李翠云
,
李辅安
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孙敏
,
廖英强
宇航材料工艺
针对薄壁金属内衬碳纤维复合材料容器,采用网格理论设计和纤维发挥强度经验取值方法易导致容器实际爆破压力远远高于设计压力,纤维强度实际发挥率高于设计值的结果.本文主要分析其原因并提出解决途径和设计中的一些方法:一是可按纤维的实际复丝拉伸强度来进行复合材料工艺设计;二是可考虑计算内衬和树脂基体对容器结构强度的贡献量;三是可对纤维强度性能离散性高的材料进行分类管理;四是可通过开展等强度包络圈设计方法和封头部位的补强技术研究来改进.应用本文中的方法可以充分发挥复合材料容器纤维强度,降低成本,提高结构效率.
关键词:
薄壁内衬
,
复合材料容器
,
纤维发挥强度
,
结构效率
郑锡涛
,
孙秦
,
李野
,
柴亚南
,
曹正华
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.06.005
探索了全厚度缝合复合材料闭孔泡沫芯夹层结构低成本制造的工艺可行性及其潜在的结构效益.选用3种夹层结构形式,即相同材料和工艺制造的未缝合泡沫芯夹层和缝合泡沫芯夹层结构及密度相近的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/损伤容限等7项实验研究.结果表明,泡沫芯夹层结构缝合后,显著提高了弯曲强度/质量比、弯曲刚度/质量比、面外拉伸压缩强度、剪切强度和模量、侧压强度和模量、冲击后压缩(CAI)强度和破坏应变.这种新型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.
关键词:
复合材料
,
泡沫夹芯
,
全厚度缝合
,
结构效率
,
低成本
,
损伤容限
刘兴宇
,
汪海
,
韩克岑
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150514.001
通过建立复合材料单向加筋壁板单元的基本力学假设和计算分析模型,提出了一种多约束条件下进行快速结构效率分析的方法,并利用该方法对典型的复合材料单向加筋壁板进行了结构效率分析和优化,得到了其结构效率随各设计参数的变化趋势和相对最优结构参数.本文方法综合考虑筋条总体稳定性、局部稳定性、结构静强度约束及其之间相互影响,并在基本假设的基础上将复合材料结构离散变量转化为独立的连续设计变量,使得结构力学性能分析和优化分析大为简化,对本文方法所得结果与试验及有限元分析所得结果做了比较,吻合得较好.研究结果为复合材料单向加筋壁板的设计提供了直接参考,具有较好的实际工程应用和参考价值.
关键词:
复合材料
,
结构优化
,
单向加筋壁板
,
结构效率
,
总体稳定性
刘振东
,
郑锡涛
,
冯雁
,
张迪
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160122.002
为提高全复合材料机翼的有效载荷与机翼质量的比值(载荷/质量比),提出了一种预测全复合材料机翼极限载荷的有限元模拟方法,并建立了提高机翼结构效率的结构设计方案。首先,基于薄壁工程梁理论,对全复合材料机翼进行了理论分析,并对全复合材料机翼的结构形式与铺层形式进行了初始设计；然后,基于初始机翼的试验数据,利用ABAQUS建立了4种不同的有限元模型,通过对比得到了最佳数值模拟方法；接着,建立了14种结构布局形式,并为每种结构形式赋予不同的铺层方案,形成了117个机翼设计方案,对比了各个结构形式的载荷/质量比以及工艺因素；最后,制造了全复合材料机翼并进行了试验验证。结果表明：双工字梁结构为最佳机翼结构布局形式,具有较高的承载效率；模拟载荷与试验值之间的相对误差仅为1.91%,验证了有限元模型的正确性；机翼的载荷/质量比达到了24.17 N/g,相对于初始设计提升了30.65%。所得结论表明设计方法有效。
关键词:
复合材料结构
,
结构设计
,
强度
,
结构效率
,
有限元模型
