旋翼复合材料桨叶弹损穿孔的有限元建模方法

军用直升机旋翼桨叶具有抗弹击设计要求。根据复合材料桨叶的结构特点和工作特性,提出了建立复合材料桨叶弹击穿孔有限元模型的等截面节点移除法,该建模方法先采用等截面拉伸建立桨叶典型结构段的三维模型,然后将弹孔处的节点移除以模拟桨叶的弹损状况。所建立的桨叶弹损模型具有较高的置信度和可接受的解算规模,可作为进一步研究复合材料桨叶抗弹击性能的基础。     

基于ANSYS的复合材料旋翼桨叶动力分析

首次应用APDL语言建立复合材料旋翼桨叶三维有限元模型。计入空气动力和离心力,应用ANSYS软件对旋翼桨叶的动力特性和静强度进行分析,给出桨叶共振图。依据本文动力分析后设计的复合材料旋翼桨叶已成功应用于某型号的无人直升机。     

直升机旋翼复合材料桨叶结构设计与选材分析

介绍了直升机旋翼复合材料桨叶的结构特点和设计要求,分析了国内外复合材料桨叶结构设计的选材情况,总结了我国直升机复合材料桨叶结构选材现状与现存问题,并对无轴承旋翼柔性梁和主动控制智能旋翼国际新型桨叶复合材料结构设计与选材进行了讨论。综述研究表明,直升机旋翼桨叶工作环境复杂,在动力学设计方面有较高要求,复合材料桨叶结构设计及其成本与选材存在相互依赖和相互制约的矛盾关系,指出桨叶用复合材料与其结构设计技术的发展,对提高我国直升机旋翼桨叶性能、可靠性、寿命和安全性具有重要意义。     

复合材料旋翼桨叶重量控制探究

本文简述了复合材料旋翼桨叶的结构组成。阐述了复合材料桨叶重量设计与控制的设计思想,明确了对复合材料桨叶重量影响的重要因素;讨论了复合材料桨叶生产工序的重量控制方法;通过某型号典型复合材料桨叶生产过程数据,分析了桨叶内部装配件的重量及桨叶生产工序对桨叶重量稳定的影响因素;分析表明对桨叶重量影响最大的为蒙皮铺设、大梁缠绕和喷漆等工序,其中涉及到的原材料含胶量是影响关键因素。     

复合材料旋翼桨叶固有特性和气弹稳定性分析

以专用旋翼桨叶建模与参数计算软件和直升机旋翼计算分析软件CAMRADII为基础,以某复合材料旋翼桨叶为例,对复合材料旋翼桨叶结构固有特性与气动弹性问题进行了分析。结果表明,桨叶挥舞频率随着转速提高而增大,扭转和摆振频率随转速变化可以忽略,桨叶各阶频率随着变距角增大变化很小。额定状态下桨叶固有特性和气动弹性稳定性均满足设计要求,不会发生共振或者气动弹性不稳定的情况。     

桨叶轴的有限元分析

利用参数化建模，针对桨叶干燥机的桨叶轴分别受到压力载荷、重力载荷、扭矩载荷的作用建立有限元模型，分别对以上载荷作用下轴身结构尺寸不断改变情况所受应力进行研究，提出了在各载荷作用下，轴身结构改变对应力值的影响规律。     

复合材料桨叶表面缺陷改进分析

直升机主桨叶主要是由复合材料制造而成,桨叶在成型过程中固化温度是直接的影响因素。本文重点研究固化温度对桨叶的性能产生的影响,对桨叶"凹陷"产生机理进行分析,对已成型桨叶修理方法研究,以及对现有材料性能指标下,通过工艺补片的方法来提高桨叶的高温抗压强度、高温抗压模量来解决桨叶"凹陷"问题,来满足桨叶的使用性能要求,同时对桨叶的固化成型的最佳固化时间进行研究,来确定桨叶在成型过程中温度的变化情况,解决了国产复合材料高温性能方面的问题,并进行装机验证。     

直8配备亚洲最大复合材料旋翼桨叶 寿命超6千小时

正复合材料桨叶制造是一种集机加、钣金、表面处理、铆接装配、胶接装配、复合材料成型、静动平衡等多学科为一体的高技术含量复杂成型工艺。为解决复合材料桨叶制造过程中的难题,中航工业昌飞工程技术部复合材料桨叶研制团队成员面对技术经验匮乏的现状,从零开始,充分借鉴国内外厂家的先进经验,开展了大量的工艺探索,成功突破了桨叶配套零件定位、泡沫芯过盈量控制、成型压力和固化参数控制等诸多技术难题,成功研制出亚洲最大的复合材料桨叶。高标准,为桨叶试制奠定基础2005年,中航工业昌飞复合材料桨叶研制团队成立,团队成员主要由工程技术部、复合材料加工中心的专业人员组成。     

增强型复合材料受力损伤过程的仿真分析

研究复合材料破坏和损伤演化过程的力学特点,测试了纤维增强复合材料薄板在较低定应变率下的应力应变曲线;应用有限元软件建立3种典型编织方向单层板的有限元模型并对其受力情况进行数值模拟,运用Tsai-Wu、Christensen失效准则分析其损伤扩展过程和特征。     

基于有限元分析的复合材料绝缘筒仿真设计研究

采用真空灌注工艺制备了某大型玻璃纤维增强复合材料绝缘筒全尺寸试件,基于有限元分析建立了绝缘筒试验结构等比例模型,并对绝缘筒及试验辅件(金属封头、紧固件)进行静力学分析,探讨了绝缘筒、金属封头及紧固件应力分布情况,同时,根据客户要求设计了绝缘筒水压试验方案,验证了该型复合材料绝缘筒的承载能力.结果 表明:设计、建立的复合材料构件及试验辅件模型的受力与形变符合预定要求,经整筒水压试验验证,构件能够满足承受1.5 MPa内压的要求且未被破坏,绝缘筒整体设计较为合理.     

基于有限元的复合材料介电性能仿真方法初探

为探索复合绝缘材料介电性能的计算机仿真研究方法,本文以聚合物基体添加非线性无机填料制备具有自行均化电场分布功能的非线性复合材料为例,提出了利用有限元法对复合材料模型进行电场计算来模拟材料介电性能的方法,分析了交变电压下复合材料内部微观的电场分布变化与其宏观电流响应间的关系。在此基础上,利用时域最小二乘法依据外加电场对总电流分解而获得非线性介质的交流等效电导率和相对介电常数。实验结果验证了方法的有效性,表明利用有限元法认识复合材料内慢极化过程中的电场现象和仿真计算材料的介电参数为材料介电性能的研究提供了新的途径。     

复合材料电缆支架结构强度的有限元仿真计算

介绍了复合材料电缆支架的应用背景,基于使用现场的实际受力工况,利用ABAQUS分析软件,对复合材料电缆支架的经典三托臂结构进行了静态有限元仿真计算,并进行了各种工况下的实验室测试。3种不同受力状态下的应力应变计算结果和实验室测试结果表明,该结构设计能够满足在静态力作用下的材料强度要求。     

弹击对环氧树脂/芳纶复合材料结构性能的影响

采用层压工艺制备了环氧树脂/芳纶纤维复合材料板,对复合材料板用12.7 mm弹道枪1.1 g碎片模拟弹进行抗弹测试。在弹击的相邻区域取样,测试弹击点附近材料拉伸性能和弯曲性能的变化,研究弹击对复合材料结构性能的影响。结果表明,弹击对环氧树脂/芳纶纤维复合材料的拉伸和弯曲性能有不同程度的影响,相对于拉伸性能,弯曲性能的下降幅度更大。相对于离弹击区域最远的部位,材料离弹击区域最近的部位拉伸强度和拉伸弹性模量分别降低了14.6%和6.4%,弯曲强度和弯曲弹性模量分别降低了45.3%和57.3%。距离弹击点30~60 mm外的区域,材料结构性能基本不受影响。     

碳/环氧复合材料迭层板损伤-断裂历程有限元分析

本文对碳/环氧复合材料迭层板进行了损伤发展-断裂历程的有限元分析。用蔡-希尔理论判断各层片的损伤形式,对层片损伤后的刚度采用了新的减缩方法,编制了增量有限元计算程序。同时为验证分析计算,做了光板、中心裂纹和中心圆孔板的单向拉伸试验。极限强度的计算值与试验值比较符合,损伤发展过程与试验观测现象一致。本文结论为建立断裂准则提供了依据,本方法可用于工程计算。     

复合材料疲劳损伤分析

本文叙述复合材料结构受大小不同弹径弹击损伤和缺口的影响,并对损伤进行了分析,以及加交变载荷后对剩余强度和刚度的影响分析。     

复合材料气瓶有限元应力应变分析

本文利用ANSYS大型有限元程序建立了复合材料气瓶（金属内衬）的有限元模型,建模中将纤维缠绕层作为复合材料层合板处理,考虑了封头处缠绕层厚度及缠绕角沿子午线不断变化的情况。针对建立的模型进行了气瓶在几个工况点下的变形分析,通过在30MPa压力、45MPa压力下的位移分析和试验测量对比,分析和试验结果分别为6．25MPa和5．86MPa、8．48MPa和7．69MPa,误差分别为9．3％、9．O％,均在10％以内。利用最大应变准则预测了气瓶的爆破压力约为66MPa。两次爆破试验中,测得的爆破压力分别为65MPa和68MPa。结果表明,建模与分析方法县诈确的．     

复合材料储能飞轮转子有限元分析

复合材料运用在飞轮体的制备上,极大地增强了储能飞轮的机械性能,并增加了单位质量中的动能储存效率.利用有限元分析理论结合各向异性弹性体基本理论建立复合材料储能飞轮力学模型,借助ANSYS有限元分析软件,对已知材料性能参数和转子主要形状尺寸的储能飞轮转子进行应力和位移分析,求出了在一定转速条件下转子的径向应力、环向应力和径向位移,对其分布规律进行探讨,为飞轮结构优化提供理论依据.     

插接式复合材料单杆塔有限元分析

以某法兰式复合材料单杆塔工程为背景,在相同设计条件下设计了插接式复合材料单杆塔,并利用有限元软件ANSYS对其在三个典型工况下的应力、挠度和结构稳定性进行了计算分析。结果显示插接部位环向应力过大,且为结构的薄弱位置。对插接部位提出的两种补强方案进行了计算分析,结果表明对内插管采用钢内衬补强的效果比较明显。文章最后对插接式单杆塔进行了抗扭设计,提出了胶接和螺栓配合的方式防止扭转。     

车用复合材料板簧性能的有限元分析

为了初步验证所设计复合材料板簧的结构性能,利用有限元分析方法对复合材料板簧结构的静载力学和动态疲劳进行了研究。计算得到空载工况加载过程中的载荷—位移曲线,板簧刚度为373 N/mm。当两端施加载荷为64.7 kN时,板簧达到最大压缩应力。结合复合材料的S—N曲线对板簧寿命进行了估算,循环次数最低处位于板簧下表面靠近卷耳部分,循环次数为33万次。对比复合材料板簧的设计刚度和疲劳寿命,与有限元分析处理方法计算所得结果较为接近,该板簧结构基本符合使用要求。     

碳纤维复合材料引擎盖刚度的有限元分析

本文采用ABAQUS有限元分析软件建立了碳纤维复合材料引擎盖模型,在弯曲、侧向弯曲和扭转三种工况下,将引擎盖弯曲刚度、侧向弯曲刚度、扭转刚度的计算结果与实验进行比较,验证了有限元模型的有效性。利用模型分析了铺层方式对引擎盖刚度的影响,发现[±45°]铺层能得到最佳的刚度。将正交实验设计和有限元分析相结合,分析了复合材料单层板四个工程常数E1、E2、ν12和G12对引擎盖刚度的影响,发现面内剪切模量G12是影响引擎盖刚度的主要因素,泊松比ν12对引擎盖刚度没有显著规律。