热压釜成型复合材料波纹梁工艺工时估算

成本估算是目前复合材料领域开发研究的关键问题之一,而工艺工时估算又是制造成本估算的核心。本文中建立复合材料制造工艺工时估算模型,以热压釜成型复合材料波纹梁为研究对象进行理论分析和实验研究,给出此估算模型中估算变量和方程参数的确定方法并应用最小二乘法将所得数据进行拟合,其结果与实验结果基本一致。介绍了估算模型中参数随制件曲度变化的修正方法,为实现不同结构设计的工时估算提供指导。     

电阻法在单丝炭纤维复合材料体系界面相传载能力评价中的应用

首先对T300炭纤维单丝进行拉伸实验,同步测量炭纤维单丝的电阻和应变对应关系,采集的数据表明二者存在线性关系,通过计算得到其灵敏系数K.然后,搭建二维加载平台对斜十字模型进行拉伸,并通过数码偏光显微镜实时观察加载状态下的应力分布,结果表明中心区域应力均匀.在此基础上,将单丝炭纤维电阻测量法和斜十字模型结合起来,利用前面...     

一种用于大尺寸结构健康监测的光纤传感器

为了对较大尺寸的复合材料结构进行健康监测,研制了一种干涉型光纤传感器并验证了其性能.传感器由E2000连接器、单窗口光纤分路器、两根端面镀反射膜的单模裸光纤组成.验证结果表明,传感器测量臂的增量与应变增量有线性关系,温度变化对传感器测量臂的长度也有影响,传感器可以用于判断复合材料的损伤,与SMARTEC公司生产的传感器相比,两者测量值相差很小.     

不同初始组织结构的形状记忆合金性能及参数的研究

NiTi形状记忆合金作为一种功能材料，以往的研究主要集中在材料领域。然而当它被用作主动变形结构中的驱动元件时，则需要对NiTi形状记忆合金在相变过程中的力学、电学和热学性能进行综合研究，本文从试验的角度出发，对具有不同初始组织结构的NiTi形状记忆合金的性能及参数进行研究，为更好地了解NiTi形状记忆合金的驱动机理和控制它的驱动行为打下基础，为形状记忆合金驱动器的设计提供参考和依据。     

基于细化单胞模型的复合材料层合板强度预报方法

通用单胞模型常被应用于复合材料细观力学分析。但原始的通用单胞模型存在求解量大、计算效率低的问题。本文中对其改进, 建立了以子胞界面细观应力为未知量的细化单胞模型。该模型可以充分考虑纤维、基体和界面相等细观组分, 并实现单向板的宏-细观多尺度力学分析。通过将组分材料失效判据引入到模型中, 再与经典层合理论相结合, 提出了一种基于细化单胞模型的复合材料层合板强度预报方法, 并给出了基于试验数据的强度谱定量评测方法。通过与世界失效分析习题的失效理论和试验数据进行对比, 证明本文的预报方法具有很高的计算精度和广泛的普适性。     

形状记忆合金驱动主动变形波纹板结构的有限元分析

NiTi形状记忆合金作为一种功能材料,具有输出回复力大、性能稳定等优点,故可以将其用作主动变形结构中的驱动元件。将NiTi形状记忆合金带与波纹板结构以离散点的形式相联接,制作形状记忆合金驱动主动变形波纹板结构。对形状记忆合金通电驱动,利用其产生的拉伸或收缩力,达到控制结构主动变形的目的。同时,为预报该结构的变形响应,应用有限元软件ANSYS进行数值模拟。针对现有的通用有限元分析软件中没有模拟形状记忆合金形状记忆效应的单元和材料模型的问题,根据形状记忆合金材料本身的特殊性,提出“负热应变”的方法。在试验的基础上(即通过试验获得具有一定预应变的形状记忆合金在不同温度点上的回复应力、应变,进而利用本构关系求得不同温度下形状记忆合金的弹性模量)建模分析,最终获得不同温度下波纹板结构的变形响应曲线。预报结果与试验结果比较吻合,验证了该方法的正确性,为形状记忆合金驱动器的设计、模拟以及制作提供参考和依据。     

西安火车站东配楼复杂连体结构振动台试验研究

西安火车站改扩建东配楼项目由三个平面不规则的单体建筑通过大跨度桁架进行连接,结构质量与刚度分布差异较大,且平动与扭转振动反应的耦联效应显著。为研究不规则连体结构的抗震性能,选取子结构进行了1∶10缩尺模型振动台试验,分析设防、罕遇及超罕遇地震作用下结构的破坏模式、动力特性以及加速度、位移、内力响应,评价连体结构的抗震性能。结果表明：在8度设防地震作用下,结构的自振频率呈线性退化,单体频率下降约20%。在8度罕遇地震作用下,框架梁端形成塑性铰,小三角区角柱首先进入塑性工作状态,各区频率降低超过了57%,实测层间位移满足现行GB 50010—2010《建筑抗震设计规范》要求。在9度超罕遇地震作用下,叠层桁架由于位移过大导致扭转效应显著,连接支座处发生破坏,但结构并未发生整体倒塌。连体结构的薄弱部位于第2层,小三角区侧向刚度较弱,建议在该区增设支撑或剪力墙。采用柔性连接能有效降低大跨桁架的地震作用,但面外扭转效应显著,受竖向地震作用影响较大。     

采用光纤传感技术的土木结构应变监测

近年来，对于重要土木工程结构的健康监测越来越受到人们的重视，光纤传感器由于具有体积小、重量轻、柔软、灵敏度高、抗电磁干扰等优点，正逐渐被应用到土木工程领域中犤１犦。光纤Bragg光栅（FBG）是近年来出现的一种新型光学器件，应用光纤Bragg光栅传感器进行土木工程结构的应变测量时，能够克服电阻应变片难于埋入、存活率低等缺点，可对混凝土结构的内部应变进行测量犤２，３犦。本文叙述将封装的光纤Bragg光栅传感器埋入钢筋混凝土结构内部，在结构破坏实验中监测应变的变化历程。１光纤光栅的封装与传感特性光纤Bragg光栅通常写…     

真空辅助成型工艺的数值分析与模拟

真空辅助工艺是一种双移动边界的工艺过程，既有厚度方向的压缩，又有平面内的树脂流动，利用通用有限元软件难以实现模拟分析，本文借助达西定律，建立了压缩模型和渗透率模型，并与专业数值模拟软件相结合，实现了简单2．5维薄壳结构的流动模拟，模拟结果与分析结果相吻合，对于生产工艺具有一定的指导意义。     

热压罐成型框架式模具温度场分析

模具成型型面的温度均匀性对复合材料制件的成型精度具有重要影响。某大尺寸高平面度复合材料蜂窝夹层板构件利用热压罐工艺成型,模具为大型框架结构模具。文中采用有限元数值模拟方法,利用Simcenter12.0 软件对该大型框架结构模具热压罐成型工艺过程的温度场特性进行了模拟分析,模拟值与试验值误差小于10%,证明了模拟方法的准确性。模拟结果表明：成型固化工艺参数设置合理,模具型面温度均匀性较好,金属边框对模具的整体温度场影响较大;模具在热压罐内的位置在所设定的2.1 m 范围内沿长度方向移动对模具温度场的影响可以忽略。