孟凡颢[1]2002年在《缝合/RTM复合材料计算分析的工程方法》文中研究说明作为一种崭新的纺织复合材料，缝合/RTM复合材料由于具有优良的面外性能和相对低的制造成本，在工程上具有很好的应用前景。由于缝合纤维的作用，缝合/RTM复合材料在设计计算的方法上与传统层压板有很大的不同，而这是实现工程应用所必须解决的问题。本文从缝合/RTM复合材料的结构特征出发，提出了一种计算分析的工程方法，即把缝合/RTM复合材料作为一种新材料体系的传统层压板，重新测量其基本力学性能，然后按照经典层压板理论进行设计计算。本文通过大量的试验得出了缝合/RTM复合材料的完整的工程常数。对比分析表明，这个方法的计算和试验数据吻合得很好，可以迅速满足工程界的使用要求。
孟凡颢, 陈绍杰, 童小燕[2]2000年在《缝合/RTM复合材料及其计算分析的工程方法》文中提出本文简要介绍了纺织复合材料及其计算分析的研发现状,指出了缝合/RTM复合材料及其应用上的优越性,提出了缝合/RTM复合材料计算分析的工程方法,在对相关的试验工作进行分析的基础上,得出了该方法工程可用的结论。最后,指出了我们今后要开展的相关工作。
孟凡颢, 陈绍杰[3]1999年在《缝合/RTM复合材料及其计算分析的工程方法》文中指出简要介绍了纺织复合材料及其计算分析的研发现状,介绍了缝合/RTM复合材料及其应用上的优越性。提出了缝合/RTM复合材料计算分析的工程方法,在对NASA的相关工作进行分析的基础上,得出了该方法工程可用的结论。最后,指出了我们今后要开展的相关工作。
滑聪[4]2013年在《缝合复合材料层合板的制备及性能研究》文中提出缝合复合材料具有层间性能好、抗冲击性能优良和层间断裂韧性优异等独特的优点,近年来受到世界各国的广泛关注和重视。本文采用纤维变角度牵引铺缝技术(VAT技术)和真空辅助树脂注射模塑工艺(VARIM)制备了缝合复合材料层合板,确定了缝合复合材料层合板制备的缝合参数和成型工艺参数；研究了缝合密度(0*0、8*8、5*5、3*3)对缝合复合材料层合板的面内力学性能、低速冲击响应、冲击损伤和层间断裂韧性等性能的影响及其影响机理。论文的研究工作为缝合复合材料的制备提供了一种新的途径,为VAT技术制备缝合预成型体提供了性能参数依据和理论指导。同时,对进一步推动缝合复合材料的深入研究和实际应用也具有重要意义。论文的主要工作如下：1.采用万能试验机测试缝合复合材料层合板的面内力学性能,研究了缝合密度对缝合复合材料层合板的拉伸性能、弯曲性能和层剪强度的影响及其机理。实验发现缝合密度较小时对拉伸和弯曲性能影响不大,缝合密度较大时对拉伸和弯曲性能造成一定损伤,下降幅度在10%以内。缝合对拉伸和弯曲性能的影响及影响程度是缝合带来的纤维“挤压效应”和缝合导致的“富树脂区”与“顺直度下降”相互作用的结果。缝合使层间剪切强度有一定的提高,最高达7.3%,缝合对层剪强度的影响及其影响程度是缝合线引入“破坏机理变化”和缝合导致缝线周围的“薄弱富树脂区”相互作用的结果。2.通过小型落锤冲击仪和超声波C扫描仪研究了缝合密度和冲击能量对缝合复合材料的低速冲击响应和冲击损伤的影响。在复合材料层合板低速冲击试验中,接触载荷历程、能量吸收历程、变形位移历程变化规律一致。在冲击过程中的最大接触力和接触时间随着缝合密度的增大变化不大,幅度在5%以内；吸收的能量和能量吸收率随着冲击能量和缝合密度的增大而逐渐增大；最大变形位移和残余变形位移随着缝合密度的增大逐渐下降,残余变形位移下降达20%。低速冲击损伤试样的C扫描投影近似为圆形或椭圆形,冲击损伤面积和残余变形位移随着缝合密度的增大逐渐减小,冲击后压缩强度(CAI)随着缝合密度的增大而整体增大,主要是缝合线能够有效抑制分层的产生和裂纹的扩展,提高缝合复合材料层合板的抗冲击性能,改善材料的损伤阻抗和损伤容限。3.通过双悬臂梁实验(DCB)研究了缝合密度对层间断裂韧性(Ⅰ型能量释放率G1c)的影响机理。缝合可以显着提高复合材料层合板的层间断裂韧性值(Ⅰ型能量释放率G1c),3*3缝合试样的Ⅰ型能量释放率G1c比未缝合试样提高达4.2倍。未缝合复合材料层合板层间断裂机理主要是纤维／基体界面的破坏,而缝合复合材料层合板层间断裂机理主要是纤维／基体界面的破坏和缝合线的拔出和断裂。
孟凡颢[5]2004年在《用DPS模型预测缝合复合材料弹性常数》文中指出提出了模拟缝合复合材料单层的DPS模型 ,并采用材料力学方法对该模型进行了细观分析 ,给出了缝合复合材料面内弹性常数的预测方法。同时 ,利用本文得到的方法对T30 0 /QY8911缝合复合材料弹性常数进行了预测。通过与试验结果的对比分析证明 ,该预测方法具有非常高的准确性。
孟凡颢, 童小燕, 陈绍杰, 杨卫[6]2004年在《缝合复合材料弹性常数的有限元分析》文中进行了进一步梳理缝合复合材料是一种具有深远应用前景的新型树脂基复合材料,本文旨在给出缝合复合材料弹性常数的一种计算方法,以便采用经典层压板理论对缝合复合材料进行计算分析。文中建立了缝合复合材料单向板的有限元简化模型,并以T300/QY8911为例给出了预测缝合复合材料弹性常数的有限元方法。同时,本文对T300/QY8911缝合复合材料弹性常数进行了试验研究,得到了弹性常数的试验结果。有限元方法与试验结果的对比分析表明,该预测方法具有很好的准确性。
陈涛[7]2016年在《缝合复合材料加筋板受冲击损伤后剩余压缩强度研究》文中研究表明复合材料加筋壁板结构是近代飞机以及航天航空器结构中最常见的结构形式之一,它具有复合材料层合结构比强度高、比刚度高的优点,同时加强筋的引入又极大地提高了结构的承载能力。复合材料层板层间强度较低,抗冲击能力较差;缝合复合材料用缝线沿着层板厚度将层板缝合紧固,不仅提高了层板层间性能,有效地抑制了分层的扩展,而且提高了层板受冲击后的剩余压缩强度。相比于其他工艺,缝合工艺成本低,流程简单,具有良好的应用前景。目前已有较多缝合复合材料基本力学性能的相关研究,但是对缝合复合层板受损伤后的剩余压缩强度研究较少,缝合加筋壁板结构受冲击损伤后的压缩强度研究更少,因此开展缝合加筋壁板受冲击后的剩余压缩强度研究具有重要的意义和应用价值。本文的工作是为了更好地探究加筋及筋条的密度、尺寸、形式对缝合复合材料层板受冲击损伤后剩余压缩强度的影响。基于ABAQUS软件平台,用叁维实体单元模拟层板,空间叁维杆单元模拟缝线的增强作用,建立缝合复合材料层板渐近损伤分析的有限元模型,并编写用户子程序,模拟层板受冲击损伤后,受压缩时的损伤演化过程,模型仿真计算结果与试验值吻合较好,表明了该有限元模型与计算方法的有效性和合理性。之后,用同样的建模和计算方法详细探讨了筋条的密度、尺寸、形式对材料剩余压缩强度的影响,得到了有参考意义的相关规律和结论,为缝合加筋板冲击后剩余压缩强度的进一步研究奠定了基础。
高宇[8]2005年在《复合材料螺旋桨桨叶强度与振动分析》文中研究指明世界上很多航空发动机采用了复合材料,我国目前正在积极开展复合材料螺旋桨的研制工作,对桨叶的强度、振动分析就成了亟待解决的问题,因此开展复合材料螺旋桨的强度、振动研究具有重要的工程应用价值。本文计算对比了经典层合板理论和 Ansys 有限元软件层合板计算方法,结果表明二者吻合较好,从而验证了 Ansys 有限元软件的有效性。运用 Ansys 对桨叶建立了有限元模型,并在不同状态下进行了桨叶应力计算和强度分析。分析表明,螺旋桨桨叶在工作状态下不会破坏,最大应力点在叶身中部的碳大梁上,碳大梁是主要承力部件。在高原起飞状态下,桨叶应力最大,在巡航状态下,桨叶应力最小。桨叶在各个工作状态都处于弹性工作范围内,各个部件均不会失效。采用 Ansys 软件计算了桨叶的静频、动频以及振型。结果表明:桨叶的各阶频率不等于发动机工作转速引起的激振频率,因此桨叶不会发生共振。
管东波[9]2008年在《轻轨铁路断路绝缘器主绝缘板树脂传递模塑成型技术研究》文中研究说明本文以轻轨铁路断路绝缘器主绝缘板为典型件进行树脂传递模塑成型关键技术研究,从产品的材料选择、数值模拟分析及性能检测等方面进行了研究。进行了轻轨铁路断路绝缘器主绝缘板RTM成型材料选择。在树脂基体选用方面,选用酚醛树脂作为基体材料,取代了传统的环氧树脂,使制件的电气性能得到提高;在增强材料的预处理方面,将传统的絮状短纤维改为与制件等长的纤维束,铺设过程中按x、y二维方向交叉排列,提高了制件的力学性能;在制件表面处理方面,产品外部涂覆上一定量的改性涂料,封闭空隙、阻止紫外线。再填加一定量的环氧树脂,确定增强材料为无碱玻璃纤维,通过实验证明了外层涂料是具有绝缘性、抗老化、疏水性。利用叁维设计软件CATIA建立轻轨铁路断路绝缘器主绝缘板的实体模型,并进行了数值模拟研究,讨论了注射压力、树脂粘度等参数对成型过程的影响,最后提出了消除气泡缺陷的最佳工艺条件,这对实际生产有一定的指导作用。通过检测轻轨铁路断路绝缘器主绝缘板的性能。表明,提高加热温度,可以有效减少制品中气泡的数量,提高绝缘板的电绝缘性能;表面涂刷的改性有机硅橡胶,在疏水性及抗老化性方面,起到良好的作用。论文最后将试验结果与数值模拟结果进行比较分析,从而确定了最优工艺条件,使生产的制品达到了技术要求,并且通过冲击、拉伸和弯曲实验证明了环氧树脂的加入量为25%时,试件的力学性能最好。最后运用激光扫描共焦显微镜观察样品断面的纤维分布情况,对结果进行分析,并优化工艺参数。
顾永坤[10]2011年在《基于柔性梁剖面优化的无轴承旋翼桨毂设计》文中提出无轴承旋翼是先进的直升机升力系统，而复合材料叁向柔性梁是无轴承旋翼桨毂的重要构件，是直升机结构设计领域富有挑战性的研究课题。本文研究了叁向柔性梁结构优化方法，提出了一种无轴承旋翼桨毂构型方案。全文共分六章：绪论简要介绍了直升机旋翼桨毂系统的发展历程及国内外研究现状，指出了开展无轴承旋翼桨毂系统研究的必要性和重要意义。基于变分渐近梁剖面分析法，进行了大变形复合材料柔性梁的剖面特性分析研究。利用该方法以及工程优化软件，建立了一种通用的确定叁向柔性梁扭转、弯曲段最佳剖面拓扑构型的多目标优化方法。根据第二章结论进行了复合材料叁向柔性梁的结构设计。对柔性梁叁个主要功能段进行结构布局与剖面刚度配置，并对柔性梁、桨叶模型的固有特性进行了分析。经过反复迭代与优化，得到满足结构与动力学要求的复合材料柔性梁。结合前一章设计的柔性梁，进行了无轴承旋翼桨毂系统的总体方案设计，并简要分析了这一多路传力系统的结构承载特点以及无轴承旋翼稳定性问题。利用有限元软件建立了柔性梁和变距扭管叁维FEM模型并进行了结构应力分析，强度分析时所用的极限载荷根据直升机载荷手册计算，得到了柔性梁危险截面与层间剪切应力以及扭管开口处应力分布。最后一章简要介绍了本文的主要研究工作和结果，并进一步提出了后续研究与展望。
参考文献：
[1]. 缝合/RTM复合材料计算分析的工程方法[D]. 孟凡颢. 西北工业大学. 2002
[2]. 缝合/RTM复合材料及其计算分析的工程方法[C]. 孟凡颢, 陈绍杰, 童小燕. 复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集. 2000
[3]. 缝合/RTM复合材料及其计算分析的工程方法[J]. 孟凡颢, 陈绍杰. 飞机设计. 1999
[4]. 缝合复合材料层合板的制备及性能研究[D]. 滑聪. 武汉理工大学. 2013
[5]. 用DPS模型预测缝合复合材料弹性常数[J]. 孟凡颢. 飞机设计. 2004
[6]. 缝合复合材料弹性常数的有限元分析[C]. 孟凡颢, 童小燕, 陈绍杰, 杨卫. 首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集（下册）. 2004
[7]. 缝合复合材料加筋板受冲击损伤后剩余压缩强度研究[D]. 陈涛. 南京航空航天大学. 2016
[8]. 复合材料螺旋桨桨叶强度与振动分析[D]. 高宇. 南京航空航天大学. 2005
[9]. 轻轨铁路断路绝缘器主绝缘板树脂传递模塑成型技术研究[D]. 管东波. 吉林大学. 2008
[10]. 基于柔性梁剖面优化的无轴承旋翼桨毂设计[D]. 顾永坤. 南京航空航天大学. 2011