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  • 简介:介绍了光纤布拉格光栅复用技术,在复合材料盒段试验中采用波空混合复用技术,实现了分布式FBG传感网络系统。经试验验证,波空混合复用分布式FBG传感网络系统,是一种可满足工程实用要求,且经济的FBG传感网络解决方案。

  • 标签: 光纤布拉格光栅 传感网络 波分复用 空分复用
  • 简介:通过自定义本构关系和破坏准则的单元,建立了复合材料T型接头有限元模型,并模拟了承受面外拉伸载荷时接头的裂纹扩展和失效过程。分析结果显示相比使用已有的粘接单元,自定义单元能够更准确的模拟接头填充区域的裂纹扩展和最终失效形式。

  • 标签: T型接头 填充物 有限元 破坏判据
  • 简介:提出了一种基于梯度的复合材料结构优化方法,把层合板中材料一致、角度一致的单层集合的厚度作为设计变量,推导了结构刚度矩阵关于设计变量的导数,计算了结构重量和变形对设计变量的导数,采用牛顿一序列无约束规划法搜索优化问题的最优解。最后,运用提出的方法对某复材平尾结构进行了满足位移约束的重量最小化设计。

  • 标签: 复合材料层合板 变形 优化
  • 简介:研究了不同热解炭含量对C/C复合材料性能的影响.对采用CVD工艺致密到不同密度,具有不同热解炭含量的2D炭布针刺体试样,利用沥青高压浸渍炭化工艺增密至相同的最终密度,然后对其进行力学、热学性能及等离子烧蚀试验.试验结果表明,热解炭含量高的C/C试样具有较好的力学、烧蚀及导热性能.

  • 标签: 热解炭含量 C/C 性能
  • 简介:采用有限元分析方法,建立三维循环对称模型,对连续SiC纤维增强钛基复合材料压气机叶环的应力进行了研究。考虑周围基体包套和中心复合材料的热残余应力,重点分析了叶环尺寸、温度及基体材料性能对叶环应力分布的影响。结果表明,当叶环直径较小、工作温度较低时,叶环的最大环向应力点在内径;随着直径增大、工作温度升高,最大环向应力点出现在中心复合材料靠近内径一侧。基体材料的弹性模量、热膨胀系数和密度,对叶环的应力分布有重要影响,应尽量选择密度低、弹性模量和热膨胀系数较大的钛合金作为基体材料

  • 标签: 钛基复合材料 压气机叶环 应力 有限元模拟 热残余应力
  • 简介:试验研究了国产复合材料缝合结构的吸湿特性、基本力学性能及湿热效应,层板缝合后的吸湿量大约提高30%左右,弯曲强度下降20%左右,层间剪切强度提高大约20%;吸湿对缝合结构的性能影响不大,仅对压缩强度有15%左右的影响;高温严重影响缝合及未缝合结构的性能,特别是压缩性能,对缝合层板的影响大于未缝合层板,在170℃高温下,未缝合层板压缩强度保持率为17.8%,而缝合层板仅为14.6%,设计高温环境使用的缝合结构应特别注意。研究结果可供结构设计参考。

  • 标签: 复合材料 缝合结构 力学性能 湿热效应 飞机结构 强度
  • 简介:进行了飞机结构复合材料T型单元拉脱试验研究。用声发射技术研究了复合材料T型单元拉伸载荷下的损伤演化过程。对复合材料T型单元拉伸载荷下损伤演化的机理进行了初步探讨。用参数分析方法对采集的撞击数、持续时间、事件以及幅值等声发射信号进行了分析,预报了复合材料T型单元拉伸载荷下基体开裂、分层、纤维断裂至完全丧失承载能力的损伤演化过程及对应的载荷。结果表明,声发射技术能够准确预报复合材料拉伸载荷下损伤演化的过程,从而为复合材料飞机结构的设计提供参考。

  • 标签: 复合材料 声发射 参数分析 损伤演化
  • 简介:提出了一种缝合复合材料接头的二维有限元模型的建立方法。该方法包括表现层压板截面内弹性模量的表观工程常数的推导,缝线模型的建立,以及分层破坏的模拟。该方法建模简捷,计算时间短,可以用来快速估算接头的连接强度。

  • 标签: 表观工程常数 缝合 粘接单元
  • 简介:通过单向拉伸试验和三点弯曲试验,从宏观角度研究了三维编织复合材料的力学行为。研究选用了两种增强纤维、两种编织角、两种纤维体积含量等不同工艺参数所组成的16组试样,进行力学性能试验,探寻三维编织工艺参数与力学性能之间的关系,确定适合于编织复合材料的力学性能试验方法。

  • 标签: 编织复合材料 性能试验 力学性能 航空材料
  • 简介:利用超声系统对复合材料层压板结构的冲击损伤双面扫描,探讨损伤声像在各层面上的分布状况,从两面扫描中分析其在对应位置声像不一致性成因,从而依声图像准确判定内部损伤空间位置、大小、缺陷性质及一般规律。通过层压板冲击损伤的双面扫描分析对比,分析了扫描面结果不一致性的几种成因。此项研究有助于对复合材料内部各层面损伤进行定性、定量分析,并为断层图像重建为三维模型提供依据,在一定程度上减少三维重建凭经验、想象的主观性随意性。

  • 标签: 复合材料 冲击损伤 双面扫描 不一致性 三维重建
  • 简介:首先求解碳纤维复合材料的兰姆(Lamb)波频散方程,得到频散曲线,优选对复合材料分层或脱粘损伤敏感的压电激励模式和激励频率,提出了基于幅值衰减算法的损伤定位方法,通过短时傅立叶变换,将信号转换为时频分布,提出了另一种损伤定位方法;通过附加质量模拟损伤试验,验证、比较了提出的损伤定位方法,该方法具有工程应用价值。

  • 标签: LAMB波 主动压电监测 损伤定位
  • 简介:研究了2024-T351铝合金平面应力状态下抗裂纹扩展阻力,通过一定量的试验研究,测定了其KR曲线及断裂韧性值,得出了有用的结果。可供飞机结构设计、选材参考使用。

  • 标签: R曲线 平面应力 断裂韧性 应力强度因子
  • 简介:脱粘损伤是复合材料结构中最为常见的损伤之一,由于其目视不可检,因此对飞行器的结构安全存在着严重的威胁。基于声一超声原理的兰姆(Lamb)波损伤监测方法是利用压电传感器的压电效应,以粘贴在结构中表面的压电传感/驱动阵列作为激励器在板类结构中激发一定形式的兰姆波,通过采集和分析结构的响应来监测结构状态和损伤情况。该技术方法把离线、静态、被动的检测转变为在线、动态、实时的健康监测,被认为是最具有应用前景的结构健康监测方法之一,尤其在航空航天飞行器结构健康监测研究中得到了广泛关注。本文以T型加筋复合材料板为研究对象,将时间反转理论应用于基于兰姆波的脱粘损伤监测技术中,提高了信号在板结构中有效成分的能量,从而解决其低信噪比的问题。同时,还利用时间反转对波源的自适应聚焦能力与图像处理技术相结合,通过信号中有效成分的能量聚焦来对T型加筋复合材料板中的脱粘损伤及其扩展情况进行图形显示。结果表明,该方法可有效针对复合材料的脱粘损伤及其扩展情况进行监测,这对飞行器结构在线健康监测有着重要的意义。

  • 标签: 兰姆波 时间反转 损伤成像 复合材料 健康监测
  • 简介:探索了全厚度缝合的复合材料闭孔泡沫夹层结构低成本制造的工艺可行性及其潜在的结构效益。为了比较,用同样的材料和工艺制造了未缝合泡沫夹层和密度相近的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/损伤容限实验研究。结果表明,泡沫夹层缝合后,大大提高了弯曲强度/重量比、弯曲刚度/重量比、面外拉伸和压缩强度、剪切强度和模量、侧压强度和模量、CAI强度和破坏应变。这种创新的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。

  • 标签: 复合材料 泡沫夹层 全厚度缝合 结构效率 飞机结构 损伤容限
  • 简介:提出了用基于平均应力判据的0°层纤维控制的强度破坏准则两来估算开孔缝合复合材料层压板压缩剩余强度的方法,此外,对于含冲击损伤的缝合层压板,将冲击损伤简化为椭圆孔,并采用上述的强度破坏准则来估算冲击后压缩剩余强度,估算结果与试验结果具有良好的一致性。

  • 标签: 复合材料 缝合 破坏判据 冲击后压缩
  • 简介:结构模态阻尼系数是影响振动疲劳特性的主要因素,获取模态阻尼系数对于结构振动疲劳的分析和仿真计算有重要作用,对于揭示金属材料振动疲劳损伤形成机理有直接意义。本文选取典型航空金属材料2024-O铝合金,进行了大量的元件级振动疲劳试验、仿真以及数值分析计算,并提出了一种基于数值分析的快速获取结构模态阻尼系数的方法,适合于元件级振动疲劳试验过程中试验件的模态阻尼系数变化规律的获取。研究结果表明:本文方法可以在不中断振动疲劳试验的情况下,快速得到较精确的振动疲劳历程中的模态阻尼系数,为进一步揭示金属材料振动疲劳损伤形成机理奠定了基础。

  • 标签: 振动疲劳 模态阻尼系数 金属材料 数值分析
  • 简介:利用ANSYS大型有限元程序建立了复合材料气瓶的有限元模型,建模中将纤维缠绕层作为复合材料层合板处理,考虑了封头处缠绕层厚度及缠绕角沿子午线不断变化的情况。针对建立的模型进行了气瓶在几个工况点下的变形分析,利用最大应变准则预测了气瓶的爆破压力。通过分析结果与相应试验结果对比,验证了建模与分析方法的正确性。

  • 标签: 复合材料气瓶 有限元建模 应力应变分析
  • 简介:针对液体火箭发动机承力机架,开展复合材料机架的初步设计及探索应用研究。通过对原金属机架结构设计特点分析,提出了一种碳纤维增强复合材料机架的设计方案,并对其进行了力学性能预测及设计参数影响分析等方面研究工作;最后,采用有限元软件AN-SYS的APDL语言开发了复合材料机架的计算程序,该程序基于损伤累积理论,包含结构应力分析、材料的失效判断及材料的性能退化3个主要循环过程,通过仿真手段模拟了在载荷增加过程中结构内部产生损伤,并逐渐累积直至破坏的整个过程。仿真分析结果表明:复合材料的应用可在满足原机架强度、刚度和稳定性等设计要求基础上,相对于原结构实现了50%的减重。

  • 标签: 液体火箭发动机 复合材料 机架 设计方案
  • 简介:分析了基于波传播特性变化监测复合材料冲击损伤的技术进展,介绍了利用FBG或FBG/PZT联合监测冲击损伤的方法。本文提出了一个新颖的冲击报警和定位方法;报警判据和定位算法仅仅依据冲击期间FBG所测得应变最大幅值和FBG的相对位置。用T700S/BA9916层板进行了试验验证。结果表明该方法准确、快速、简便,定位误差工程上可以接受。

  • 标签: 布拉格光栅 低能冲击 冲击报警/定位