泡沫夹层结构拉脱试验非线性分析数值模拟

本文讨论了使用高强度闭孔刚性聚甲基丙酰亚胺泡沫（PMI）作为夹芯材料代替蜂窝夹芯材料用于拉脱结构的优缺点,并与NOMEX蜂窝从力学性能,结构效能等方面进行比较。通过合理选择泡沫材料,得出的结果认为在拉脱结构中高强度泡沫力学性能基本能够达到NOMEX蜂窝的水平。通过试验结果和非线性有限元对比分析,验证了高强度泡沫用于拉脱结构的可能性,并对此种拉脱结构的破坏机理进行了研究     

卫星用蜂窝夹层板的等效计算及实验研究

为了减轻卫星的质量,蜂窝夹层板被广泛地应用到现代卫星结构中。而在卫星发射前对卫星进行动态特性分析是必须的。目前的有限元软件无蜂窝单元,为此常用等效方法来模拟蜂窝的力学性能。本文采用等效板和夹心板理论两种等效方法模拟得到了两块蜂窝夹层板的固有频率,同时对蜂窝夹层板进行了振动试验,测得固有频率。等效方法的计算结果与试验结果对比,得到不同等效方法的计算误差,从而选择较适合特定尺寸蜂窝夹层板的等效方法,确保卫星总体分析结果的准确性。     

蜂窝夹芯减振板结构设计的力学参数计算

从力学性能和减振性两方面分析了用瞬间液相扩散复合法得到的蜂窝板的蜂窝结构,确定了面板厚度、芯材厚度、蜂窝格边长、蜂窝格壁厚4个结构参数作为设计变量,以剪切强度、弯曲强度、抗弯刚度、临界屈曲载荷、固有频率、质量6个性能参数为目标函数进行优化,并对优化结果进行了实验研究. 结果表明,优化设计的蜂窝板的力学性能及减振性能优于对比板,实验值与计算值基本相符.     

卫星结构蜂窝夹层板的等效计算

在利用MSC／NASTRAN对卫星结构进行有限元计算时，必须对蜂窝夹层板进行预先的等效处理，等效处理的合理与否将直接影响到计算结果的可信度．为此，研究了3种不同的等效方法，即三明治夹心板理论、蜂窝板理论以及等效板理论，其中三明治夹心板理论方法只对蜂窝夹芯进行等效，而蜂窝板理论和等效板理论方法则是对整个蜂窝夹层板进行等效．分别采用这3种等效方法，对某铝蜂窝夹层板的2种工况进行了模态分析，并将计算结果进行了比较．结果表明，运用等效方法的计算结果非常接近于解析解，证实了等效处理方法的合理性和正确性．     

薄面板复合材料蜂窝夹层结构冲击穿透试验与失效机理

为研究薄面板复合材料蜂窝夹层结构冲击穿透损伤的失效机理,对具有3层平面编织复合材料面板的蜂窝夹层板试验件进行了多种能量的冲击试验.并在考虑了面板材料的渐进失效以及面内剪切非线性应力应变关系基础上,运用LS-DYNA有限元分析软件建立了夹层板的数值模型,用以分析失效过程.结果 表明,数值模拟结果与试验结果一致.上面板穿透或整体贯穿时面板均呈花瓣状裂开,前者蜂窝以压溃损伤为主,后者则额外产生蜂窝芯体与下面板间的界面脱粘以及蜂窝壁的断裂损伤.无面板穿透时,冲击接触力将保持纤维断裂损伤阈值力大小直至冲头回弹;面板穿透则使冲击区域刚度下降,接触力随之下降,其中板整体贯穿时接触力会出现两个峰值.薄面板复合材料蜂窝夹层结构冲击穿透过程中的主要能量耗散在复合材料面板的纤维拉伸断裂,蜂窝的压溃和断裂过程也消耗部分能量.     

铝-铜合金回填式搅拌摩擦点焊接头 连接机理与断裂模式分析

为了提高飞机蒙皮连接强度,采用回填式搅拌摩擦点焊(RFSSW)技术对飞机蒙皮材料2524-T3进行了焊接试验。采用体式显微镜和金相显微镜对接头组织进行观察,通过拉剪试验和拉脱试验对接头进行力学性能测试,对断口进行扫描分析。结果表明:接头成形良好,无明显缺陷,RFSSW接头在热机耦合作用下,焊点形成4个不同显微组织区域;RFSSW接头力学性能普遍高于铆接,焊接接头剪切性能达到7.233 kN,较铆接提高113.4%,焊接接头拉脱性能达到3.172 kN,较铆接提高6.16%;接头断裂呈现为焊核剥离断裂和塞型断裂两种模式,当接头下扎深度较浅,焊点内部搅拌不足时产生焊核剥离断裂,随着套筒下扎深度的增加,塞型断裂由上板塞型断裂转变为下板塞型断裂,拉剪和拉脱焊核剥离断裂均为韧性断裂,塞型断裂均为混合型断裂。通过对回填式搅拌摩擦点焊接头力学性能的分析,为搅拌摩擦点焊代替铆接在航空结构件上的应用提供理论和技术基础。     

钢管混凝土平面相贯节点轴压承载力理论研究

针对两种新型节点构造形式,通过分析带不同厚度钢板的钢管混凝土短柱的轴压承载力,提出了相贯节点轴压承载力的计算公式.同时,采用有限元方法对节点静载试验进行了模拟,并分析了斜交角度、椭圆拉板厚度、衬板厚度、环向加强板和法兰板厚度等参数对节点承载力的影响,有限元分析与试验结果吻合较好.结果表明:节点中椭圆拉板、衬板和环向加强板可提高对核心混凝土的约束效应;随着斜交角度、椭圆拉板厚度、衬板厚度的增加,节点承载力有所提高,而环向加强板或法兰板的厚度对节点承载力影响不大;计算公式能较准确地估计节点的承载力,可用于工程实践.     

带钢控冷过程温度计算二次曲线方法分析与应用

考虑带钢导热系数是温度的线性函数,由厚度方向一维导热方程,推导出能够表征二次曲线凸凹形式的厚向温度分布方程,得出导热系数随温度的变化增减趋势的不同,决定了温度分布二次曲线凸凹形式不同的结论.针对不同的温度分布形式,推出相应的平均温度与表面温度间的转换关系.该关系解决了热带钢轧后控冷过程中,较厚规格产品利用传统的二次曲线近似拟合厚度方向实际温度曲线时,选取凸凹形式不同的二次曲线导致平均温度的计算结果不同的问题.并将此关系应用于现场实际,提高了在线卷取温度控制模型的设定精度.     

钢管混凝土斜交网格平面相贯节点轴压承载力计算公式及有限元分析研究

相贯节点是钢管混凝土斜交网格结构设计的一个关键问题。针对两种新型节点构造形式,通过分析带不同厚度钢板的钢管混凝土短柱轴压承载力,提出了相贯节点轴压承载力计算公式,计算值与试验结果较为接近。本文采用有限元分析方法对节点静载试验进行了模拟,并分析了斜交角度、椭圆拉板厚度、衬板厚度、环向加强板和法兰板厚度等参数变化对节点承载力的影响。结果表明,有限元分析与试验结果吻合较好。节点中椭圆拉板的设置经济合理,衬板和环向加强板可提高对核心混凝土的约束效应。随着斜交角度、椭圆拉板厚度、衬板厚度的增加,节点承载力有所提高,而环向加强板或法兰板的厚度对节点承载力影响不大。总体而言,计算公式能较准确地估计节点的承载力,可用于工程实践。     

利用精密星历计算北斗卫星坐标的方法探讨

本文以北斗卫星的精密星历作为实验数据,采用不同的拟合方法计算卫星的三维坐标,对3种常用的方法,即多项式拟合法、拉格朗日插值法和切比雪夫多项式拟合法,所计算的卫星坐标结果进行分析与比较,最后得到了3种拟合方法中卫星位置误差与阶数的关系,得出了适合计算任意时刻北斗卫星坐标的拟合方法和阶数,并获得了不同轨道卫星与拟合方法的关系,可为今后的研究提供一定的理论基础﹒     

铝合金板式节点承载性能试验研究

考虑了节点板厚度、抗剪键、加载模式的影响,对14个铝合金板式节点的承载力性能进行试验分析.详细介绍了试验过程,描述了试验现象.试验结果表明,铝合金板式节点的主要破坏模式为块状拉剪破坏和节点板局部屈曲破坏;以弯矩为主要控制的荷载作用下,节点板主要承受环向应力;节点板厚度的增加能有效提高节点承载力;C类抗剪键能显著提高节点的整体性,改善节点受力性能.     

正棒—板短间隙雷电冲击放电电压的海拔修正

多功能人工气候室内模拟高海拔地区的气压，按照IEC对棒－板间隙试验方法的要求对200mm、300mm和450mm3种正棒－板短空气间隙雷电冲击放电特性进行了系统的试验研究。根据理论分析，提出了由于气压是大气3个基本参数即温度、空气相对密度和绝对湿度的综合反映，因此可以作为表征大气条件对空气间隙击穿电压影响的特征量；根据试验结果，提出了高海拔地区的短空气间隙雷电冲击击穿电压的是相对气压的幂函数，且其特征指数小于1，并因此得出海拔每升高1km，其击穿电压下降8.7%。     

高温气冷堆工程验证用国产石墨的强度实验研究

 对国产石墨材料(NG-CT-01)进行了强度实验研究。考虑石墨材料强度的分散性,对石墨材料不同批次和坯料不同部位、不同方向进行了取样。根据国标实测了材料的抗拉、抗压和抗弯强度。由于在对石墨的应力评价中,压缩应力是以当量拉应力出现的,且石墨安全评价所用数据一般通过抗拉强度实验确定,所以着重对实测数据中的抗拉强度进行了在95%置信水平、99%可靠度的性能指标下的最小强度计算。为了对石墨强度进行安全评价,必须知道石墨强度的威布尔分布。因此应用Weibull++7软件采用极大似然法对抗拉强度实验数据进行了两参数威布尔分布的参数拟合,并按照德国高温气冷堆设计规范《KTA-3232 反应堆压力容器内的陶瓷堆内构件》的规定修正了威布尔分布参数,为后续高温气冷堆工程验证提供了基础参数。将实验结果和若干国内外规格的石墨数据进行对比,国产石墨的强度参数在其原基础上有所提高,可基本满足工程验证结构和抗震试验的技术要求,目前已经用于大型石墨堆芯结构抗震试验模型的加工制造。     

钢筋保护层厚度的测试及主要影响因素分析

制作3块混凝土试验板,采用钢筋保护层厚度测试仪测试混凝土板的钢筋保护层厚度,考虑了钢筋直径和钢筋间距的变化对测试数据的影响,并对测试结果进行分析,得出了钢筋直径和钢筋间距对测试钢筋保护层厚度的影响规律.为准确测试钢筋保护层厚度和评价结构实体混凝土质量提供了试验依据.     

中间相沥青基高导热碳板的制备

本文以中间相沥青为原料,采用氮压式单孔纺丝机进行熔融纺丝,对所获得的中间相沥青纤维进行适度的预氧化处理后通过热压成型工艺进行自烧结成型,并对其分别研究了硼(B),钛(Ti),钛-硼(Ti-B)三种体系的催化石墨化,借助红外分析,扫描电镜,能谱分析,导热率测量等手段研究了催化石墨化效果.研究结果表明,260℃预氧化处理的中间相沥青纤维经热压成型可制备出高导热率的碳板,使用Ti-B催化体系催化效果明显,在此体系下制备的材料导热率高达996.45 W/M·K.     

钢筋混凝土烟囱基础温度场数值分析及简化计算方法

采用均匀设计法,选取烟囱基础的24组不同几何参数及物性参数,建立了烟囱基础的有限元分析模型,分析了烟囱基础温度场的分布情况.数值模拟结果与试验结果相比较表明模拟结果是正确的.并对基础内壁最高温度进行了多元线性回归,得到了基础内壁最高温在烟气温度、由内壁内表面计算的基础内径、基础内衬内表面计算的基础环壁埋深、隔热层厚度、隔热层导热系数、土层导热系数等6个因素影响下的拟合特性,为烟囱基础温度场的计算提供了一个简单可行的方法.     

铝合金构件高强螺栓牙板连接性能试验

主要对铝合金构件采用高强螺栓牙板连接进行初步试探性的理论分析和试验研究.分析结果表明:连接承载力与螺栓预压力、板件厚度、牙纹规格等因素有关,并初步得出了承载力的计算公式.进行了4组铝合金构件高强螺栓牙板连接的抗剪承载力试验,试验结果表明:高强螺栓牙板连接具有变形小、承载力高等特点,而且较普通的摩擦型高强螺栓连接承载力有明显提高,主要是因为"牙板"增大了受力方向的抗滑移系数.     

全栓接蜂窝梁柱端板连接空间节点梁铰机制有限元分析

目的 提出一种全栓接蜂窝梁柱端板连接空间节点并探究节点强弱轴向蜂窝梁成铰机制的影响因素及梁铰发展规律,为工程应用提供参考。方法 在验证ABAQUS模型精确度良好的基础上,建立36个蜂窝梁柱端板连接空间节点模型,分析连接刚度(端板厚度)、蜂窝梁节点转动贡献率(开孔率、开孔位置)对节点力学性能及破坏形式的影响,基于等效T型件法及组件法分析了弱轴向节点组件的节点转动贡献率。结果 柱弱轴向弯曲变形及环端板对柱翼缘的约束使强轴向端板的抗弯承载能力降低,连接刚度及蜂窝梁节点转动贡献率足够时,强弱轴向最终均可形成梁铰机制,并具备良好的承载能力。结论 强弱轴向端板厚度分别宜大于t_cf(柱翼缘厚度)与0.75 t_cf,建议强弱轴向蜂窝梁开孔率分别为60%～65%和65%～70%,蜂窝梁节点转动贡献率可作为节点破坏模式的识别指标,并给出相应的计算方法。     

主方支圆钢管轻骨料混凝土K型节点承载力

为研究主方支圆高强钢管轻骨料混凝土有间隙K型节点的承载力,对支管间设置加劲板的节点和基本型节点进行了主管轴压静力加载试验,考察了加劲板和支主管偏心距对节点破坏模式和承载力等受力性能的影响.试验结果表明:与受拉支管相连的主管鼓起、支主管焊缝开裂、支管根部屈曲、加劲板焊缝开裂和加劲板屈曲是该类节点的典型破坏模式;受压支管和主管受压区内轻骨料混凝土未发生明显破坏,受拉支管和主管受拉区内轻骨料混凝土发生轻微破碎;加劲节点的屈服承载力和极限承载力较基本型节点分别提高43.4%～69.6%和25.9%～43.1%.基于有间隙K型节点试验破坏模式,推导了考虑加劲板应力传递效应和轻骨料混凝土约束效应的与受拉支管相连的主管凸曲承载力计算式和支主管焊缝开裂承载力计算式.     

六边形孔蜂窝梁抗弯承载力的数值模拟与分析

为研究蜂窝梁的力学性能,运用ANSYS有限元程序中的板壳单元及双线性随动模型建立数值模型,模拟分析六边形开孔蜂窝梁的抗弯承载力,并与实腹梁进行对比。结果表明：当扩张比k≤1．50时,k为蜂窝梁抗弯承载力的主要影响因素;当k〉1．50时,承载力较同规格实腹梁削弱过大,不适宜用于承重结构。承载力对比计算结果,验证了文中蜂窝梁屈服荷载修正系数拟合公式的可行性。该研究对六边形开孔蜂窝梁这一新型构件的推广及应用具有促进作用。