鋪層
- 不同鋪層角度復(fù)合材料Ω 形柱的吸能特性*
特性之一，不同的鋪層角度對(duì)復(fù)合材料的性能有顯著的影響。Wang 等[10]對(duì)不同鋪層角度（和）的G827/5224 碳纖維復(fù)合材料圓管開展了準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)鋪層角度增大時(shí)，比吸能、峰值載荷、均值載荷以及壓潰效率等吸能性能參數(shù)呈下降趨勢(shì)。Thornton 等[11]選取了[0/90]n和[45/45]n等2 種鋪層角度的碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料管開展了軸向壓縮實(shí)驗(yàn)，研究結(jié)果表明，[0/90]n鋪層試樣吸能性能比[45/45]n鋪層試樣更
爆炸與沖擊 2023年7期2023-07-27
- 鋪層區(qū)域劃分對(duì)大展弦比機(jī)翼靜氣動(dòng)彈性影響
）文摘 為了研究鋪層區(qū)域變量對(duì)大展弦比機(jī)翼靜氣動(dòng)彈性的影響，本文在考慮幾何非線性影響下，依據(jù)有限元分析，研究了外翼段鋪層區(qū)域的劃分以及90°鋪層角度的個(gè)數(shù)對(duì)大展弦比機(jī)翼靜氣動(dòng)彈性特性的影響。結(jié)果表明，0°、±45°、90°混合鋪層的鋪設(shè)效果優(yōu)于只有0°、±45°鋪層的區(qū)域；機(jī)翼變形情況隨著外翼段鋪層區(qū)域的增大而減小，且減小斜率逐步增大；外翼段鋪層區(qū)域固定時(shí)，增加90°鋪層角度個(gè)數(shù)會(huì)有效減小機(jī)翼變形，且機(jī)翼變形情況與增加的個(gè)數(shù)基本呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，其個(gè)數(shù)在鋪層
宇航材料工藝 2023年3期2023-07-17
- 電動(dòng)汽車CFRP 后地板輕量化設(shè)計(jì)
料離散設(shè)計(jì)與拼接鋪層結(jié)構(gòu)形式，建立一套復(fù)合材料離散鋪層優(yōu)化系統(tǒng)，應(yīng)用該系統(tǒng)對(duì)汽車后背門展開優(yōu)化設(shè)計(jì)，較傳統(tǒng)復(fù)合材料鋪層設(shè)計(jì)，優(yōu)化后的總成零件重量降低28.0%，輕量化效果較為理想；陳靜[6]等采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化和應(yīng)用碳纖維材料相結(jié)合的方法對(duì)某電動(dòng)汽車的電池箱進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，在電池下箱體設(shè)計(jì)中采用NSGA-II 算法進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，優(yōu)化后一階模態(tài)頻率提高49%，質(zhì)量減輕29.8%；葉輝[7]等采用碳纖維環(huán)氧和玻璃纖維環(huán)氧復(fù)合材料設(shè)計(jì)了一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩，在滿足剛度和
農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程 2022年5期2022-10-31
- 碳纖維復(fù)合材料無(wú)人機(jī)葉片的仿真與分析
ACP模塊對(duì)多種鋪層方式復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行了對(duì)比。在進(jìn)行無(wú)人機(jī)葉片的仿真過(guò)程中，葉片受到的載荷極為復(fù)雜，若采用簡(jiǎn)化處理[10]，這與實(shí)際情況之間就會(huì)存在很多誤差，計(jì)算結(jié)果不夠準(zhǔn)確，而采用試驗(yàn)的方法周期會(huì)比較長(zhǎng)，且需要大量的試驗(yàn)件，浪費(fèi)材料較多，且試驗(yàn)無(wú)法檢測(cè)出每一鋪層的碳纖維的力學(xué)性能及其損傷情況。無(wú)人機(jī)葉片結(jié)構(gòu)線型復(fù)雜，其在空氣中旋轉(zhuǎn)所受到的載荷大小和方向各不相同，另外在進(jìn)行碳纖維鋪層設(shè)計(jì)時(shí)，也需要對(duì)多種鋪層方式進(jìn)行討論。利用ACP模塊對(duì)碳纖維復(fù)合材
紡織學(xué)報(bào) 2022年8期2022-08-26
- 復(fù)合材料電桿結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究★
尺寸2.3 桿塔鋪層及約束加載本文以沿電桿軸向方向?yàn)槔w維0°方向并以此作基準(zhǔn)完成對(duì)鋪層角度設(shè)置。根據(jù)復(fù)合材料電桿的實(shí)際情況，設(shè)電桿鋪層數(shù)目為11層，Ply1，Ply4，Ply7，Ply10纖維角度為α，Ply2，Ply5，Ply8，Ply11纖維角度為-α，Ply3，Ply6，Ply9纖維角度為β，模型鋪層方案定義[α，β]11。如圖2所示為鋪層堆疊情況。為了研究復(fù)合材料電桿在大風(fēng)工況下的極限承載力，在有限元模型電桿底面施加沿電桿軸向位移約束，并在電桿埋深
山西建筑 2022年16期2022-08-12
- 基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的復(fù)合材料層合板熱導(dǎo)率預(yù)測(cè)方法
復(fù)合材料，由于其鋪層順序不同，導(dǎo)致其熱導(dǎo)率數(shù)據(jù)存在差異，并且在X向、Y向和Z向呈現(xiàn)出顯著差別。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試可以獲取復(fù)材試樣不同方向的熱導(dǎo)率，但必須制造測(cè)試試樣，此外存在測(cè)試周期較長(zhǎng)、測(cè)試對(duì)硬件條件依賴度高等問(wèn)題，對(duì)于采用新的鋪層順序設(shè)計(jì)的層合板，又需要重新制造試樣進(jìn)行測(cè)試，不能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的縮短周期需求，無(wú)法支撐復(fù)材結(jié)構(gòu)優(yōu)化、環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)等的快速評(píng)估迭代，因此需要研究復(fù)合材料層合板不同方向熱導(dǎo)率的預(yù)測(cè)方法。目前，有多種碳纖維復(fù)合材料面內(nèi)和厚度方向熱導(dǎo)率計(jì)
航空科學(xué)技術(shù) 2022年6期2022-07-01
- 基于ABAQUS的復(fù)合材料垂直軸潮流能葉片有限元建模與分析
，結(jié)果表明，對(duì)稱鋪層可利用葉片的彎扭耦合特性，使葉片具備自適應(yīng)性，從而提高水輪機(jī)的水動(dòng)力性能和結(jié)構(gòu)性能.張亮等[10]基于葉素動(dòng)量理論和復(fù)合材料力學(xué)設(shè)計(jì)開發(fā)出了滿足2 m/s流速要求的復(fù)合材料潮流能葉片.有限元分析結(jié)果表明，該葉片可滿足其服役要求，且具有較高的安全裕度.李志川等[11]以100 kW潮流能水輪機(jī)復(fù)合材料葉片為研究對(duì)象，對(duì)復(fù)合材料葉片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(蒙皮、主梁和腹板)進(jìn)行鋪層優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化后的葉片質(zhì)量降低了13.79%.張亮等[12]針對(duì)水平軸潮
排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào) 2022年4期2022-04-25
- 基于鋪覆模擬的復(fù)合材料螺旋槳葉片分區(qū)域鋪層優(yōu)化
片復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的鋪層角度。根據(jù)螺旋槳葉片的厚度和載荷條件，將其劃分為4 個(gè)區(qū)域。鋪層優(yōu)化以0°、45°、90°及-45°四個(gè)方向的鋪覆在各個(gè)區(qū)域的模擬結(jié)果為基礎(chǔ)。與初始的鋪層方案［0/45/0/-45］sn相比，優(yōu)化后葉片的鋪層方案能使鋪層的主方向接近葉片各截面中心點(diǎn)的連線。優(yōu)化后螺旋槳葉片的1 階和3 階頻率提高超過(guò)了25%，2 階頻率提高超過(guò)了5%；表面均布載荷下葉片變形減小了50%，熱載荷下葉片變形減小了約25%；優(yōu)化達(dá)到了提高葉片結(jié)構(gòu)剛度的預(yù)期效果
宇航材料工藝 2022年1期2022-03-17
- 航空發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合材料風(fēng)扇葉片強(qiáng)度分析與鋪層優(yōu)化設(shè)計(jì)
對(duì)樹脂基復(fù)合材料鋪層設(shè)計(jì)方法開展了大量的研究工作，并提出了多種鋪層設(shè)計(jì)準(zhǔn)則[6-10]。其中，有學(xué)者針對(duì)航空構(gòu)件的鋪層設(shè)計(jì)還提出了一些具體的鋪層設(shè)計(jì)準(zhǔn)則[9-10]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)學(xué)者也開展了有關(guān)樹脂基復(fù)合材料風(fēng)扇葉片設(shè)計(jì)技術(shù)的研究工作，并取得了階段性成果。宋超等[11]基于有限元分析結(jié)果，對(duì)復(fù)合材料風(fēng)扇葉片曲面可鋪性進(jìn)行了研究。朱啟晨等[12]基于鋪層設(shè)計(jì)基本準(zhǔn)則，對(duì)復(fù)合材料風(fēng)扇葉片鋪層設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究，并從加工制造角度討論了樹脂淤積導(dǎo)致的應(yīng)力集中問(wèn)題。
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2022年4期2022-02-15
- 變厚度連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料鋪層設(shè)計(jì)優(yōu)化方法*
高的設(shè)計(jì)自由度（鋪層順序、鋪層角度、不同厚度處鋪層層數(shù)）同樣為復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)了挑戰(zhàn).因此，如何對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行鋪層設(shè)計(jì)、優(yōu)化以得到最佳的結(jié)構(gòu)性能是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一[1-2].隨著計(jì)算機(jī)并行計(jì)算能力的提升以及智能算法的發(fā)展，多元、離散變量的復(fù)合材料鋪層設(shè)計(jì)優(yōu)化問(wèn)題在本世紀(jì)得到了廣泛的理論研究.Zehnder 等[2]和Kim 等[3]提出了patch 概念用來(lái)定義結(jié)構(gòu)中鋪層順序相同的區(qū)域.這種定義方法可以大幅減少設(shè)計(jì)變量，較易滿足設(shè)計(jì)約束，并
應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué) 2022年12期2022-02-01
- 熱塑性復(fù)合柔性管力學(xué)模型與鋪層角度研究*
、90°、0°]鋪層的增強(qiáng)層進(jìn)行了軸向拉伸和軸向壓縮載荷下的結(jié)構(gòu)分析，并通過(guò)模態(tài)分析，得到了管道的各階振型和固有頻率。近年來(lái)，多數(shù)研究學(xué)者[6-7]利用ABAQUS有限元分析軟件相繼開展對(duì)深海用復(fù)合材料管道的應(yīng)用研究。在深海環(huán)境[8]和高溫高壓的井下作業(yè)中[9]，管道將承受更為復(fù)雜的載荷。因?yàn)門CP具有強(qiáng)度高、柔性好以及單根長(zhǎng)度長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，所以作為井下連續(xù)管在提高采收率、降低采油成本方面具有一定優(yōu)勢(shì)[10]。TCP作為井下采油用的連續(xù)管除了內(nèi)壓載荷外，還會(huì)承
石油機(jī)械 2022年1期2022-01-18
- 航空工業(yè)昌飛復(fù)合材料廠里的“巧手裁縫”
穎已經(jīng)在復(fù)合材料鋪層工這個(gè)崗位上工作了11年，從直8 到直10，再到C919，技術(shù)好、責(zé)任心強(qiáng)的王穎先后參與了多個(gè)機(jī)型的復(fù)合材料蒙皮鋪層工作。走進(jìn)干凈整潔的復(fù)合材料廠，在一群身著藍(lán)色工裝的人群里，瘦小的王穎戴著雪白的手套正在工作臺(tái)前仔細(xì)操作著。只見她熟練地打開一條條長(zhǎng)短不一的紅色、藍(lán)色直升機(jī)蒙皮預(yù)浸料，鋪層、刮邊、裁剪，一氣呵成，工裝內(nèi)，整齊劃一的鋪層平平整整地服帖在零件上?！斑@已經(jīng)是貼了12 層的，還有12 層要貼?！笨粗浾吣坎晦D(zhuǎn)晴地觀察著，王穎輕聲地
中國(guó)軍轉(zhuǎn)民 2021年23期2022-01-09
- 鋪絲成形復(fù)合材料格柵筋條的纖維形態(tài)與彎曲性能評(píng)價(jià)
”法引入的非連續(xù)鋪層對(duì)節(jié)點(diǎn)纖維形態(tài)改善的可行性。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合復(fù)合材料格柵結(jié)構(gòu)常見的服役條件，從簡(jiǎn)化試驗(yàn)流程的角度出發(fā)，選取彎曲承載性能，通過(guò)試驗(yàn)和仿真手段研究非連續(xù)鋪層對(duì)格柵筋條彎曲載荷作用下失效行為的影響，確定格柵結(jié)構(gòu)最優(yōu)非連續(xù)鋪層的含量和分布。1 復(fù)合材料格柵筋條自動(dòng)鋪絲成形1.1 原理如圖1所示，在自動(dòng)鋪絲成形過(guò)程中可以對(duì)鋪放材料進(jìn)行夾持—剪斷—續(xù)鋪操作。這意味著在進(jìn)行格柵筋條鋪放過(guò)程中，可以在節(jié)點(diǎn)前將預(yù)浸絲束剪斷而在節(jié)點(diǎn)后對(duì)預(yù)浸絲束進(jìn)行重送，避
中國(guó)機(jī)械工程 2021年23期2021-12-15
- 不同鋪層工藝對(duì)超大厚度碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件拉拔性能的影響研究
產(chǎn)品，采用不同的鋪層工藝，制備超大厚度碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件樣品。基于螺栓拉拔測(cè)試，研究不同鋪層方法對(duì)超大厚度復(fù)合材料構(gòu)件拉拔性能的影響，對(duì)比不同方法的工藝性和樣品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，驗(yàn)證鋪層工藝的實(shí)用性和可靠性。1 實(shí)驗(yàn)部分1.1 實(shí)驗(yàn)原料復(fù)合材料構(gòu)件樣塊選用T700/HT2單向帶預(yù)浸料、T700級(jí)短纖維(3～5 mm)/HT2預(yù)混料兩種原材料產(chǎn)品制備。其中碳纖維為國(guó)產(chǎn)12K T700級(jí)碳纖維絲，主要力學(xué)性能見表1；HT2為紹興寶旌復(fù)合材料有限公司自主研發(fā)的環(huán)氧樹脂
高科技纖維與應(yīng)用 2021年5期2021-11-23
- 鋪層對(duì)復(fù)合材料層合板力學(xué)性能影響的研究
復(fù)合材料層合板的鋪層設(shè)計(jì)[3-7]，基于遺傳算法對(duì)復(fù)合材料層合板開展了以層合板的鋪層角度為優(yōu)化變量，以復(fù)合材料層合板強(qiáng)度為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化分析；也有的基于層合板等效方法開展了穩(wěn)定性分析等相關(guān)計(jì)算[8]。本文使用等效方法，即通過(guò)推導(dǎo)復(fù)合材料剛度矩陣，得到層合板的等效剛度矩陣，從而得到等效柔度矩陣，進(jìn)而根據(jù)柔度矩陣和彈性模量、泊松比的關(guān)系，得到復(fù)合材料層合板的等效彈性常數(shù)，基于等效后等厚度的各向異性板的材料常數(shù)，開展了鋪層順序和厚度對(duì)復(fù)合材料層合板力學(xué)性能影響研
西安航空學(xué)院學(xué)報(bào) 2021年3期2021-10-14
- 新型開口薄壁彈性桿件壓扁過(guò)程應(yīng)力分析
對(duì)復(fù)合材料N形桿鋪層層數(shù)、鋪層角度在不同鋪層材料下的壓扁過(guò)程進(jìn)行應(yīng)力分析。1 幾何模型和材料參數(shù)N形桿橫截面如圖1所示，外側(cè)兩片由半徑為R的圓弧與直線段相切構(gòu)成，中間一片是由兩段反彎圓弧相切構(gòu)成，且整個(gè)桿件橫截面關(guān)于YOZ平面呈反對(duì)稱分布。t1=0.5 mm，t2=1.5 mm，ω=30.78 mm，R=153 mm，θ1=87.58°，θ2=38.03°。N型桿材料的幾何參數(shù)如表1所示。其中T300、T800復(fù)合材料的碳纖維體積分?jǐn)?shù)分別為61%、67%。
燕山大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年5期2021-10-11
- 具有工程適用性的復(fù)合材料機(jī)翼結(jié)構(gòu)快速設(shè)計(jì)
板的厚度、角度及鋪層順序，來(lái)獲得理想的方向剛度，并提供最佳的設(shè)計(jì)方案。但在實(shí)際應(yīng)用中，復(fù)合材料的選材設(shè)計(jì)面臨著諸多問(wèn)題和挑戰(zhàn)。比如，對(duì)于復(fù)合材料層合板的參數(shù)，除常規(guī)的幾何尺寸外，還包括鋪層比例、鋪層角度、鋪層順序[3]，這些參數(shù)的設(shè)計(jì)將使得整個(gè)設(shè)計(jì)空間表現(xiàn)為組合爆炸的現(xiàn)象，尤其針對(duì)鋪層順序問(wèn)題，更是給問(wèn)題的求解帶來(lái)難以預(yù)估的計(jì)算代價(jià)。為了解決復(fù)合材料層合板設(shè)計(jì)過(guò)程中的組合爆炸問(wèn)題，很多學(xué)者都采用基于演化類的智能優(yōu)化算法，來(lái)獲得滿足性能指標(biāo)的優(yōu)化結(jié)果。例如，
工程與試驗(yàn) 2021年3期2021-10-08
- 玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的彎曲性能及破壞特征
[6]發(fā)現(xiàn)不同的鋪層方式和鋪層角度會(huì)對(duì)整體材料的滲透性能產(chǎn)生影響。張磊等[7]對(duì)玻璃鋼進(jìn)行了不同纖維方向的拉伸試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，將玻璃鋼材料沿纖維方向制成拉桿等形狀，可以替代傳統(tǒng)材料在輸電桿塔中的應(yīng)用。劉華等[8]對(duì)玻璃鋼進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，通過(guò)掃描電鏡(SEM)觀察破壞的斷口發(fā)現(xiàn)，拉伸試樣的破壞形式為纖維和基體的結(jié)合能破壞，并通過(guò)改善兩者間的結(jié)合性能，獲得了性能更優(yōu)的玻璃鋼材料。為進(jìn)一步對(duì)比不同預(yù)浸料制成的玻璃鋼的彎曲性能，筆者以現(xiàn)有研究為基礎(chǔ)，選用單向玻
理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè)) 2021年9期2021-10-08
- 空空導(dǎo)彈復(fù)合材料舵面顫振分析
振速度， 研究了鋪層對(duì)復(fù)合材料舵面顫振特性的影響， 結(jié)果表明： 復(fù)合材料舵面在海平面上的顫振速度為575.8 m/s， 舵面的顫振耦合形式為典型的彎曲和扭轉(zhuǎn)模態(tài)耦合。 舵面顫振速度隨飛行高度的升高而升高， 且與其前兩階頻率的差相關(guān)， 當(dāng)舵面前兩階頻率差增大時(shí)， 舵面的顫振速度也相應(yīng)增大; 通過(guò)調(diào)節(jié)舵面的鋪層角度、 鋪層比例及鋪層順序來(lái)增大舵面的前兩階頻率差， 可提高舵面的顫振速度。關(guān)鍵詞：空空導(dǎo)彈; 復(fù)合材料; 舵面; 顫振; 鋪層中圖分類號(hào)：TJ760?
航空兵器 2021年4期2021-09-18
- 非等厚碳纖維復(fù)合材料彈性膜盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及制作
料彈性膜盤結(jié)構(gòu)的鋪層設(shè)計(jì)；2）非等厚復(fù)合材料彈性膜盤結(jié)構(gòu)的制作；3）非等厚復(fù)合材料彈性膜盤結(jié)構(gòu)的性能測(cè)試.1 復(fù)合材料彈性膜盤結(jié)構(gòu)的鋪層設(shè)計(jì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的鋪層設(shè)計(jì)方法包括：“等代設(shè)計(jì)法”、“準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)法”和“主應(yīng)力設(shè)計(jì)法”等，其中“等代設(shè)計(jì)法”適用于載荷和使用環(huán)境不變的條件下，用相同形狀的復(fù)合材料層合板來(lái)代替其他材料，并用原來(lái)材料的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度或剛度要求［10-12］.研究中采用“等代設(shè)計(jì)法”，以Ti合金彈性膜盤結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度為基準(zhǔn)
- 航空工業(yè)昌飛復(fù)合材料廠里的“巧手裁縫”
穎已經(jīng)在復(fù)合材料鋪層工這個(gè)崗位上工作了11年，從直8到直10，再到C919，技術(shù)好、責(zé)任心強(qiáng)的王穎先后參與了多個(gè)機(jī)型的復(fù)合材料蒙皮鋪層工作。走進(jìn)干凈整潔的復(fù)合材料廠，在一群身著藍(lán)色工裝的人群里，瘦小的王穎戴著雪白的手套正在工作臺(tái)前仔細(xì)操作著。只見她熟練地打開一條條長(zhǎng)短不一的紅色、藍(lán)色直升機(jī)蒙皮預(yù)浸料，鋪層、刮邊、裁剪，一氣呵成，工裝內(nèi)，整齊劃一的鋪層平平整整地服帖在零件上?！斑@已經(jīng)是貼了12層的，還有12層要貼。”看著記者目不轉(zhuǎn)晴地觀察著，王穎輕聲地說(shuō)。不
中國(guó)軍轉(zhuǎn)民 2021年12期2021-01-13
- 碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料層合板的傳熱性能研究
之一，采用不同的鋪層和厚度設(shè)計(jì)可滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中各種尺寸、承載和傳力需求。然而，復(fù)合材料的各向異性也給傳熱性能表征帶來(lái)不便。飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中往往包含大量的鋪層庫(kù)，而復(fù)合材料熱傳導(dǎo)率受鋪層影響顯著，工程上對(duì)所有鋪層復(fù)合材料的熱傳導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)試是不可取的，因此需對(duì)復(fù)合材料層合板的傳熱性能進(jìn)行研究，采用合理工程計(jì)算方法批量快速獲取各種鋪層復(fù)合材料的熱傳導(dǎo)率將是一個(gè)主要的技術(shù)途徑。復(fù)合材料的熱傳導(dǎo)率測(cè)試與機(jī)理研究已表明，材料的熱傳導(dǎo)率與纖維體積含量、傳熱方向、溫
航空制造技術(shù) 2020年19期2020-11-11
- 一種復(fù)合材料桅桿的優(yōu)化設(shè)計(jì)
復(fù)合材料層合板的鋪層設(shè)計(jì)方案是由纖維和基體所組成的單層材料性能所決定的，層合板中各單層材料的纖維取向、鋪層順序、各鋪層角度相對(duì)于總層數(shù)的比例和總層數(shù)均會(huì)影響層合板的整體性能。設(shè)計(jì)原則應(yīng)該力求以最少的鋪層和最小的質(zhì)量而達(dá)到最優(yōu)的性能[13]。1）鋪層均衡對(duì)稱，避免層合板固化后翹曲變形。2）鋪層數(shù)應(yīng)盡量少，以減小二次應(yīng)力。3）鋪層取向應(yīng)盡量按照承載方向設(shè)計(jì)。0°鋪層承受軸向載荷，45°鋪層承受剪切載荷，90°鋪層承受橫向載荷和控制泊松比。限制同角度鋪層的，最大
機(jī)電設(shè)備 2020年5期2020-10-23
- 考慮漸進(jìn)損傷的纖維纏繞復(fù)合材料圓筒鋪層順序優(yōu)化設(shè)計(jì)①
設(shè)計(jì)及制造參數(shù)(鋪層順序、纏繞角、纖維體積分?jǐn)?shù)和張力梯度等參數(shù))，最大化其剛度和強(qiáng)度，同時(shí)盡可能的減輕構(gòu)件質(zhì)量，一直是工程設(shè)計(jì)中不斷追求的目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)和理論研究表明，鋪層順序和纏繞角對(duì)于纏繞殼體的質(zhì)量和力學(xué)性能有著重要的影響[8-11]。對(duì)于復(fù)合材料纖維纏繞圓筒而言合理的鋪層順序，不僅能夠提高圓筒的強(qiáng)度和剛度，還能減小復(fù)合材料圓筒的質(zhì)量。對(duì)于內(nèi)壓載荷下的復(fù)合材料圓筒，網(wǎng)格理論表明最佳纏繞角度是±55°，然而網(wǎng)格理論未考慮基體的作用，同時(shí)該結(jié)論又是將鋪層形式先
固體火箭技術(shù) 2020年4期2020-09-05
- 自動(dòng)鋪絲末端缺陷角度對(duì)層合板拉伸性能的影響
°）5/0°］的鋪層順序，在0°和90°鋪層內(nèi)分別設(shè)置不同絲束末端角度的孔隙缺陷或重疊缺陷。結(jié)果表明：不同角度纖維鋪層內(nèi)嵌不同角度缺陷時(shí)，導(dǎo)致復(fù)合材料構(gòu)件差異明顯。在90°纖維鋪層方向上，內(nèi)嵌90°孔隙缺陷和90°重疊缺陷時(shí)，試件拉伸強(qiáng)度最高，拉伸強(qiáng)度比分別為90.89%和90.11%。在0°纖維鋪層方向上，內(nèi)嵌±30°孔隙缺陷和30°重疊缺陷時(shí)，試件拉伸強(qiáng)度最高，拉伸強(qiáng)度比分別為28.48%和50.71%。0 引言近年來(lái)復(fù)合材料在航空、航天等領(lǐng)域使用量逐
宇航材料工藝 2020年3期2020-07-24
- 風(fēng)電葉片大梁玻纖布鋪層新型設(shè)備的研究
制作步驟是先需要鋪層玻纖布，然后再灌注樹脂，這種方法也是目前國(guó)際上唯一的制作方法。常用的鋪層均采用人工鋪設(shè)玻纖布的方式。針對(duì)目前生產(chǎn)上的效率低下以及行業(yè)內(nèi)的技術(shù)短缺，設(shè)計(jì)了一款大梁玻纖布鋪層的新型設(shè)備。1 目前行業(yè)內(nèi)使用的鋪層方法1.1 行車吊運(yùn)玻纖布卷鋪層的方法采用行車吊運(yùn)玻纖布卷鋪層的方法基本操作就是將玻纖布卷的中心孔內(nèi)，插入一根圓形鋼棒，鋼棒的長(zhǎng)度需要長(zhǎng)于玻纖布卷的寬度。這樣用兩根吊帶在圓棒的兩段，兜住圓棒，將其與纖維布卷一同吊起，通過(guò)行車可以自由地
江蘇科技信息 2020年13期2020-07-01
- 三點(diǎn)彎曲工況下復(fù)合材料層合板的應(yīng)力變化
學(xué)性能參數(shù)與纖維鋪層角度的關(guān)系。Santiuste等[21]在三點(diǎn)低速碰撞工況下對(duì)比分析了2種不同失效準(zhǔn)則對(duì)復(fù)合材料梁的失效預(yù)測(cè)結(jié)果。然而,已有研究主要針對(duì)復(fù)合材料層合板的損傷演化,關(guān)于損傷力學(xué)機(jī)制方面的研究目前還少有報(bào)道。本文利用Abaqus軟件平臺(tái),采用連續(xù)介質(zhì)損傷力學(xué)模型建立復(fù)合材料層合板三點(diǎn)彎曲有限元模型,通過(guò)Hashin失效準(zhǔn)則模擬三點(diǎn)彎曲過(guò)程中的拉伸以及壓縮失效,分析討論應(yīng)力分布情況及應(yīng)力變化規(guī)律。1 有限元模型的建立在Abaqus中建立復(fù)合材
紡織高校基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)報(bào) 2020年1期2020-05-18
- 鋪層參數(shù)對(duì)復(fù)合材料電池箱蓋模態(tài)和穩(wěn)定性的影響
于復(fù)合材料而言，鋪層方式對(duì)產(chǎn)品的性能有很大的影響，李仁年和劉有亮[3]通過(guò)對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片進(jìn)行鋪層設(shè)計(jì)，分析出增加葉片梁帽位置的鋪層層數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)的固有頻率比其他位置的影響大。JIANG等[4]對(duì)T700/2510織物和單向復(fù)合正弦波板在軸向準(zhǔn)靜態(tài)沖擊下的破壞模式和能量吸收特性進(jìn)行了數(shù)值研究，分析纖維角度的變化對(duì)復(fù)合正弦板壓潰性能的影響。段端祥和趙曉昱[5]利用有限元軟件Optistruct對(duì)碳纖維復(fù)合材料電池箱鋪層順序進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳的鋪層分布方案，輕量化效果
汽車零部件 2020年2期2020-03-26
- 纖維鋪層角度對(duì)低壓環(huán)氧玻璃鋼管的影響
的運(yùn)用。1 管道鋪層角度及力學(xué)性能玻璃管道的生產(chǎn)主要是將浸過(guò)環(huán)氧樹脂膠液的連續(xù)玻璃纖維（玻璃布、無(wú)捻粗砂）按照一定角度纏繞到芯膜上，再經(jīng)過(guò)固化脫模而成[2]。而玻璃鋼是典型的各向異性材料，根據(jù)不同的鋪層方式和鋪層角度，玻璃鋼的力學(xué)性能有著極大的差別。本文以低壓環(huán)氧玻璃鋼管道為例，如圖1所示。鋪層數(shù)量為4，單層厚度為0.5mm。E-玻纖/環(huán)氧單向?qū)雍习辶W(xué)性能[3]為：E1=60GPa， E2=13GPa， E3=13GPa， G2=3.4GPa，υ1=0.
云南化工 2019年10期2019-12-03
- 瀝青路面塑性基礎(chǔ)鋪層的應(yīng)力影響有限元分析
00 )塑性基礎(chǔ)鋪層密切關(guān)聯(lián)和影響著瀝青路面構(gòu)造的應(yīng)力狀態(tài)，揭示其中的關(guān)聯(lián)規(guī)律，對(duì)提高瀝青路面鋪筑質(zhì)量具有工程應(yīng)用意義，本文分析了瀝青相對(duì)剛性基礎(chǔ)鋪層路面一般構(gòu)造，借助ANSYS有限元數(shù)值分析系統(tǒng)，分析瀝青路面塑性基礎(chǔ)鋪層工程，助力建設(shè)優(yōu)質(zhì)適用的塑性基礎(chǔ)鋪層瀝青路面。路面材料參數(shù)如表1所示。研究選用均布雙矩形載荷模擬汽車載荷狀態(tài)，其具體規(guī)格18cm×19.6cm，載荷取為0.7MPa，載荷中心間距為31.4cm。表1 路面材料參數(shù)一、有限元數(shù)值模型的建立采
中國(guó)公路 2019年19期2019-10-23
- 集中荷載作用下FRP圓弧拱的面內(nèi)非線性彈性失穩(wěn)研究
12]開展了對(duì)稱鋪層條件下圓弧薄拱的后屈曲理論研究，由于未考慮壓彎耦合矩陣，其研究結(jié)果適用性大大受限.本文開展了集中荷載作用下固接FRP圓弧拱的面內(nèi)彈性穩(wěn)定理論研究，在此基礎(chǔ)上提出了新的修正長(zhǎng)細(xì)比公式以表征層合拱的失穩(wěn)模式，通過(guò)有限元模擬結(jié)果驗(yàn)證了理論結(jié)果的正確性.圖1 FRP拱結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用Fig.1 Engineeringapplication of FRP arch structure1 新解析推導(dǎo)為便于公式推導(dǎo)，本文引入如下假設(shè)：(1)各鋪層之間粘
- 復(fù)合材料人形桿壓扁過(guò)程數(shù)值模擬分析
研究，確定了4層鋪層方式并對(duì)每層的應(yīng)力等特征分析總結(jié)。丁峻宏等[12]采用顯示動(dòng)力學(xué)對(duì)豆莢桿的壓扁纏繞以及展開過(guò)程進(jìn)行了非線性數(shù)值模擬分析。鄒濤等[13]針對(duì)空間可展薄膜陣面天線的透鏡式薄壁復(fù)合材料分別采用了拉扁和壓扁兩種方法研究了拉伸力、應(yīng)力等特征。張展智等[14]對(duì)不同方式卷曲的空間伸展臂進(jìn)行展開過(guò)程仿真并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證。人形桿是由兩個(gè)橫截面具有一定曲率的薄壁殼體粘貼在一起組成的，壓扁后可實(shí)現(xiàn)人形桿的卷曲纏繞。由于其橫截面的特殊性，相比于同類結(jié)構(gòu)展開狀態(tài)
宇航學(xué)報(bào) 2019年5期2019-06-05
- 航天器沖擊防護(hù)用熱塑性仿生復(fù)合材料的彎曲性能研究
料中存在纖維螺旋鋪層的微結(jié)構(gòu)[5-6]。為借鑒這種結(jié)構(gòu)研制高強(qiáng)度仿生材料，研究螺旋鋪層結(jié)構(gòu)的失效機(jī)理意義重大。Cheng等人模仿甲殼蟲鞘翅外骨骼微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)螺旋鋪層復(fù)合材料在彎曲剛度、強(qiáng)度方面較準(zhǔn)各向同性鋪層材料具有優(yōu)勢(shì)[7]。Weaver等人觀察了裂紋偏轉(zhuǎn)的三維形貌，闡釋了生物材料螺旋鋪層中的裂紋偏轉(zhuǎn)機(jī)理[8]。Suksangpanya等人在2017年通過(guò)理論分析研究了螺旋鋪層復(fù)合材料中裂紋的螺旋分布對(duì)于應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響，發(fā)現(xiàn)在裂紋前端局部斷裂模式的改
航天器環(huán)境工程 2019年2期2019-04-25
- 階梯式膠接連接復(fù)合材料連接效率評(píng)價(jià)*
率主要影響因素有鋪層角度、挖補(bǔ)斜度、搭接長(zhǎng)度和膠粘劑等。課題組前期已經(jīng)進(jìn)行了斜接式膠接連接復(fù)合材料的力學(xué)性能研究[14]，而本文主要以階梯式膠接連接復(fù)合材料層合板為研究對(duì)象，重點(diǎn)討論鋪層角度和搭接長(zhǎng)度對(duì)膠接后試件拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的影響，對(duì)膠接試件的連接效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。1 試驗(yàn)1.1 試件制備試件采用SK化工(青島)有限公司的TR50單向炭纖維預(yù)浸料制備，密度為1.77 g/cm3。層合板為16層鋪設(shè)，單層厚度為0.012 5 cm。層合板采用模具熱壓成型的
固體火箭技術(shù) 2018年6期2019-01-18
- 玻纖增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料拉伸性能的研究
等[1-8]。其鋪層參數(shù)及在化學(xué)溶劑侵蝕后力學(xué)性能的研究尤為重要，本文通過(guò)不同的鋪層角度和溶劑，比較了鋪層角度、浸泡溶劑對(duì)GFRP試樣力學(xué)性能的影響。1 試驗(yàn)部分1.1 試驗(yàn)材料濃度30%的H2O2溶液，天津福晨化學(xué)試劑廠；NaOH(顆粒狀)，成都市科龍化工試劑廠；環(huán)氧樹脂E-4675，昆山祥豐新復(fù)合材料有限公司；玻璃纖維，市售。1.2 試驗(yàn)設(shè)備JE2002型電子天平；JP-90H型真空泵；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；HY-10080型微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。1.
山東紡織科技 2018年6期2018-12-27
- 復(fù)合材料風(fēng)扇葉片鋪層設(shè)計(jì)方法研究
成型的制造工藝，鋪層設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料風(fēng)扇葉片精確成型的重要環(huán)節(jié)，是復(fù)合材料風(fēng)扇葉片的關(guān)鍵技術(shù)之一[5]。鋪層設(shè)計(jì)技術(shù)被國(guó)外發(fā)動(dòng)機(jī)公司視為商業(yè)機(jī)密，公開發(fā)表的文獻(xiàn)較少，僅有一些專利提及，如GE公司于1994年發(fā)表的專利[6]中給出了1種復(fù)合材料風(fēng)扇葉片鋪層排列順序與鋪放角度的設(shè)計(jì)，但尚不清楚其鋪層設(shè)計(jì)方法和工具。國(guó)內(nèi)對(duì)于復(fù)合材料風(fēng)扇葉片的鋪層設(shè)計(jì)尚處在摸索階段，鮮有報(bào)道。本文基于復(fù)合材料鋪層設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，系統(tǒng)建立了復(fù)合材料風(fēng)扇葉片的鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程，并針對(duì)某自
航空發(fā)動(dòng)機(jī) 2018年3期2018-06-23
- 橫向載荷下復(fù)合材料層合板插層補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)
材料參數(shù)、層合板鋪層等因素的影響。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的失效模式主要包括基體撕裂、纖維斷開、基體纖維剪切失效和層間分層，通常失效模式是2種或者多種模式同時(shí)出現(xiàn)的，且失效過(guò)程是漸進(jìn)的。隨著載荷的增加，不斷積累的損傷會(huì)使結(jié)構(gòu)剛度產(chǎn)生退化，直到整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞。因此漸進(jìn)失效分析主要包含應(yīng)力分析、材料退化準(zhǔn)則分析以及失效準(zhǔn)則分析[4]。韓小平等[5–7]對(duì)含孔復(fù)合材料的縫合補(bǔ)強(qiáng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和有限元數(shù)值模擬研究，揭示了孔邊應(yīng)變―載荷在不同參數(shù)下的變化規(guī)律，對(duì)于縫合參數(shù)的設(shè)計(jì)給
艦船科學(xué)技術(shù) 2018年5期2018-06-01
- 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料鋪層對(duì)新能源汽車電池上蓋模態(tài)的影響
分析軟件調(diào)查纖維鋪層對(duì)該結(jié)構(gòu)的影響，試圖找出有利于提高其一階模態(tài)的鋪層方式，為同類型的結(jié)構(gòu)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。2 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料復(fù)合材料指兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料通過(guò)特定的工藝復(fù)合而成的新型材料，目前在汽車上使用的復(fù)合材料，主要采用纖維作為增強(qiáng)體，樹脂作為基體。由于纖維材料的性能主要沿纖維方向分布，因此該材料復(fù)合后呈現(xiàn)強(qiáng)烈的正交各向異性。結(jié)構(gòu)的性能由纖維方向的分布和鋪層方式?jīng)Q定，理論上有無(wú)限多種鋪層，實(shí)際上，為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和工藝的流程，只采用0°、45°、9
時(shí)代汽車 2018年4期2018-05-31
- 考慮層間應(yīng)力的厚復(fù)合材料結(jié)構(gòu)多級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
束、屈曲約束以及鋪層工藝性約束，采用遺傳算法對(duì)大型復(fù)合材料機(jī)翼盒段的蒙皮厚度及鋪層順序進(jìn)行了優(yōu)化，使結(jié)構(gòu)重量減輕了36.6%；Liu Jian等[6]基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代理模型，應(yīng)用遺傳算法對(duì)復(fù)合材料衛(wèi)星結(jié)構(gòu)進(jìn)行了尺寸優(yōu)化；茅佳兵等[7]對(duì)機(jī)翼加筋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而提高了結(jié)構(gòu)的承載效率；史旭東等[8]采用遺傳算法對(duì)大展弦比復(fù)合材料機(jī)翼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。上述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究都是針對(duì)薄壁結(jié)構(gòu)的，而針對(duì)厚復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究幾乎空白。
航空工程進(jìn)展 2018年2期2018-05-31
- 澤州雪花鋪層饃
澤州雪花鋪層饃“雪花鋪層饃”亦稱“鋪層饃饃”，是澤州高平一帶傳統(tǒng)發(fā)酵面團(tuán)蒸食，這種面食由精粉、豬板油、蔥花和花椒為主料配制而成。蒸熟后，趁熱拍打成碎片，裝盤上桌。此饃其色如白雪，層如薄紙，軟綿香甜，風(fēng)味獨(dú)特，深為食者所喜好。相傳，高平縣城東北羊頭山澤州（晉城）通往潞州（長(zhǎng)治）的大道旁，住著一戶姓穆的人家，開著一間小小的蒸饃鋪，日子過(guò)得倒也寬裕。只是有一件事讓老兩口整天愁眉不展。原來(lái)他們有九個(gè)女兒，沒(méi)有兒子，擔(dān)心百年之后沒(méi)有接香火的人。所以老兩口每月初一、十
飲食科學(xué) 2017年8期2017-11-27
- 縫紉復(fù)合材料層合板力學(xué)性能研究
討論了不同厚度、鋪層比例對(duì)其力學(xué)性能的影響，驗(yàn)證縫紉復(fù)合材料層合板工程應(yīng)用理論，為結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用奠定基礎(chǔ)?？p紉；復(fù)合材料；工程理論；力學(xué)性能本文將通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證這種工程應(yīng)用理論，同時(shí)研究鋪層比例、試件厚度變化對(duì)縫紉件力學(xué)性能的影響。1 理論分析1.1 剛度分析對(duì)于層合板來(lái)說(shuō)，其合力和合力矩用矩陣可以表達(dá)為：式（1）中：ε0為層合板中面應(yīng)變列陣；k為層合板曲率列陣。對(duì)于只受面內(nèi)力作用的層合板，式（1）可以簡(jiǎn)化為：由式（3）可以得出應(yīng)變—應(yīng)力關(guān)系表達(dá)式：對(duì)于對(duì)稱
科技與創(chuàng)新 2017年17期2017-09-15
- 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固中心孔鋼板綜合優(yōu)化
優(yōu)化方法優(yōu)化基本鋪層厚度；然后，結(jié)合復(fù)合材料制造約束條件，利用Optistruct對(duì)鋪層順序進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳鋪層設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過(guò)多級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，鋼板中心孔處應(yīng)力分布更合理，最大Mises應(yīng)力減小了56.6%。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料；拉丁超立方；移動(dòng)最小二乘法；自適應(yīng)響應(yīng)面；鋪層順序優(yōu)化0 引言碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)具有比強(qiáng)度和比剛度高、可設(shè)計(jì)性好、防腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，在裂紋結(jié)構(gòu)修復(fù)中已得到廣泛研
中國(guó)機(jī)械工程 2017年11期2017-06-15
- 澤州雪花鋪層饃
文/劉穎“雪花鋪層饃”亦稱“鋪層饃饃”，是澤州高平一帶傳統(tǒng)發(fā)酵面團(tuán)蒸食，這種面食由精粉、豬板油、蔥花和花椒為主料配制而成。蒸熟后，趁熱拍打成碎片，裝盤上桌。此饃其色如白雪，層如薄紙，軟綿香甜，風(fēng)味獨(dú)特，深為食者所喜好。相傳，高平縣城東北羊頭山澤州（晉城）通往潞州（長(zhǎng)治）的大道旁，住著一戶姓穆的人家，開著一間小小的蒸饃鋪，日子過(guò)得倒也寬裕。只是有一件事讓老兩口整天愁眉不展。原來(lái)他們有九個(gè)女兒，沒(méi)有兒子，擔(dān)心百年之后沒(méi)有接香火的人。所以老兩口每月初一、十五都要
益壽寶典 2017年34期2017-02-26
- 腹板鋪層參數(shù)對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片結(jié)構(gòu)性能的影響
0050)?腹板鋪層參數(shù)對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片結(jié)構(gòu)性能的影響楊瑞1,2， 張志勇1， 劉葉垚1， 吳卓琦1， 王恭喜1(1.蘭州理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院， 蘭州730050；2.甘肅省風(fēng)力機(jī)工程技術(shù)研究中心， 蘭州730050)為研究腹板鋪層參數(shù)對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片結(jié)構(gòu)性能的影響。以某1.5 MW水平軸風(fēng)力機(jī)葉片為研究對(duì)象，基于有限元分析方法，利用ANSYS軟件中梁?jiǎn)卧M腹板鋪層，保持葉片前緣、后緣以及梁帽的鋪層形式不變，通過(guò)改變腹板鋪層角度、順序和不同鋪層角度的層數(shù)占
- 基于雙值參數(shù)化方法且考慮制造約束的炭纖維復(fù)合材料鋪層優(yōu)化
的炭纖維復(fù)合材料鋪層優(yōu)化劉哲1，金達(dá)鋒1,范志瑞2(1.清華大學(xué) 汽車安全與節(jié)能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100084；2.中北大學(xué) 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，山西 太原030051)基于梯度的優(yōu)化方法對(duì)炭纖維復(fù)合材料層合板的鋪層數(shù)量和順序進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化問(wèn)題中以鋪層質(zhì)量為目標(biāo)，并以剛度和制造約束為約束。采用改進(jìn)雙值參數(shù)化方法對(duì)鋪層的材料性能進(jìn)行插值，并基于凸規(guī)劃對(duì)偶算法對(duì)優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解。為了適應(yīng)凸規(guī)劃對(duì)偶算法的特點(diǎn)，將關(guān)于鋪層角度的制造約束表述為少量非線性約束。同時(shí)
新型炭材料 2016年1期2016-10-31
- 碳纖維復(fù)合材料在汽車后下部防護(hù)裝置中的應(yīng)用探討
碳纖維復(fù)合材料的鋪層方案對(duì)后下部防護(hù)裝置性能的影響。研究表明，橫梁采用90°單一角度鋪層方案，縱梁采用混合角度鋪層方案的組合性能最好。汽車后下部防護(hù)裝置；碳纖維復(fù)合材料；有限元分析在轎車追尾貨車事故中，由于兩者尺寸差異很大，往往轎車會(huì)鉆入貨車后部。這種情況下，轎車發(fā)動(dòng)機(jī)艙的吸能效果非常有限，結(jié)果就是貨車后部直接撞擊轎車乘員艙，導(dǎo)致轎車駕駛員頭部受到嚴(yán)重傷害［1］。為了減少這種情況的發(fā)生，世界各國(guó)都出臺(tái)了關(guān)于貨車后下部防護(hù)裝置的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB 115
客車技術(shù)與研究 2016年3期2016-09-07
- 鋪層取向角度對(duì)黃麻纖維復(fù)合材料性能的影響1)
150040)?鋪層取向角度對(duì)黃麻纖維復(fù)合材料性能的影響1)劉誠(chéng)范豪花軍吳昊(東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱，150040)基于真空輔助樹脂傳遞模塑(VARTM)工藝，研究不同鋪層取向角度對(duì)黃麻纖維布增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：?jiǎn)蜗?span id="j5i0abt0b" class="hl">鋪層取向時(shí)，隨著鋪層取向角度的增加，復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度呈近凹拋物線形變化，并在取向角為90°時(shí)達(dá)到最大值；彎曲強(qiáng)度呈近凸拋物線形變化，并在取向角為60°時(shí)達(dá)到最大值。雙向鋪層取向時(shí)，復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均呈波浪形變化
東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年2期2016-08-18
- 拉伸-剪切耦合層合板優(yōu)化設(shè)計(jì)及其應(yīng)用*
073)針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鋪層拉伸-剪切耦合層合板耦合效應(yīng)弱的缺點(diǎn)，提出利用優(yōu)化法的自由鋪層拉伸-剪切耦合層合板的設(shè)計(jì)方法。推導(dǎo)了只具有拉伸-剪切耦合效應(yīng)的層合板應(yīng)滿足的條件。優(yōu)化得到了7～14層的自由鋪層拉伸-剪切耦合對(duì)稱層合板。對(duì)比分析了自由與標(biāo)準(zhǔn)鋪層拉伸-剪切耦合層合板的屈曲強(qiáng)度與穩(wěn)定性。采用自由鋪層拉伸-剪切耦合層合板設(shè)計(jì)了拉伸-扭轉(zhuǎn)耦合結(jié)構(gòu)。研究表明:自由鋪層的拉伸-剪切耦合層合板的屈曲強(qiáng)度以及穩(wěn)定性要顯著弱于標(biāo)準(zhǔn)鋪層層合板，但具有更強(qiáng)的耦合效應(yīng)；隨著層數(shù)
國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2015年5期2015-06-21
- FIBERSIM軟件在工字梁鋪層設(shè)計(jì)上的應(yīng)用
領(lǐng)域。但復(fù)合材料鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜,傳統(tǒng)的二維軟件設(shè)計(jì)需要工人根據(jù)二維圖手工鋪貼，設(shè)計(jì)和制造效率很低，已不能滿足復(fù)合材料的批量化生產(chǎn)。為解決上述問(wèn)題,多種復(fù)合材料設(shè)計(jì)、分析軟件被開發(fā)、運(yùn)用于復(fù)合材料的設(shè)計(jì)和制造中,大大的方便了復(fù)合材料的分析、設(shè)計(jì)和制造過(guò)程。FiberSIM就是其中之一，它是集成于CAD系統(tǒng)中的一個(gè)軟件工具包，可以使CAD系統(tǒng)成為高性能的設(shè)計(jì)和制造復(fù)合材料零件的軟件工具，不僅能夠進(jìn)行可制造性分析，還能生成激光投影儀、自動(dòng)下料機(jī)以及自動(dòng)鋪放
教練機(jī) 2015年2期2015-04-03
- 復(fù)合材料近零膨脹研究
36)本文研究了鋪層對(duì)復(fù)合材料熱膨脹性能的影響。針對(duì)3種優(yōu)化典型鋪層，通過(guò)理論計(jì)算、有限元分析及試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)比，得出復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)及模量與復(fù)合材料鋪層關(guān)系的綜合設(shè)計(jì)方法。希望對(duì)復(fù)合材料的鋪層設(shè)計(jì)指導(dǎo)。近零膨脹；復(fù)合材料鋪層；模量；復(fù)合材料1 引 言材料的熱膨脹是尺寸穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)，相對(duì)于金屬材料熱膨脹系數(shù)固定而言，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)隨鋪層的不同而變化。在一定范圍內(nèi)復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)是可設(shè)計(jì)的[1-3]。在太空環(huán)境下，飛行器承受著劇烈的
纖維復(fù)合材料 2015年1期2015-03-21
- 單釘機(jī)械連接孔邊應(yīng)力及失效分析
擦因數(shù)、夾緊力、鋪層順序等因素的影響。 然而，當(dāng)前工程實(shí)際結(jié)構(gòu)中廣泛采用對(duì)稱均衡層壓板， 且大多被連接件為薄板。 被連接件通過(guò)緊固件主要傳遞的是層合板之間的面內(nèi)載荷，Wang 和Matthews[5]以及Change 和Scott[6]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)稱層合板不存在拉彎耦合效應(yīng)且可略去微小的橫向位移， 可以采用二維模型分析其連接問(wèn)題。 Daniel[7]等的工作表明，在無(wú)預(yù)緊力的情況下， 鋪層次序?qū)?qiáng)度僅有10%～20%的影響，但在一定預(yù)緊力作用下，這種影
教練機(jī) 2014年3期2014-12-02
- 碳纖維復(fù)合材料螺旋槳鋪層角度研究
。復(fù)合材料螺旋槳鋪層與螺旋槳水動(dòng)力性能之間有緊密聯(lián)系［5］，復(fù)合材料螺旋槳自動(dòng)調(diào)節(jié)槳葉變形可以實(shí)現(xiàn)改善其水動(dòng)力性能的目標(biāo)。SEARLE等［6］指出，經(jīng)過(guò)合理鋪層可設(shè)計(jì)出多工況下均比金屬螺旋槳推進(jìn)效率高的復(fù)合材料螺旋槳。澳大利亞MULCAHY設(shè)計(jì)了自適應(yīng)復(fù)合船用螺旋槳［7］，反映了鋪設(shè)材料、鋪層角度及鋪層厚度之間的關(guān)系，表明可通過(guò)調(diào)整鋪層角度和厚度來(lái)提高復(fù)合材料螺旋槳對(duì)流體流場(chǎng)的自適性。JOSE等［8］將邊界元和有限元 Ansys11.0耦合分析了4.4 m
- 基于遺傳算法的層合板分級(jí)鋪層全局優(yōu)化
分廣泛.通過(guò)改變鋪層形式和厚度來(lái)改變剛度、強(qiáng)度、屈曲和振動(dòng)等性能是復(fù)合材料設(shè)計(jì)的一個(gè)優(yōu)勢(shì).遺傳算法作為一種高效的離散空間搜索算法，在復(fù)合材料鋪層的優(yōu)化設(shè)計(jì)中適用性較好，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其進(jìn)行的研究較多［1］.文獻(xiàn)［2-5］對(duì)層合板的遺傳算法本身的改進(jìn)作了研究，提高了收斂率，避免了早熟現(xiàn)象的產(chǎn)生.文獻(xiàn)［6］使用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法分別對(duì)層合板的鋪層比例和鋪層順序進(jìn)行了優(yōu)化，但其將兩者的優(yōu)化看成是兩個(gè)獨(dú)立的過(guò)程，并不能達(dá)到最優(yōu)化的結(jié)果.另外該方法不對(duì)整體鋪層數(shù)量進(jìn)
北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào) 2013年4期2013-11-05
- 復(fù)合材料層板鋪層方式對(duì)超聲檢測(cè)結(jié)果的影響
合材料層板中纖維鋪層方式對(duì)復(fù)合材料的強(qiáng)度、剛度和疲勞行為等力學(xué)性能影響較大，采用不同的鋪層方式可以得到不同性能的復(fù)合材料［1－4］。超聲無(wú)損檢測(cè)是使用超聲波方法在不損壞制件的情況下對(duì)其內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。在復(fù)合材料的超聲檢測(cè)中，帶有人工缺陷的對(duì)比樣件必不可少，其作用一方面是用來(lái)驗(yàn)證檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)靈敏度，另一方面，是通過(guò)被檢件的檢測(cè)情況與已知內(nèi)部質(zhì)量對(duì)比樣件的檢測(cè)情況的對(duì)比分析，來(lái)判斷被檢件中是否存在影響使用的缺陷。因此，對(duì)比樣件在超聲檢測(cè)過(guò)程中及檢測(cè)結(jié)果的評(píng)
材料工程 2013年2期2013-09-14
- 纖維鋪層對(duì)復(fù)合材料槳變形規(guī)律的影響
過(guò)基因遺傳算法對(duì)鋪層方向?yàn)?°，90°，±45°的復(fù)合槳進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，相比于一般優(yōu)化減少了運(yùn)算量［1－2］。還對(duì)2種優(yōu)化材料鋪層進(jìn)行了試驗(yàn)研究，比較不同進(jìn)速下推力扭矩系數(shù)及效率，得出性能提高與螺旋槳幾何參數(shù)的關(guān)系［3］。Yin L.Young等研究了自彎扭復(fù)合材料槳的優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)基因遺傳算法針對(duì)來(lái)流速度和材料纖維角度進(jìn)行優(yōu)化［4］，并對(duì)5474槳進(jìn)行了螺距與進(jìn)速系數(shù)的變化規(guī)律研究［5］。臺(tái)灣林俊杰利用有限元法和升力面法對(duì)槳葉對(duì)稱與平衡和非平衡鋪層進(jìn)行了
艦船科學(xué)技術(shù) 2013年8期2013-08-26
- 基于傳聲損失的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究＊
比復(fù)合材料層合板鋪層厚度和角度等參數(shù)對(duì)聲傳輸?shù)挠绊?，指出?fù)合材料鋪層設(shè)計(jì)中需注意的問(wèn)題.洪明等［5］根據(jù)Zig－Zag模型，運(yùn)用有限元和邊界元理論對(duì)夾層板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和聲傳輸特性數(shù)值模擬研究.K·達(dá)內(nèi)什柔等［6］建立了考慮橫向剪切變形的復(fù)合材料圓柱殼的聲傳輸分析模型.Lee［7］利用改進(jìn)聲傳輸矩陣來(lái)進(jìn)行多層材料聲傳輸損失特性預(yù)測(cè)分析.Legault等［8］以結(jié)構(gòu)重量最小化為目標(biāo)，開展聲傳輸問(wèn)題的理論和實(shí)驗(yàn)研究.Wang等［9］在考慮了剪切變形基礎(chǔ)上，對(duì)層合板
- 基于共享鋪層融合技術(shù)復(fù)合材料層壓板鋪層順序優(yōu)化設(shè)計(jì)①
。復(fù)合材料層壓板鋪層角度和鋪層順序?qū)訅喊鍙澢?、屈曲和振?dòng)等多項(xiàng)特性具有顯著的影響，是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)之一［1－4］。隨著結(jié)構(gòu)承載能力及輕量化要求的不斷提高，含丟層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料越來(lái)越廣泛用于現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)中，這將導(dǎo)致在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)鋪層設(shè)計(jì)過(guò)程中極易出現(xiàn)剛度丟失現(xiàn)象。因此，如何有效地選擇丟層結(jié)構(gòu)鋪層優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，不僅關(guān)系到結(jié)構(gòu)是否具有最優(yōu)的剛度和穩(wěn)定性，而且對(duì)結(jié)構(gòu)重量的最優(yōu)化有著重要影響［5－7］。本文在共享鋪層融合(Shared Layers
固體火箭技術(shù) 2012年6期2012-08-31