响较小;增大蜂窝夹层板的蒙皮厚度,可以提高夹层板的刚度,但会降低夹层板的吸能效果;增大蜂窝芯的壁厚,可以提高夹层板的刚度和抗低速冲击性能。      

镁合金蜂窝板隔声性能分析

采用AZ31镁合金板材、AZ31镁合金蜂窝芯、铝合金蜂窝芯制备了镁合金蜂窝板和镁-铝蜂窝板,并测定具有不同结构参数的蜂窝板的隔声性能。预期高隔声镁合金蜂窝板应用于交通运输装备上,将可提高地板或壁板的减振降噪能力,极大改善乘坐的舒适性,提高能源效率。     

蜂窝夹层板自由振动参数影响分析及实验研究

本文根据薄板动力学有限元理论，通过对蜂窝板等效抗弯刚度及效密度的推导，得出了蜂窝板固有频率现板，胶层及蜂窝芯各项参数的关系公式，试验结果及有限元算例表明，本文中文的各项结论具有较高的准确性，可以为工程实践提供理论依据。     

蜂窝板换热器内部流动传热特性研究

建立了蜂窝板换热器湍流流动的物理数学模型,并应用数值分析方法模拟了蜂窝板换热器的三维流动传热过程;分析了不同雷诺数下通道内流动阻力和换热性能及其随雷诺数的变化规律,并与相同当量直径的平行平板通道的流动换热性能进行了对比.结果表明,蜂窝板换热器在换热系数提高的同时流动阻力也增大了,在雷诺数Re=3000~15000的范围内,其传热努塞尔数比平行平板增大了0.93~2.12倍,阻力系数增大了2.24~2.35倍.最后从场协同理论的角度分析了蜂窝板强化传热的机理.     

蜂窝板换热器内部流动传热特性研究

建立了蜂窝板换热器湍流流动的物理数学模型,并应用数值分析方法模拟了蜂窝板换热器的三维流动传热过程;分析了不同雷诺数下通道内流动阻力和换热性能及其随雷诺数的变化规律,并与相同当量直径的平行平板通道的流动换热性能进行了对比。结果表明,蜂窝板换热器在换热系数提高的同时流动阻力也增大了,在雷诺数Re=3000~15000的范围内,其传热努塞尔数比平行平板增大了0.93~2.12倍,阻力系数增大了2.24~2.35倍。最后从场协同理论的角度分析了蜂窝板强化传热的机理。     

金属圆柱壳参数变化对缓冲吸能的影响

根据能量守恒以及角度增量叠缩法研究得到了圆柱壳在采用不同的材料以及不同几何参数时的冲击块的速度位移曲线、圆柱壳的载荷以及瞬时载荷位移历程曲线,计算结果说明改变圆柱壳的材料以及几何参数可以确定合理的平均载荷以及瞬时载荷位移历程曲线,还可以通过增加圆柱壳的数量减少圆柱壳在塑性变形叠缩过程中的垂直位移。     

蜂窝结构对蜂窝纸板平压性能影响的研究

研究了蜂窝纸板结构对其平压性能的影响,分析了蜂窝纸板平压强度与蜂窝半径与孔径比的理论计算模型,将试验结果与理论模型进行了综合分析,得出了平压强度的预测计算公式,且预测结果与试验结果有较好的一致性。     

电子透射膜的生成及其对微通道板性能的影响

研究采用有机衬底掩膜技术和冷基底直流溅射在多孔微通道板输入面制备非晶态Al2O3电子透射膜的可行性,讨论在微通道板输入面形成连续电子透射膜与气体辉光放电的关系,测量带膜微通道板的电特性。结果表明,微通道板带膜后电子增益下降、体电阻增加、暗电流降低。     

Experimental and Numerical Study on Heat Transfer Characteristics of Metallic Honeycomb Core Structure in Transient Thermal Shock Environments

The metallic honeycomb core structure has important engineering applications in the aerospace and aviation fields due to several advantages, such as being lightweight, its strong resistance to deformation in high-temperature environments, and its excellent energy absorption characteristics. In the present study, a transient heating experimental system for high-speed flight vehicles was developed to study the thermal insulation characteristics of a superalloy honeycomb core structure at different thermal shock rates \((5\,^{\circ }\mathrm{C}{\cdot }\mathrm{s}^{-1}\, \mathrm{to}\,30\,^{\circ }\mathrm{C}{\cdot }\mathrm{s}^{-1})\) . The highest instantaneous temperature tested was \(950\,^{\circ }\mathrm{C}\) . The three-dimensional finite element method was used to numerically calculate the thermal insulation characteristics of the metallic honeycomb core structure in a high-speed thermal shock environment. The calculated results agree well with the experimental results; this agreement demonstrates that to an extent, numerical calculations are a better alternative than expensive experiments. The results of this study provide an important reference for the thermal protection design of metallic honeycomb core structures of high-speed flight vehicles.     

内含气体对蜂窝纸板静态缓冲性能的影响

目的研究蜂窝纸板的内部气体对其静态缓冲性能的影响规律。方法通过静态压缩实验,研究在不同孔隙率的条件下蜂窝纸板的缓冲性能。结果通过静态压缩实验,得到了应力-应变曲线,对比不同孔隙率条件下的应力-应变曲线,可以观察到孔隙率越大,蜂窝纸板在压缩过程中的静态峰应力越小,蜂窝纸板越容易被压变形,并且形成的密实层越薄,其中孔隙率为0与孔隙率为100%时的应力-应变曲线变化明显,且气体泄漏不受厚长比和孔径尺寸的影响。结论在静态压缩过程中,蜂窝纸板内的气体使蜂窝纸板所能承受的应力明显增强,并且通过理论推导,得出了内含气体影响下蜂窝纸板在静态压缩过程中各个阶段的应力理论公式,为其缓冲性能的研究提供了一定的理论方法。     

带亲水层波纹翅片管换热器空气侧特性的参数影响分析

为了确定翅片间距、管排数和入口空气相对湿度等参数对析湿工况下带亲水层波纹翅片空气侧特性的影响,对7个带亲水层的波纹翅片管换热器进行了试验研究,并分别以Colbum换热因子和Fanning摩擦因子来反映空气侧换热和压降特性。结果表明,换热和摩擦因子都随着翅片间距的减小而增大。换热因子随着管排数的增加而减小,而摩擦因子受管排数的影响不显著。当入口相对湿度增大时,换热因子增大,而摩擦因子则几乎不变。入口水温越低,则入口空气相对湿度对换热因子的影响越显著。     

热交换器形状对空调室内机性能的影响

对空调室内机内部流场进行了数值计算,分析了热交换器形状对室内机出口风量和气流噪声的影响,设计出一种弧形热交换器,并对具有这种热交换器的空调室内机进行了流场模拟,模拟结果显示该种形式的热交换器能起到减小空调器气流噪声和增大风量的效果.     

疲劳振动对蜂窝纸板承载力和缓冲性能的影响

对蜂窝纸板进行疲劳振动实验,测定分析振动次数、加速度对蜂窝纸板承载力、缓冲性能的影响,并与未振动纸板进行比较.结果表明,随着振动次数和振动加速度的增加,蜂窝纸板剩余屈服应力减小,缓冲系数增大,蜂窝纸板的缓冲性能有所下降.缓冲包装设计时,应考虑疲劳振动对蜂窝纸板衬垫缓冲性能的影响,以确保实现预期缓冲包装的要求.     

温度对磁流变液材料及传力性能的影响

针对不同温度下磁流变液的性能差异巨大,造成高温环境条件下磁流变液流变效应下降、剪切力变化不可控甚至传动装置传动失效等问题,分析了温度对磁流变液及其剪切应力的影响,在此基础上建立了磁流变传动装置的有限元模型对传动装置工作时的温度场进行分析。研究结果表明,温度对磁流变液的黏度有较大影响,进而影响磁流变液的流变特性和屈服应力;温度对磁流变液的力学性能影响明显,特别是在温度高于100℃后,材料在磁场下的成链受到显著影响,造成流变效应下降、剪切力变化不可控等问题;磁流变液工作时磁性颗粒间的滑差会造成磁流变液温度的显著升高。