三维四向编织复合材料弹性性能细观分析

从四步法 1× 1编织复合材料细观结构的代表性单胞模型入手 ,将预成形件划分为三个不同的区域 ,识别预成形件的两种局部单胞 (内部单胞和表面单胞 )模型 ,将单胞中的四个不同方向的纤维束看成是空间四个不同方向的单向复合材料 ,纤维束的性能可以等价于单向复合材料的宏观性能。采用复合材料中的细观力学分析方法 ,计算单向复合材料的弹性常数。认为每一纤维束的纤维体积含量与整个单胞的纤维体积含量相等。研究了三维编织复合材料代表性单胞模型的弹性常数预测 ,探寻三维编织工艺参数与力学性能之间的关系 ,利用刚度体积平均概念 ,预测三维四向编织复合材料的弹性常数 ,理论值与试验值取得了理想的吻合。     

三维四向编织复合材料接头承载能力分析

针对三维四向编织复合材料单耳承力接头,用细观力学和均匀化方法分析三维编织复合材料的细观结构,用MATLAB程序对复合材料弹性性能进行参数化求解,利用ANSYS估算两种几何尺寸试样的破坏载荷.有限元计算结果与试验值有较好的吻合,显示文中方法可以满足工程设计和分析的要求.     

三维编织复合材料拉伸模量的有限元分析

利用改进的单胞模型对三维四向编织C/QY9511复合材料的拉伸行为进行有限元模拟,得到其在固定编织角下拉伸模量随纤维体积含量变化的曲线,并与实验值进行比较;结果表明,随着纤维体积含量的增加,其拉伸模量也在增加.     

基于磨料水射流的三维编织复合材料铣削技术研究

针对磨料水射流对三维编织复合材料的冲蚀过程,利用Hypermesh/Ls-Dyna有限元分析软件建立磨料水射流冲蚀复材模型,以射流压力、走刀速度、横向进给量为变量开展仿真分析,得出不同工艺参数下材料的去除深度与质量以及材料的应力变化情况,完成水射流铣削三维编织复合材料的工艺过程模拟.研究发现,随着射流压力的增加,复合材...     

三维四向编织复合材料有效弹性模量的预测

应用细观力学方法对三维编织结构复合材料的有效弹性模量进行预测。选择平均法 (SAM)综合了刚度平均和柔度平均的特点 ,在代表单元内进行等应变、等应力假设。本文沿用并发展了这一方法 ,将其应用于三维四向编织复合材料有效弹性模量的预测。预测结果在理论解上下限内 ,并与实验值吻合很好。     

四步法三维编织复合材料杆件的刚度与阻尼分析

旨在预测四步法三维编织纤维增强复合材料矩形截面杆类构件的刚度和阻尼。基于层合板类推法和能量耗散原理,导出了此类构件的各种刚度系数和比阻尼容量计算公式。分析中该复合材料被视为四个单向纤维复合材料部分叠合形成,各单向纤维复合材料部分的单位能量耗散被分解为与σｘ′、σｙ′、σｚ′、τｙ′ｚ′、τｘ′ｚ′、τｘ′ｙ′对应的六个分量。     

三维编织复合材料渐进损伤及拉伸强度数值预测

基于区域叠合技术和与材料断裂能相关的损伤演化模型对三维四向编织复合材料的渐进损伤演变过程及拉伸强度进行数值预测。结合基于Fortran语言编写的单胞增强相网格提取算法,实现了参数化单胞增强相网格模型的快速建立。基于Murakami损伤理论建立了正交各向异性损伤本构模型,利用等价位移控制相应模式下损伤的演变发展,分别模拟了典型大小编织角三维四向编织复合材料的细观损伤起始、扩展和最终失效过程。数值预测结果与实验结果吻合较好。     

三维编织复合材料高压储气瓶的屈曲分析与优化设计

通过对三维编织复合材料圆柱壳进行屈曲和应力分析，对三维编织复合材料高压储气瓶的临界载荷、强度和应力分布等进行了数值计算，结果表明，屈曲对三维编织复合材料高压储气瓶使用性能的影响非常显著。基于圆形四步法三维编织工艺及理论分析，提出了三维编织复合材料高压储气瓶的结构优化设计数学模型。算例表明，该优化设计方法效果很好。     

三维编织复合材料几何建模及有效弹性模量预报

重点介绍了三维四向编织复合材料的有效弹性模量预报方法,将三维四项编织复合材料的单胞划分为一些矩形的体单元,然后利用高斯积分点处的材料参数计算单元的刚度矩阵,最后由单元的刚度矩阵形成单胞的整体刚度矩阵,进而对三维四项编织复合材料的有效弹性模量进行预报。     

三维编织C/SiC复合材料弹性常数预报

基于纤维倾角模型 ,根据层合板理论推导出其弹性常数计算公式。三维编织C/SiC复合材料不同于树脂基复合材料 ,一是纤维模量低于基体模量 ,二是碳纤维在高温沉积热解碳和碳化硅后模量有较大幅度的下降 ,还有较多的空洞存在。考虑到这些因素对三维编织C/SiC复合材料弹性性能的影响 ,编制了相应的C语言计算程序 ,预报了三维编织C/SiC复合材料的纵向弹性性能 ,对程序计算结果进行了分析讨论。另外 ,通过力学实验来验证了理论分析的可靠性。     

生物体内部结构三维显微成像技术研究

概述了生物体内部结构的几种传统的成像技术 ,介绍了一种新的生物体内部结构三维显微成像方法。该方法对生物体作连续切片 ,由 CCD显微摄像系统获取切片的序列图像 ,然后由计算机进行三维图像重构 ,最终得到生物体内部结构的三维显微图像     

SiC_p/Al复合材料三维斜角切削分析

为进一步了解切削方法对SiC_p/Al复合材料切削时的影响,运用有限元软件ABAQUS建立三维斜角切削几何模型,基于对SiC_p/Al复合材料性能的影响因素及棱边缺陷的形成机理的了解,分别分析斜角切削时刀尖圆弧半径对切削力和对复合材料出口棱边缺陷的影响。分析试验结果及有效数据得出的结论为复合材料棱边缺陷的研究提供了理论依据。     

分层对复合材料机械连接结构承载能力的影响

复合材料是利用各种材料制备技术将多种材料组合在一起,以实现材料性能的大幅度提升.复合材料在现代社会中的应用十分广泛,在各种工业领域或制造领域中,复合材料的优秀性能可以为产品设计提供更多的可能性.机械连接是一种常用的复合材料连接方式,机械连接结构的承载能力将直接决定复合材料的性能.但是,分层对于承载能力的破坏能力是巨大的...     

轴向磁悬浮轴承的结构设计

针对某型磁悬浮转台样机的结构进行了分析，给出了轴向磁悬浮轴承的结构参数，并对定子的散热条件进行了校核。     

基于结构复合材料的水下耐压壳体应用

简要说明了水下耐压壳体的使用环境和主要功能,重点介绍了工程实际中通常采用的结构复合材料的组成形式,并对复合材料弹性性能的并联和串联受力模型进行了初步分析和描述.用实例说明了水下探测设备耐压壳体的制造工艺,建立了壳体有限元模型,同时对其强度进行了分析与讨论.     

基于数值优化方法的轴流压气机叶片设计与分析

基于商业软件NUMECA的叶轮机械全三维优化设计平台Design3D,采用三维N-S方程流场计算、网格自动生成、三维叶片参数化造型与遗传算法寻优相结合的方法,对一跨音速轴流压气机叶轮进行了三维叶片型线优化设计.优化目标是在流量、总压比不减小的情况下,降低总压损失,以提高其整体效率.优化叶片与原叶片相比,总压损失显著降低,等熵效率提高了1.285%,同时总压比和流量也都得到了提高.通过流场分析,可以看出优化叶片性能的提高主要是源于中上部叶展区域的总压损失的减小,而总压损失的减小则主要归功于分离区的减小和激波的削弱.     

复合结构泡沫铝隔声性能的研究

采用自制的试验装置对泡沫铝与实体铝复合结构的隔声性能作了研究。结果表明：泡沫铝与实体铝的复合结构在声频范围内均具有较好的隔声作用且对频率敏感，在500-1000Hz内隔声效果最佳，综合降噪率为40％；隔声效果受两者复合方式的影响不大，但随泡沫铝孔结构的不同而异；孔径为1．0mm、孔隙率为60％的泡沫铝试样，隔声效果最优，可在实体铝隔声的基础上再降噪16％-23％。     

冲击时刻未知情况下复合材料结构冲击载荷识别

提出了一种应用遗传算法对复合材料结构进行冲击载荷识别的方法,在冲击时刻未知和量测信息缺失的情况下,同时识别冲击时刻和冲击位置并近似重建冲击载荷历程。此方法将冲击载荷识别转换为优化问题,结合复合材料结构在冲击载荷作用下的响应模型,通过最小化理论计算结果与实际量测信息之间的差别,遗传算法自适应地搜索出描述冲击时刻、冲击位置和冲击载荷时间历程的参数。为了提高运算效率,采用微种群遗传算法来加速收敛性。数值仿真结果证明了该冲击载荷识别方法的有效性和可应用性。     

粘弹性复合结构动力响应的实用数值算法

利用扩阶状态变量,提出了一种弹性－粘弹性复合结构动力响应的分析方法,并把微分方程数值积分的Runge-Kutta方法引入到该问题的计算中来,使复苏的问题得到简便的解决,通过计算实例,并同现有的计算方法比较,说明了方法的有效性和精确性。该方法具有公式简单,编程容易,计算速度快等优点,特别适合于工程实际问题的计算。     

复合材料在飞机结构上的广泛应用

论述了复合材料在飞机结构上的适用场合和基本要求,同时对常用材料和金属材料性能作了比较。在回顾我国复合材料制造技术发展历程的基础上,对该技术在飞机制造业中的应用与发展进行了分析和探讨。