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  • 简介:研究了铺层厚度、铺层比例、铺层主方向角和厚度多项式对机翼气动弹性性能的影响,利用COMPASS分别对复合材料直机翼、三角翼和前掠翼3种机翼布局进行了位移、频率、发散和颤振速度约束下的气动弹性剪裁设计,获得了不同铺层参数下的优化设计结果。算例计算结果表明,采用多种设计形式能够充分挖掘复合材料使用的潜力,有效地改善机翼的气动弹性性能。

  • 标签: 复合材料 气动弹性剪裁 COMPASS
  • 简介:对缝合复合材料的性能测试方法及应变计尺寸的选取进行了研究,初步确定了适用于缝合复合材料力学性能测试的最小应变计尺寸,并且初步给出了缝合参数对复合材料基本力学性能的影响趋势,为今后进行纺织复合材料的研究提供了必要的技术储备。

  • 标签: 航空材料 纺织复合材料 材料力学性能 缝合复合材料
  • 简介:复合材料结构的设计要求和使用经验提出了复合材料体系损伤阻抗和损伤容限性能表征的需求。在试验研究的基础上,指出长期以来一直使用的CAI(冲击后压缩强度)的物理意义比较含混,不能正确指导材料研究和设计选材,同时提出应分别用典型层压板静压痕力—凹坑深度曲线的最大压痕力Fmax来表征损伤阻抗能性能,用凹坑深度~压缩破坏应变曲线门槛值CAIT(CompressionfailurestrainAfterImpactThreshold)来表征损伤容限性能,同时给出了测试方法的建议。

  • 标签: 复合材料结构 损伤阻抗 损伤容限 冲击损伤 飞机结构
  • 简介:提出了一种方法用于预计在不同疲劳载荷(疲劳应力比和最大疲劳载荷)下复合材料多向层压板疲劳寿命,该方法是基于正则化剩余强度模型和常寿命模型而建立的。对于一种新的复合材料体系层压板,采用这种方法对疲劳寿命进行预计时,可以节省大量的层压板的疲劳试验工作,而只需进行有限数量的单向板(0°、90°和±45°)的静力和疲劳试验。

  • 标签: 复合材料 层压板 疲劳寿命 剩余强度 强度退化 飞机结构
  • 简介:采用交联剂对聚碳硅烷(PCS)先驱体进行改性,以改性先驱体配置溶液制备了C/SiC复合材料。在制备过程中,由于改性先驱体较高的陶瓷产率,缩短了复合材料基体致密化周期,气孔率降低到7.2%,密度提升到2.01g/m^3。在改善试样显微结构的同时,改性先驱体能够明显提升C/SiC复合材料力学性能,弯曲强度提高到459.4MPa,断裂韧性提升到13.6MPa·m^1/2,相比单组分PCS先驱体分别提高了51.9%和32.0%。烧蚀性能考核表明,试样的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为8.3×10^-3mm/s和4.3×10^-3g/s,相比单组分PCS制备的试样分别降低了85.7%和73.1%。通过对试样内部显微结构和考核后形貌进行分析,结果表明试样力学和烧蚀性能的提升主要得益于致密化的基体以及基体对纤维很好的保护作用。

  • 标签: C/SIC复合材料 改性先驱体 力学性能 烧蚀性能 显微结构
  • 简介:以单侧固支的分层损伤复合材料层合板为研究对象,利用有限元分析软件ABAQUS得到层合板结构振型位移分析数据,针对分层损伤进行了曲率模态分析。分析结果表明:在层板内一个区域存在分层损伤的情况下,其振型与频率的变化非常小,难以用于判断损伤位置,但分层损伤区域的曲率模态差值变化显著,采用曲率模态差法可以对层合板结构分层损伤位置准确判定。

  • 标签: 复合材料层合板 分层损伤 曲率模态 损伤检测
  • 简介:根据SAMPECHINA2009超轻复合材料机翼设计大赛要求,在既定结构外形下,建立有限元模型。采用Hashin复合材料失效判据以及通过折减压缩强度来考虑屈曲行为的方法对在三点弯曲加载情况下机翼模型的损伤区域、破坏模式及破坏强度进行数值模拟分析。通过基于COMPASS的铺层优化设计确定了最优结构。最后利用先进的制作工艺加工出了反映结构特点的机翼模型,并在比赛中胜出。

  • 标签: 超轻复合材料机翼 强度分析 铺层优化 制作工艺
  • 简介:通过大量的焊接工艺试验、分析及工艺评定试验验证,确定了15CrMoR+In—coloy825复合板焊接及在15CrMoR基体上堆焊Incoloy825复合层最佳的焊接工艺规范参数及焊接工艺方法。熔敷金属(包括堆焊金属)的力学性能、化学成分及复合层的耐腐蚀性能等各项技术指标均达到了设计要求。

  • 标签: 复合板 焊接 堆焊
  • 简介:某型航空发动机涡轮叶片高低周复合疲劳试验中,对考核部位振动应力的监测与控制是试验的难点之一。本文采用监测振幅的方法,并结合试验中的测量数据,对施加高低周载荷的试验系统进行数值模拟计算和分析,得到了试验测量振幅与考核点振动应力的关系。从而将试验中可测量和不可测量联系起来,为试验研究和试验数据处理提供了依据。

  • 标签: 涡轮叶片 复合疲劳 振幅 振动应力
  • 简介:胶接是复合材料结构主要连接方法之一,在初步设计阶段,一般采用解析方法对胶接接头进行应力分析及参数研究。本文针对复合材料双搭接和单搭接胶接接头,在Tsai等人的理论分析方法(TOM方法)基础上,提出了一种改进的搭接接头剪应力分析方法,认为胶接件只有在靠近胶层的半个厚度上产生剪切变形,剪应力沿这个半厚度呈线性分布。分析结果比现有的分析方法更接近于有限元模拟结果。本文的方法可用于复合材料胶接接头参数优化设计。

  • 标签: 胶接接头 双搭接 单搭接 胶层 剪应力
  • 简介:本文通过试验模态分析和有限元模拟两个方面对发动机复合材料薄可调叶片进行了振动特性研究。试验采用根部随机激励,基于多普勒原理的激光扫描测振仪进行模态响应测试,并应用模态参数识别法获得叶片固有频率、振型及模态阻尼;采用复合材料layup法建立叶片有限元模型并基于试验结果对有限元模型进行修正,得到有限元分析结果与试验结果的误差小于5%。本文采用试验法和有限元相结合,得到了比较准确可靠的发动机叶片振动特性参数和有限元分析模型,为叶片下一步的动响应分析/测试和振动疲劳寿命估计奠定了基础。

  • 标签: 复合材料叶片 试验模态分析 有限元 振动特性
  • 简介:将时间反转理论应用于结构健康监测技术中,可以显著提高Lamb波在板结构中有效成分的能量,从而解决了其低信噪比的问题。同时,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,提出了通过信号中有效成分的能量聚焦来显示损伤位置和区域的方法。在复合材料板上的实验结果表明,该方法突出了损伤处有用信号的能量,较为准确地对材料结构中的损伤进行了定位。

  • 标签: 时间反转 损伤成像 LAMB波 压电网络
  • 简介:介绍了光纤布拉格光栅复用技术,在复合材料盒段试验中采用波空混合复用技术,实现了分布式FBG传感网络系统。经试验验证,波空混合复用分布式FBG传感网络系统,是一种可满足工程实用要求,且经济的FBG传感网络解决方案。

  • 标签: 光纤布拉格光栅 传感网络 波分复用 空分复用
  • 简介:通过自定义本构关系和破坏准则的单元,建立了复合材料T型接头有限元模型,并模拟了承受面外拉伸载荷时接头的裂纹扩展和失效过程。分析结果显示相比使用已有的粘接单元,自定义单元能够更准确的模拟接头填充区域的裂纹扩展和最终失效形式。

  • 标签: T型接头 填充物 有限元 破坏判据
  • 简介:提出了一种基于梯度的复合材料结构优化方法,把层合板中材料一致、角度一致的单层集合的厚度作为设计变量,推导了结构刚度矩阵关于设计变量的导数,计算了结构重量和变形对设计变量的导数,采用牛顿一序列无约束规划法搜索优化问题的最优解。最后,运用提出的方法对某复材平尾结构进行了满足位移约束的重量最小化设计。

  • 标签: 复合材料层合板 变形 优化
  • 简介:研究了不同热解炭含量对C/C复合材料性能的影响.对采用CVD工艺致密到不同密度,具有不同热解炭含量的2D炭布针刺体试样,利用沥青高压浸渍炭化工艺增密至相同的最终密度,然后对其进行力学、热学性能及等离子烧蚀试验.试验结果表明,热解炭含量高的C/C试样具有较好的力学、烧蚀及导热性能.

  • 标签: 热解炭含量 C/C 性能
  • 简介:采用有限元分析方法,建立三维循环对称模型,对连续SiC纤维增强钛基复合材料压气机叶环的应力进行了研究。考虑周围基体包套和中心复合材料的热残余应力,重点分析了叶环尺寸、温度及基体材料性能对叶环应力分布的影响。结果表明,当叶环直径较小、工作温度较低时,叶环的最大环向应力点在内径;随着直径增大、工作温度升高,最大环向应力点出现在中心复合材料靠近内径一侧。基体材料的弹性模量、热膨胀系数和密度,对叶环的应力分布有重要影响,应尽量选择密度低、弹性模量和热膨胀系数较大的钛合金作为基体材料。

  • 标签: 钛基复合材料 压气机叶环 应力 有限元模拟 热残余应力
  • 简介:试验研究了国产复合材料缝合结构的吸湿特性、基本力学性能及湿热效应,层板缝合后的吸湿量大约提高30%左右,弯曲强度下降20%左右,层间剪切强度提高大约20%;吸湿对缝合结构的性能影响不大,仅对压缩强度有15%左右的影响;高温严重影响缝合及未缝合结构的性能,特别是压缩性能,对缝合层板的影响大于未缝合层板,在170℃高温下,未缝合层板压缩强度保持率为17.8%,而缝合层板仅为14.6%,设计高温环境使用的缝合结构应特别注意。研究结果可供结构设计参考。

  • 标签: 复合材料 缝合结构 力学性能 湿热效应 飞机结构 强度