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  • 简介:利用超声系统对复合材料层压板结构的冲击损伤双面扫描,探讨损伤声像在各层面上的分布状况,从两面扫描中分析其在对应位置声像不一致性成因,从而依声图像准确判定内部损伤空间位置、大小、缺陷性质及一般规律。通过层压板冲击损伤的双面扫描分析对比,分析了扫描面结果不一致性的几种成因。此项研究有助于对复合材料内部各层面损伤进行定性、定量分析,并为断层图像重建为三维模型提供依据,在一定程度上减少三维重建凭经验、想象的主观性随意性。

  • 标签: 复合材料 冲击损伤 双面扫描 不一致性 三维重建
  • 简介:陶瓷基复合材料盖板式热防护系统是一种具有防热/承载-体化功能的新型热防护结构。本文在国外研究基础上,对盖板热防护系统进行了初步设计与分析,提出了盖板热防护系统设计方案,进行了相关热响应分析,并在热载荷与气动压力载荷联合作用下,进行了结构应力与变形分析,对盖板热防护系统静强度性能进行了初步评估。

  • 标签: 热防护系统 陶瓷基复合材料 设计 热分析
  • 简介:首先求解碳纤维复合材料的兰姆(Lamb)波频散方程,得到频散曲线,优选对复合材料分层或脱粘损伤敏感的压电激励模式和激励频率,提出了基于幅值衰减算法的损伤定位方法,通过短时傅立叶变换,将信号转换为时频分布,提出了另一种损伤定位方法;通过附加质量模拟损伤试验,验证、比较了提出的损伤定位方法,该方法具有工程应用价值。

  • 标签: LAMB波 主动压电监测 损伤定位
  • 简介:本文提出了一种利用受拉光滑试件的细节疲劳特征值,考虑擦伤影响,估算复合受载情况下的紧固件疲劳寿命的方法,并通过有限的试验结果验证,说明方法是可行的。

  • 标签: 复合载荷 细节疲劳特性 紧固件 疲劳寿命
  • 简介:脱粘损伤是复合材料结构中最为常见的损伤之一,由于其目视不可检,因此对飞行器的结构安全存在着严重的威胁。基于声一超声原理的兰姆(Lamb)波损伤监测方法是利用压电传感器的压电效应,以粘贴在结构中表面的压电传感/驱动阵列作为激励器在板类结构中激发一定形式的兰姆波,通过采集和分析结构的响应来监测结构状态和损伤情况。该技术方法把离线、静态、被动的检测转变为在线、动态、实时的健康监测,被认为是最具有应用前景的结构健康监测方法之一,尤其在航空航天飞行器结构健康监测研究中得到了广泛关注。本文以T型加筋复合材料板为研究对象,将时间反转理论应用于基于兰姆波的脱粘损伤监测技术中,提高了信号在板结构中有效成分的能量,从而解决其低信噪比的问题。同时,还利用时间反转对波源的自适应聚焦能力与图像处理技术相结合,通过信号中有效成分的能量聚焦来对T型加筋复合材料板中的脱粘损伤及其扩展情况进行图形显示。结果表明,该方法可有效针对复合材料的脱粘损伤及其扩展情况进行监测,这对飞行器结构在线健康监测有着重要的意义。

  • 标签: 兰姆波 时间反转 损伤成像 复合材料 健康监测
  • 简介:探索了全厚度缝合的复合材料闭孔泡沫夹层结构低成本制造的工艺可行性及其潜在的结构效益。为了比较,用同样的材料和工艺制造了未缝合泡沫夹层和密度相近的Nomex蜂窝夹层结构。完成了密度测定、三点弯曲、平面拉伸和压缩、夹层剪切、结构侧压和损伤阻抗/损伤容限实验研究。结果表明,泡沫夹层缝合后,大大提高了弯曲强度/重量比、弯曲刚度/重量比、面外拉伸和压缩强度、剪切强度和模量、侧压强度和模量、CAI强度和破坏应变。这种创新的结构形式承载能力强、结构效率高、制造维护成本低,可以在飞机轻质机体结构设计中采用。

  • 标签: 复合材料 泡沫夹层 全厚度缝合 结构效率 飞机结构 损伤容限
  • 简介:提出了用基于平均应力判据的0°层纤维控制的强度破坏准则两来估算开孔缝合复合材料层压板压缩剩余强度的方法,此外,对于含冲击损伤的缝合层压板,将冲击损伤简化为椭圆孔,并采用上述的强度破坏准则来估算冲击后压缩剩余强度,估算结果与试验结果具有良好的一致性。

  • 标签: 复合材料 缝合 破坏判据 冲击后压缩
  • 简介:利用ANSYS大型有限元程序建立了复合材料气瓶的有限元模型,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,利用最大应变准则预测了气瓶的爆破压力。通过分析结果与相应试验结果对比,验证了建模与分析方法的正确性。

  • 标签: 复合材料气瓶 有限元建模 应力应变分析
  • 简介:阐述了C/SiC陶瓷基复合材料与铌合金的活性钎焊连接方式,通过扫描电镜、金相分析等手段,研究了钛基和铜基活性钎焊料分别在C/SiC陶瓷基复合材料和铌合金上的润湿性,并分析了两种材料的钎焊连接界面的微观元素扩散特征。研究结果表明,陶瓷基复合材料与铌合金的活性钎焊机理主要是通过钎焊料中的活性元素分别向陶瓷和铌合金中扩散并发生化学反应,从而实现三者之间的良好键合。

  • 标签: C/SiC陶瓷基复合材料 活性钎焊 润湿性
  • 简介:针对液体火箭发动机承力机架,开展复合材料机架的初步设计及探索应用研究。通过对原金属机架结构设计特点分析,提出了一种碳纤维增强复合材料机架的设计方案,并对其进行了力学性能预测及设计参数影响分析等方面研究工作;最后,采用有限元软件AN-SYS的APDL语言开发了复合材料机架的计算程序,该程序基于损伤累积理论,包含结构应力分析、材料的失效判断及材料的性能退化3个主要循环过程,通过仿真手段模拟了在载荷增加过程中结构内部产生损伤,并逐渐累积直至破坏的整个过程。仿真分析结果表明:复合材料的应用可在满足原机架强度、刚度和稳定性等设计要求基础上,相对于原结构实现了50%的减重。

  • 标签: 液体火箭发动机 复合材料 机架 设计方案
  • 简介:分析了基于波传播特性变化监测复合材料冲击损伤的技术进展,介绍了利用FBG或FBG/PZT联合监测冲击损伤的方法。本文提出了一个新颖的冲击报警和定位方法;报警判据和定位算法仅仅依据冲击期间FBG所测得应变最大幅值和FBG的相对位置。用T700S/BA9916层板进行了试验验证。结果表明该方法准确、快速、简便,定位误差工程上可以接受。

  • 标签: 布拉格光栅 低能冲击 冲击报警/定位
  • 简介:本文对贴补修理时可能存在的胶层缺陷问题,提出了“三维实体一弹簧元”的建模思想,利用弹簧元来模拟胶层的粘附界面,可以方便地模拟胶层可能存在的缺陷形式。基于“三维实体一弹簧元”有限元模型,对贴补修理结构进行了修补参数影响分析,并研究了缺陷位置、面积等缺陷参数对贴补修理效果、破坏模式的影响规律。研究结果表明:(1)补片直径取为孔径的3倍左右、厚度取为母板的50%左右时能取得较好的修理效果;(2)当存在胶接缺陷(尤其是缺陷均匀分布)时会降低修理效果,影响破坏模式。

  • 标签: 胶接贴补 弹簧元 胶接缺陷 参数分析
  • 简介:介绍了三维整体编织复合材料单耳承力接头在静载条件下的破坏模式。重点研究了由三种编织工艺、两种连接孔加工方式、两种几何外形所组成的十组三维编织复合材料单耳承力接头的破坏机理与破坏载荷。对其在航空结构中的可应用性做出了评估.

  • 标签: 三维编织复合材料 航空结构 模态 承力接头 破坏模式 编织工艺
  • 简介:文章介绍了基于Delphi的复合材料结构细节强度分析软件的设计过程,并以如何确定某材料层压板最适用的强度计算方法为例总结了软件的应用。软件共设计了5个模块,分别是:层压板强度刚度计算模块、层压板冲击后压缩强度计算模块、层压板开孔拉压强度计算模块、层压板稳定性计算模块和材料数据库管理模块。软件各个模块分别集成了《复合材料结构设计手册》里强度刚度、损伤容限、稳定性等方面的分析计算方法,可以为复合材料结构设计许用值的确定提供参考,提高结构设计的效率。

  • 标签: DELPHI 复合材料 结构强度 分析软件
  • 简介:在严峻的竞争形势下,欧洲的飞机工业要求降低开发和使用成本。实现这一目标,欧盟加大了对复合材料加筋结构后屈曲设计技术研究的支持力度,在第五、第六和第七框架计划下开展了一系列相关研究项目。本文着重介绍POSICOSS、COCOMAT、DESICOS等项目的研究、目标、工作描述及成果,理出了欧洲未来复合材料加筋壁板的后屈曲分析的新概念,并指出了这些项目带给我们的启示。

  • 标签: 欧盟 后屈曲分析 复合材料 加筋板
  • 简介:简要介绍了复合弯掠定制叶型技术及其特点,论述了将该技术应用于对旋风机改型设计的工程实例。风机改型设计结果表明,该技术的应用,使对旋风机的效率及喘振裕度明显提高,叶片厚度和重量都有较大的减小。该实例验证了基于航空发动机高压压气机设计体系的复合弯掠定制叶型技术,在低速对旋风机设计中也具有良好的实用性和有效性。

  • 标签: 对旋风机 定制叶型 效率 喘振裕度 节能减排
  • 简介:复合材料结构设计许用值的概念和复合材料的冲击后压缩强度性能出发,讨论了按NASA标准得到的CAI值与它们的关系,指出了传统的CAI值不能充分反映复合材料体系的抗冲击性能。且与结构压缩设计许用值无任何联系。在对复合材料结构完整性要求和作者的试验研究,和对国外文献总结的基础上,提出复合材料抗冲击性能的评定应包括损伤阻抗和损伤容限两方面。大量的试验数据证实复合材料层压板抗冲击性能存在拐点现象,在对拐点附近复合材料层压板的破坏机理研究基础上,建议用拐点附近的性能建立复合材料层压板抗冲击性能的评定体系,即可以用表面层在冲击下保持其完整性的最大能力(最大接触力)来表征复合材料体系的损伤阻抗(韧性);用出现拐点后基本不变的压缩强度(破坏应变)门槛值来表征复合材料体系的损伤容限。

  • 标签: 航空航天材料 复合材料抗冲击性能评定 损伤容限 损伤阻抗 CAI
  • 简介:新型飞机均大量使用碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)作为结构用材,若缺乏足够的保护措施,这些CFRP结构在雷击之后往往会出现比传统飞机相应金属结构更为显著的损伤和破坏,因此飞机CFRP结构的雷击防护是一个对航空运行安全具有重大影响的关键问题。本文从人工雷击试验、雷击有限元数值模拟、雷击损伤表征和雷击防护措施四个方面综述了国内外关于雷击对飞机CFRP结构造成的损伤问题的研究进展,为后续开展雷击损伤检测研究奠定基础。

  • 标签: 碳纤维增强树脂基复合材料 雷击试验有限元模拟 雷击损伤 雷击防护
  • 简介:采用数值计算方法对氧化亚氮/丙烷(N2O/C3H8)发动机样机气液同轴离心式喷嘴的喷雾性能进行了研究,得到了环缝外喷嘴气相喷注压降和内喷嘴缩进深度对离心式喷嘴喷雾流场的影响.分析结果表明,较低的气相喷注压降(<0.3MPa)会显著的影响液滴在流场中的蒸发速率以及流场流强、混合比、索太尔平均直径(SMD)和n值的分布;气相喷注压降从0.3MPa增加至0.6MPa,稳定喷雾流场液滴SMD和n值分别在2.41~1.68,2.03~0.98范围内变化并逐渐减小.内喷嘴缩进深度从0mm增加至6mm,稳定喷雾流场液滴的SMD和n值受其影响较小,均分别在1.70~0.94,2.36~0.99范围内波动.喷嘴的最佳燃烧区主要分布在下游轴向位置0.015~0.035m范围内并随着气相喷注压降的升高和内喷嘴缩进深度的增大逐渐靠近喷嘴出口.该设计喷嘴在发动机热试实验中表现出很好的性能.

  • 标签: 离心喷嘴 氧化亚氮 丙烷发动机 喷雾性能研究 流场模拟
  • 简介:通过对复合材料加筋壁板屈曲理论计算方法、工程计算方法的计算结果与试验结果的对比,筛选出一种计算复合材料帽形加筋壁板屈曲载荷更为简单有效的方法;针对复合材料帽形加筋壁板的结构特点和破坏模式,提出一种估算复合材料帽形加筋壁板破坏载荷的方法,用该方法在几个项目上的计算结果与试验结果进行比较,发现两者误差较小,为结构设计人员在初始设计阶段对复合材料帽形加筋壁板强度评估提供了一种简洁的途径。

  • 标签: 复合材料 帽形加筋壁板 稳定性