嵌入式共固化复合材料阻尼结构阻尼性能的实验研究

使用丁基橡胶作为黏弹性阻尼材料的主要原料,并使用模压法将该阻尼材料制成薄膜,再与环氧树脂玻璃布预浸料按固化曲线制得嵌入式共固化复合材料阻尼结构试件。然后测试其阻尼性能。结果表明嵌入较薄阻尼层会在构件刚度改变不大的情况下增大试样的阻尼。而嵌入阻尼层较厚时,对试件的刚度影响较大。随着阻尼层厚度的增加,构件阻尼的增加量逐渐降低。因此,以增加阻尼层厚度来提高构件阻尼的方法是不可取的。     

复合材料板簧的有限元应力分析及其设计

通过编制三维有限元复合材料板簧专用程序，计算和分析了复合材料板簧的应力，提出了复合材料板簧的若干设计要点，用这一方法设计的复合材料板簧安装在ＢＪ－６４６２汽车上，经跑车试验和实际使用，情况良好。     

冲击载荷作用下电磁阻尼器动力学特性研究

为了探究电磁阻尼器在冲击环境下的工作特性,开展针对冲击载荷作用下的电磁阻尼器动力学特性研究。首先,根据电磁阻尼器存在的“恒阻尼-恒功率”的固有特性,基于单自由度系统振动模型,建立冲击载荷作用下电磁阻尼器阻尼响应模型,分析了冲击性质等因素与阻尼输出特性的匹配关系;其次,建立了电磁阻尼器动力学模型,并利用Simulink搭建了仿真模型进行分析;最后,研究分析了载荷匹配系数和衰减系数对电磁阻尼器阻尼输出特性的影响,提出了阻尼稳定输出的调整方法。研究结果表明：电磁阻尼器在实现对冲击载荷的制动过程中,会在恒阻尼输出平台中出现阻尼凹陷现象的突变,且其制动特性可以通过载荷匹配系数和衰减系数进行调整。     

复合材料结构阻尼测试分析

对阻尼测试实验过程中的误差和结构阻尼等效理论误差进行分析.参照国标制备复合材料试件,测量完整和含损伤复合材料悬臂梁的阻尼值,结果表明损伤位置影响模态参数.同时还研究不同激励幅值对阻尼值的影响,该方法在线性范围内得到的阻尼值离散度小.     

天然橡胶/杜仲胶复合材料的制备及其阻尼性能研究

在天然橡胶(NR)中引入杜仲胶(EUG),以环氧化天然橡胶(ENR)/受阻酚AO-80(质量比为25∶20)为阻尼相,制备了NR/EUG/ENR/AO-80复合材料,并测定了复合材料的硫化特性、力学性能、结晶性能与动态力学性能。结果表明：复合材料在常温范围内具有较高的损耗因子与较宽的阻尼温域,当NR与EUG的质量比为60∶40时复合材料具有最大的损耗因子峰值,并且随着EUG含量的增加,总体上复合材料在常温范围内的储能模量逐渐增大;复合材料的玻璃化转变温度出现在-60℃附近,并且随着EUG含量的增加,复合材料开始出现EUG结晶的熔融峰,结晶度和熔融温度逐渐增大。扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明复合材料的断面较为平整,ENR改善了两相的相容性;透射电子显微镜(TEM)测试结果表明NR与EUG两相之间具有明显的分界。复合材料在低应变下表现出高柔性的特点,同时具有较高的拉伸强度和拉断伸长率。     

圆筒结构冲击载荷测试研究

为了能够在大型飞机模型撞击混凝土靶体试验中准确预估冲击载荷,建立了小尺寸的圆筒结构冲击载荷的测试系统.测得了圆筒结构的减加速度时程曲线,结合线密度分布,理论计算得到冲击载荷时程曲线,与试验所测冲击载荷对比,验证理论计算方法的正确性,并在此基础上确定理论计算公式修正系数.     

嵌入式共固化缝合阻尼复合材料的力学性能

为了提高复合材料的层间结合性能,满足其三维力学性能可设计性的要求,提出了嵌入式共固化缝合阻尼复合材料结构,开发了嵌入式共固化缝合阻尼复合材料的制作工艺,其中阻尼材料的硫化温度和时间与预浸料内树脂的固化温度和时间相同。采用改进的锁式缝合方法缝合铺层后的预成型体,使用热压罐制备出嵌入式共固化缝合阻尼复合材料试件。对试件进行了层间剪切试验、自由衰减试验、拉伸破坏试验,结果表明:阻尼性能与最大拉伸力随着针距的增大而增大,层间结合性能随针距的增大而变差。其中,在阻尼层厚度为0.1 mm的情况下,改变针距,缝合后材料的相对阻尼比为2.16%～2.92%,拉伸强度为412.9～427.4 MPa,层间结合强度为6.12～7.91 MPa。该研究可为对三向力学性能有要求的复杂受载大阻尼复合材料构件的广泛应用提供参考。     

汽车结构部件极值载荷的分析研究

本文通过对汽车随机载荷的分析,建立了极值载荷的统计模型。在测定EQ140汽车后桥随机载荷时间历程的基础上,确定了它的最小测试里程,并对长距离的极值载荷进行了预估。     

应用结构应变响应确定冲击载荷

冲击载荷的测量,通常采用在冲击头上安装测力传感器直接测量,或在被撞击的结构上安装加速度传感器测其冲击响应,识别其冲击力,但对很多复杂工况或特殊结构,上述方法的应用受到限制.该文利用电阻应变片测量结构对冲击的应变响应,通过傅氏变换及数据处理识别其冲击载荷.此方法的优点在于电阻应变片的质量小,尺寸小,价格便宜,便于粘贴,而且不影响结构的动态特性.对当量载荷问题也进行了研究。     

阻尼介质中圆板在冲击载荷下性动力响应的数值模拟

对阻尼介质中简支刚塑性圆板承受脉冲栽荷时冲击栽荷形状对简支刚塑性圆板的最终塑性变形的影响进行了数值模拟,结果表明,对于给定的Ie和pe,圆板中心的塑性位移随阻尼系数的增大而减小,圆板中心的塑性位移随时间t0的增大而减小.结果还显示,对于给定的阻尼介质,冲击栽荷形状对结构的最终塑性变形影响甚微.     

SiCp/Mg-Zn-Zr复合材料的制备及其阻尼性能

采用搅拌铸造法制备SiC颗粒增强Mg-Zn-Zr复合材料，并分析了Mg-Zn-Zr复合材料的压缩强度和内耗与SiC粒度的关系.结果表明：加入粒度10 μm的SiC颗粒，可使基体合金的压缩强度增加；SiC粒度为20 μm的复合材料阻尼性能优于SiC粒度为10和50 μm的复合材料.     

自生TiC_P/LD_7复合材料的阻尼性能

研究了自生TiCP/LD7复合材料和基体铝合金的阻尼性能 ,发现随着温度升高和TiC颗粒体积分数增加 ,自生TiCP/LD7复合材料的阻尼性能提高 ,并且明显优于基体合金 .同时发现阻尼性能对频率和温度敏感 .研究认为 :位错阻尼和界面阻尼是提高自生TiCP/LD7复合材料阻尼性能的原因 ,当温度低于 2 0 0℃时 ,是位错阻尼起主要作用 ;当温度高于 2 0 0℃时 ,晶界阻尼和界面阻尼起主要作用 .     

基于ANSYS的形状记忆合金复合材料板簧的模态分析

运用ANSYS软件对形状记忆合金(SMA)复合材料板簧进行模态分析。首先,建立SMA复合材料板簧的有限元模型;然后,针对升温和降温两个过程分别对SMA复合材料板簧进行模态分析。分析结果表明了温度、SMA纤维含量对复合材料板簧的固有频率以及模态振型的影响,揭示了SMA复合材料板簧的固有频率随着温度的升高而逐渐变大等规律。     

冲击载荷作用下超空泡水下航行体的结构响应

基于超空泡体运动特点,采用理论分析方法近似确定了作用在超空泡水下航行体上的冲击载荷及其在航行体尾部的分布,并用有限元法研究了冲击载荷作用下超空泡水下航行体的结构响应.数值计算结果表明:冲击载倚作用方向引起的响应非常大.达到了300 m/s<'2>的量级,并且引起了另外2个方向的响应.在超空泡体运动方向,其轴向频率为23 Hz,27 Hz,46 Hz,63 Hz和72 Hz时响应幅值最大,对结构的影响最明显.超空泡体垂向振动频率为24 Hz以内时引起的响应最为显著,且随着频率的升高响应幅值有减小的趋势.得到的结果对超空泡体结构设计具有指导意义.     

冲击载荷下的减振分析

将一个工程实际问题简化为单自由度、双质量系统，分析了其在冲击和干摩擦力作用下的位移响应，由此推导了吸振弹簧的刚度计算公式，为设计吸振弹簧的刚度确定了理论基础，并用Matlab编程计算了一个实例，计算结果表明对于冲击载荷减振弹簧的弹性系数很大，纠正了以往设计减振器时使用小刚度弹簧的错误，对于大刚度的金属弹簧设计上有一定的困难，因此通过选用橡胶材料并修改减振器的结构解决了这个问题。     

汽车板簧支架多目标优化设计模型研究

针对汽车板簧支架多目标轻量化设计问题,提出一种基于最小二乘法拟合的响应曲面近似模型的多目标轻量化设计方法,寻找板簧支架刚度和强度的冗余和不足。同时对一阶Taylor展开式和三种二阶Taylor展开式进行4次拟合比较并与Kriging近似模型进行分析比较,得到更优越的设计模型,为后续汽车重要零部件的静强度及抗疲劳研究提供指导。     

舱室在爆炸冲击载荷作用下的结构毁伤研究

为了研究舰船舱室在反舰导弹作用下的毁伤效果,模拟典型舱室进行数值仿真。分析了爆轰波和冲击波的破坏模式,研究了在爆炸冲击载荷作用下的舱室响应过程;同时结合材料失效原理,给出破坏准则。数值模拟结果表明:舱室是封闭空间,弹药爆炸产生的爆轰波和冲击波在舱壁面上多次反射;由于角隅部位汇聚冲击波而受到的超压作用要大于舱室壁面,所以破坏的部位首先出现在甲板中心到与围壁之间的角隅部位。舱室的主要破坏模式是沿着角隅部位开裂,最终舱室发生解体。通过模拟不同厚度的舱室结构可知,装药量一定时,舱壁越厚舱室抗爆能力越强。     

冲击载荷下加筋板损伤行为研究

利用Chang-Chang失效准则及Tsai-Wu失效准则建立复合材料加筋板有限元模型,用LS-DYNA软件对其进行低速冲击模拟,研究不同冲击位置对加筋板结构损伤状态造成的影响。通过与实验值相比较,发现该模型可以近似反映加筋板结构的损伤情况。实验及模拟表明：加筋条对层板抗冲击性能的提高有明显的效果;在结构三个不同位置模拟冲击实验后发现,冲击位置离加筋条越近,层板损伤面积越小,加筋条与层板脱离现象越严重;层板损伤平行于加筋条扩展,最终损伤状态呈椭圆形,其长轴指向刚度大的方向。     

超高性能水泥基复合材料抗多次冲击性能

采用大掺量矿物掺合料(35%粉煤灰+10%硅灰+10%偏高岭土)等量取代水泥,与最大粒径2.36 mm的天然砂和2种不同形状(端勾型与平直型)的超细镀铜钢纤维,制备出超高性能水泥基复合材料(UHPCC).通过分离式霍普金森压杆装置对UHPCC进行高速冲击压缩实验,研究了应变率、冲击次数、纤维种类及掺量对该材料抗多次冲击性能的影响规律,同时采用X-ray CT扫描测试技术,揭示了UHPCC的动态损伤变化规律及其抗多次冲击机理.结果表明,在钢纤维掺量不超过3%时,UHPCC抗冲击的能力随纤维掺量的增加而不断提高;动态压缩强度随应变率的提高而相应地增长;端勾型比平直钢纤维增强的UHPCC显示出更为优异的抗多次冲击压缩的性能,其破坏裂纹主要出现在试件的孔洞等薄弱区,破坏程度随冲击次数的增加而加剧,裂缝逐渐从边缘向中部扩展,最后导致试件贯通开裂.