压剪组合作用下复合材料壁板的后屈曲承载能力

通过复合材料加筋壁板后屈曲有限元分析,预测盒形薄壁结构在弯扭组合作用下的承载能力.壁板基于修正的一阶剪切理论,四边简支,变形时保持直线.后屈曲分析采用弧长法和基于渐近分析的路径转换技术.定义了三种逐渐破坏状态,利用Hoffman准则,考虑单层板的破坏对于刚度的影响,确定壁板的后屈曲承载能力.数值计算结果表明,复合材料加筋壁板屈曲后有相当大的后屈曲承载能力,预测结果与复合材料盒段弯扭组合试验结果符合良好.     

机身壁板内压剪切联合加载试验研究

为揭示内压剪切联合载荷作用下机身壁板承力特性,采用D夹具模拟机身壁板边界条件,通过充气的方式施加内压载荷,通过扭转单闭室盒段的方式施加剪切载荷,并完成了内压试验、剪切试验和内压剪切联合试验。试验实测应力与理论结果吻合良好,试验显示内压剪切联合试验机身壁板蒙皮的应力水平和应力分布是内压试验和剪切试验机身壁板蒙皮应力水平和应力分布的叠加。但由于内压载荷作用下机身壁板外法线方向变形和剪切载荷作用下机身壁板内法线方向变形的叠加,导致内压剪切联合试验中蒙皮的实测应力与理论应力的误差较单独载荷试验的误差增大,应力分布精密度也变差。     

两步法编织复合材料空心断面梁的刚度性能

基于层合板类推法和一阶剪切变形位移理论 ,分析了两步法编织复合材料空心断面梁的刚度。导出了此类构件拉伸、弯曲、扭转、剪切及各种耦合刚度系数的计算公式。这些刚度系数被表为纤维与基体的类型、纤维编织角、纤维体积百分比、空心断面的几何尺度等的函数     

两步法编织复合材料矩形截面杆件的刚度系数

根据层合板类推原理和一阶剪切变形位移理论分析了两步法编织复合材料矩形截面杆类构件的弹性性能，导出了该类构件的拉伸、弯曲、扭转、剪切以及各种耦合刚度系数的计算公式     

两步法编织复合材料矩形截面杆件的刚度系数

根据层合板类推原理和一阶剪切变形位移理论分析了两步纺织复合材料矩形截面杆类构件的弹性性能，导该类构件的拉伸、弯曲、扭转、剪切以及各种耦合刚度的系数的计算公式。     

硬脆颗粒增强金属基复合材料的切屑形成机理

颗粒增强金属基复合材料具有非均匀的显微组织结构,在切削力作用下其剪切变形不是在一个平面内而是在一个有相当厚度的区域内完成,传统的单一剪切平面模型不适合用于这类非连续增强型复合材料的切削分析．颗粒增强复合材料基体的塑性变形始终受到不可塑性变形颗粒的干扰,故在复合材料成屑过程中裂纹的形成和扩展起重要作用,并由此决定了切屑的基本形态．分析了材料进入剪切变形区后发生的非定向连续滑移、剪断和基本稳定滑移三种情况．     

两步法编织复合材料空心断面梁的刚度性能

基于层合板类推法和一阶剪切变形位移理论,分析了两步法编织复合材料空心断面梁的刚度。导出了此类构件拉伸、弯曲、扭转、剪切及各种耦合刚度系数的计算公式。这些刚度系数被表为纤维与基体的类型、纤维编织角、纤维体积百分比、空心断面的几何尺度等的函数。     

三维编织复合材料空心断面梁的刚度分析

基于层合板类推法和一阶剪切变形位移理论,分析了三维编织复合材料空心断面梁的刚度导出了此类构件拉伸、弯曲、扭转、剪切及各种耦合刚度系数的计算公式这些刚度系数被表为纤维与基体的类型、纤维编织角、纤维体积百分比、空心断面的几何尺度等的函数图2,表1,参8     

复合材料T型整体化结构的刚度简化计算方法

新颖T型复合材料采用蒙皮与筋共用部分铺层的整体化结构形式,其力学性能有别于传统加筋壁板。该文从刚度特性的角度提出了针对这种复合材料整体化结构的等效简化计算方法。提出了壳体等效模型,通过典型加载方式确定了简化模型的参数,并采用经验公式的方法引入了原模型中各参数对刚度的影响。最后从刚度、均布载荷下的弯曲响应、振动模态和固有频率等3个方面对简化方法进行了验证。结果表明:该简化方法能够很好地体现原模型的力学性质,同时极大地减少了计算时间,具有工程应用前景。     

玄武岩纤维/铝合金层合板的力学性能研究

通过单向拉伸、剪切以及三点弯曲实验研究了玄武岩纤维/铝合金层合板在不同加载方式下的准静态力学性能。利用空气动力枪对玄武岩纤维/铝合金层合板进行了子弹冲击加载实验。实验中得到了层合板材料不同的力学参数以及子弹冲击下典型的变形失效模式。实验结果表明:在单向拉伸载荷作用下层合板中纤维层将首先发生断裂破坏从而导致材料失效,45°拉伸剪切作用下由于纤维不承受拉伸载荷,其剪切强度较低而剪切应变较大,从而导致铝板发生面内弯曲变形。在12 mm子弹冲击载荷下玄武岩纤维/铝合金层合板具有较好的抗冲击性能,其弹道极限为97.9 m/s。     

复合外挂墙板刚度计算方法的研究

对复合外挂墙板进行理论和有限元方法分析,根据分析的结果,提出了复合外挂墙板的刚度计算方法。     

衬底基片表面加工变形问题研究

在分析衬底基片加工工艺和衬底基片加工试验的基础上,得出导致衬底基片表面变形的因素有：支承盘精度、粘片的方法、衬底基片的表层应力、抛光垫的材质。提出采用较高刚度和硬度的陶瓷支承盘和及时修整,使支承盘保持较高的表面形状精度。采用真空粘片,使衬底基片紧密贴合支承盘。通过双面研磨、双面抛光以及基片表面处理使得衬底基片两面应力一致。根据不同的衬底基片选择硬度适当的抛光垫,从而有效解决衬底基片表面加工变形问题。实现了衬底基片平面度小于5μm。     

对转桨整体定常面元法

从对转桨(Contra-Rotating Propeller,CRP)几何特点和面元法基本求解公式出发,提出了一种将对转桨的前、后桨作为整体求解的定常面元法.运用此整体面元法计算了美国泰勒水池2组对转桨的敞水性能,同时与试验结果和迭代面元法计算结果进行了对比.对比结果表明,整体定常面元法的计算精度与迭代面元法的计算精度相当,但整体面元法的计算时间约为迭代面元法计算时间的1/2,且整体定常面元法避免了前、后桨迭代的步骤,为对转桨优化设计以及混合式CRP推进系统的设计分析提供了高效的数值手段,且分析了整体定常面元法的计算误差.     

薄板扬声器的声辐射特性研究

引入扬声系统的音质评价标准,研究薄板扬声器相对于动圈式扬声器声辐射特性的优劣.建立了四边简支矩形薄板在单点激励下受迫振动的力学模型,根据有限元理论,利用Matlab将薄板划分为318个三角形单元模拟薄板的弯曲振动,利用Matlab对可听声频段内的50个点的声压级进行数值计算,得到频率响应特性,薄板扬声器的频率响应曲线比动圈扬声器平直,没有明显的辐射指向性,非线性失真和瞬态失真小,可实现双向同相位辐射,音质特性优于动圈扬声器.     

Structures and Properties of Composite Yarns of Filaments and Wool Staple Fibers

More and more composite yarns of filament and wool staple fiber have been applied to develop the new type of fabrics. However, the great difference in yarn structures between the composite yarns and conventional staple yarns does affect the properties of yarns and fabrics. In this paper, it has been studied that the differences of the composite yarn properties of tensile, bending rigidity, torsional rigidity, the hairiness and irregularity etc.     

压板加固全隐框玻璃幕墙面板的受弯承载力试验及有限元分析

为了研究铝合金压板对既有全隐框玻璃幕墙面板的加固效果,通过堆载法研究了7块由单层钢化玻璃制成的全隐框玻璃幕墙面板的受弯承载力。结果表明:全隐框玻璃幕墙面板无论是否进行加固,其抗弯刚度在加载过程中均由小变大。采用压板在全隐框玻璃幕墙面板长边通长布置的加固方法,可以有效提高全隐框玻璃幕墙面板的受弯承载能力和抗弯刚度。运用ANSYS有限元软件对试验模型的受力性能进行数值模拟,发现全隐框玻璃幕墙面板的抗弯刚度会随着长宽比的增大而减小,且加固前长宽比对抗弯刚度的影响比较大。加固后的有限元模拟结果,与反向受荷时的全隐框玻璃幕墙面板试件较为吻合。试验结果还表明:现行国家规范关于全隐框玻璃幕墙面板位移的计算值远大于试验值,计算偏于保守。     

斜削型筋条复合材料加筋壁板轴压屈曲分析

复合材料加筋壁板大量应用在飞机结构中而斜削型筋条加筋壁板由于其特殊的偏心结构使得其与常规的贯通型筋条加筋壁板有着不一样的屈曲载荷。以斜削型筋条复材加筋壁板为例,通过试验、工程算法、有限元法三种方法对其屈曲模式进行分析对比分析三种方法所得结果,得出斜削型筋条对加筋壁板屈曲载荷的削弱作用在30%左右,工程算法保守量为11%左右。     

含单个分层复合材料层合板后屈曲性态研究

基于Mindlin假定下大变形的板／壳理论,采用参考面单元和虚拟杆单元相结合的非线性有限元方法,建立了分层损伤层合板后屈曲分析的有限元计算模型,并研究了考虑层间接触效应的单分层层合板的后屈曲性态．着重研究了分层深度、铺层次序和分层尺寸对含单个穿透分层层合板后屈曲性态的影响,如随分层位置沿厚度方向由表面向中心靠近,层合板后屈曲载荷呈下降趋势;当分层尺寸确定时,层合板的铺层次序及分层深度对后屈曲载荷的影响呈现明显的规律性;不同分层尺寸对后屈曲模态有显著影响等．所得结论对层合板结构设计和评估有指导意义。     

矩形管多点弯曲成形截面畸变的影响因素研究

建立了矩形管多点弯曲成形有限元模型.通过对比矩形管多点模具弯曲成形和整体模具弯曲成形的截面畸变率,证明了多点模具用于矩形管弯曲成形的可行性.分析了矩形管长度、宽度、高度、壁厚和弯曲半径对截面畸变率的影响,结果表明：矩形管越长、管壁越厚、曲半径越大,截面畸变率越小;矩形管截面越宽、越高,截面畸变率越大.对矩形管进行了多点弯曲成形实验,结果表明：矩形管成形效果较好,成形实验与数值模拟得到的截面畸变率基本一致.     

复合材料机身帽型长桁加筋壁板剪切失稳及张力场计算

摘 要 碳纤维复合材料逐渐大量应用于大型民机机身设计,本文通过分析和试验的方法研究了复材机身单曲率壁板在剪切载荷下的失稳及破坏特性。采用先进的大型机身壁板试验设备完成单曲率壁板的剪切载荷试验,得到壁板的失稳模态和失稳载荷、破坏模式和破坏载荷。采用不同边界的工程方法和有限元特征值方法研究了机身壁板的剪切失稳特性。采用剪切张力场分析方法研究复材壁板的剪切破坏特性。最后通过试验结果完善了剪切失稳分析方法,验证了剪切张力场分析方法,为复材机身壁板的设计分析提供支持。