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  • 简介:陶瓷基复合材料盖板式热防护系统是一种具有防热/承载-体化功能的新型热防护结构。本文在国外研究基础上,对盖板热防护系统进行了初步设计与分析,提出了盖板热防护系统设计方案,进行了相关热响应分析,并在热载荷与气动压力载荷联合作用下,进行了结构应力与变形分析,对盖板热防护系统静强度性能进行了初步评估。

  • 标签: 热防护系统 陶瓷基复合材料 设计 热分析
  • 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:介绍了激光打孔的基本原理,对激光能量、离焦量、轨迹在激光旋切法加工盲孔过程中对孔形和表面质量的影响进行了分析和试验验证,并给出了一般规律.依据试验结果确定了合理工艺参数,采用旋切法在碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(Cf/SiC)上打出了孔径为1mm,孔深为1.1mm,锥度小于15°的盲孔.

  • 标签: 激光打孔 旋切法 碳化硅陶瓷 盲孔
  • 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:阐述了C/SiC陶瓷基复合材料与铌合金的活性钎焊连接方式,通过扫描电镜、金相分析等手段,研究了钛基和铜基活性钎焊料分别在C/SiC陶瓷基复合材料和铌合金上的润湿性,并分析了两种材料的钎焊连接界面的微观元素扩散特征。研究结果表明,陶瓷基复合材料与铌合金的活性钎焊机理主要是通过钎焊料中的活性元素分别向陶瓷和铌合金中扩散并发生化学反应,从而实现三者之间的良好键合。

  • 标签: C/SiC陶瓷基复合材料 活性钎焊 润湿性
  • 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
  • 简介:本文对贴补修理时可能存在的胶层缺陷问题,提出了“三维实体一弹簧元”的建模思想,利用弹簧元来模拟胶层的粘附界面,可以方便地模拟胶层可能存在的缺陷形式。基于“三维实体一弹簧元”有限元模型,对贴补修理结构进行了修补参数影响分析,并研究了缺陷位置、面积等缺陷参数对贴补修理效果、破坏模式的影响规律。研究结果表明:(1)补片直径取为孔径的3倍左右、厚度取为母板的50%左右时能取得较好的修理效果;(2)当存在胶接缺陷(尤其是缺陷均匀分布)时会降低修理效果,影响破坏模式。

  • 标签: 胶接贴补 弹簧元 胶接缺陷 参数分析
  • 简介:随着深空探测技术的发展,对深空探测器的环境温度要求越来越高,姿控发动机用电磁阀的最高工作温度由原先的80℃上升为140℃。为满足深空探测技术对阀门的高温环境要求,进行了两组试验,通过常温电磁阀的动作试验、验收级热循环试验(10-90℃)、鉴定级热循环试验(0-100℃)以及流阻试验进行比对,筛选出可耐高温的阀芯密封材料(PFA)。采用该阀芯密封材料的阀门顺利通过高温电磁阀的热循环试验(-15-135℃)、热真空试验(-15-135℃)、力学试验以及50万次寿命试验的验证,试验过程中以及试验后,采用该阀芯密封材料的阀门行程、漏率和响应特性等性能参数稳定。证明该阀芯密封材料可满足深空探测系统对阀门的高温环境要求。

  • 标签: PFA 阀芯 耐高温材料 性能试验
  • 简介:通过对K163-GH3030材料对接和搭接焊进行高温瞬时拉伸、高温疲劳寿命试验,得出该对接和搭接焊接头的S-N曲线,举例评定了构件的疲劳寿命,比.较分析了对接焊与搭接焊疲劳,寿命的差异,指出了在承力结构中应该尽量避免搭接焊.

  • 标签: 异性材料 搭接焊 对比试验 疲劳寿命 S-N曲线 拉伸强度
  • 简介:介绍了三维整体编织复合材料单耳承力接头在静载条件下的破坏模式。重点研究了由三种编织工艺、两种连接孔加工方式、两种几何外形所组成的十组三维编织复合材料单耳承力接头的破坏机理与破坏载荷。对其在航空结构中的可应用性做出了评估.

  • 标签: 三维编织复合材料 航空结构 模态 承力接头 破坏模式 编织工艺
  • 简介:文章介绍了基于Delphi的复合材料结构细节强度分析软件的设计过程,并以如何确定某材料层压板最适用的强度计算方法为例总结了软件的应用。软件共设计了5个模块,分别是:层压板强度刚度计算模块、层压板冲击后压缩强度计算模块、层压板开孔拉压强度计算模块、层压板稳定性计算模块和材料数据库管理模块。软件各个模块分别集成了《复合材料结构设计手册》里强度刚度、损伤容限、稳定性等方面的分析计算方法,可以为复合材料结构设计许用值的确定提供参考,提高结构设计的效率。

  • 标签: DELPHI 复合材料 结构强度 分析软件
  • 简介:在严峻的竞争形势下,欧洲的飞机工业要求降低开发和使用成本。实现这一目标,欧盟加大了对复合材料加筋结构后屈曲设计技术研究的支持力度,在第五、第六和第七框架计划下开展了一系列相关研究项目。本文着重介绍POSICOSS、COCOMAT、DESICOS等项目的研究、目标、工作描述及成果,理出了欧洲未来复合材料加筋壁板的后屈曲分析的新概念,并指出了这些项目带给我们的启示。

  • 标签: 欧盟 后屈曲分析 复合材料 加筋板
  • 简介:从复合材料结构设计许用值的概念和复合材料的冲击后压缩强度性能出发,讨论了按NASA标准得到的CAI值与它们的关系,指出了传统的CAI值不能充分反映复合材料体系的抗冲击性能。且与结构压缩设计许用值无任何联系。在对复合材料结构完整性要求和作者的试验研究,和对国外文献总结的基础上,提出复合材料抗冲击性能的评定应包括损伤阻抗和损伤容限两方面。大量的试验数据证实复合材料层压板抗冲击性能存在拐点现象,在对拐点附近复合材料层压板的破坏机理研究基础上,建议用拐点附近的性能建立复合材料层压板抗冲击性能的评定体系,即可以用表面层在冲击下保持其完整性的最大能力(最大接触力)来表征复合材料体系的损伤阻抗(韧性);用出现拐点后基本不变的压缩强度(破坏应变)门槛值来表征复合材料体系的损伤容限。

  • 标签: 航空航天材料 复合材料抗冲击性能评定 损伤容限 损伤阻抗 CAI
  • 简介:以石英灯为加热元件,进行了烧蚀型防热材料的热试验,对比了热流密度计不同布置方式下的试验结果差异,分析了防热材料的烧蚀特性对不同布置方式的影响。结果表明,对于烧蚀型防热材料,热流密度计内嵌的方式能够规避材料烧蚀时烟尘的不利影响,并能实时准确地表征烧蚀材料表面所承受的热流密度值;热流密度计悬置的方式削弱了材料烧蚀时火焰造成的控制参数波动,但无法消除烟尘的影响,致使试验中材料表面的热流密度值低于理论值。

  • 标签: 烧蚀材料 热流密度计 热试验技术