缝合层合板刚度理论计算和有限元模型分析

采用缝合单层板刚度分析模型,建立了缝合层合板本构关系,并计算了工程常用缝合参数下特定缝合单层板的刚度矩阵,进而计算了缝合层合板的刚度矩阵,同时还用ANSYS对相同缝合层合板进行了有限元建模分析。2种方法比较表明,结果较好吻合,为缝合层合板刚度计算提供了一种有效的方法。     

湿热环境对T700/MTM46复合材料层合板拉-拉疲劳性能和疲劳可靠寿命的影响（英文）

目的:碳纤维复合材料的疲劳特性对航空结构的安全性和可靠性有很大的影响,而湿热环境对复合材料性能的退化作用较大。本文针对湿热环境对碳纤维复合材料层合板的拉-拉疲劳性能和疲劳可靠寿命的影响进行研究,为碳纤维复合材料在实际湿热环境中的应用提供参考。创新点:1.通过实验分析得到碳纤维复合材料层合板在吸湿过程中的损伤演化过程;2.采用实验和理论分析的方法,研究湿热环境对碳纤维复合材料层合板拉-拉疲劳性能和疲劳可靠寿命的影响。方法:1.通过吸湿实验,观测分析得到碳纤维复合材料层合板在湿热老化过程中的损伤演化过程;2.通过疲劳试验,研究湿热环境下碳纤维复合材料的疲劳损伤演化过程、刚度退化规律和损伤失效模式;3.通过理论分析,采用疲劳可靠寿命预测模型,得到湿热环境下碳纤维复合材料的疲劳可靠寿命。结论:1. T700/MTM46复合材料层合板在吸湿过程中,出现了微孔和微脱层等损伤,但比疲劳过程中产生的损伤要小得多;2.与常温环境相比,湿热环境下实验件的刚度退化曲线的变化趋势保持一致,但刚度下降幅度增大;3.与常温环境相比,湿热环境下实验件的疲劳极限降低约6%,疲劳损伤模式相似,但在相同疲劳循环数下的损伤程度加剧;4.在湿热环境作用下,实验件的疲劳可靠寿命大大降低。     

纤维—金属层合板的冲击响应分析

文章介绍了依据有限元方法建立起纤维-金属层合板的有限元模型,模拟出金属层的弹塑性.比较在低冲击速度下,纤维金属层合板、铝合金板和碳纤维复合材料的冲击响应,得出纤维金属层合板的抗冲击能力高于复合材料,略低于铝合金的结果.     

复合材料层合板的疲劳性能测试控制程序的编制

本文针对复合材料层合板疲劳剩余刚度和寿命测试的要求,在电液伺服低频疲劳材料试验机ＭＩＳＮＥＷ ８１０上开发疲劳试验过程计算机控制程序。     

随机参数反对称层合板响应的灵敏度分析及优化设计

工程结构中的复合材料层合板的几何参数往往具有随机性质.如何研究随机参数层合板的灵敏度, 并对参数进行优化分析,这对正确估计结构设计的可靠性有着非常重要的意义.本文用随机摄动法,导出了求反对称层合板响应灵敏度的计算公式,研究了随机参数反对称层合板响应的灵敏度和优化设计,并用网格法计算出最佳铺层角.     

飞机用复合材料结构分层损伤研究进展

复合材料是现代飞机工业不可缺少的重要结构材料,而复合材料层合板结构的分层损伤问题一直是飞机研制过程中经常要面对的结构问题.文章综述了飞机用复合材料分层损伤问题的研究进展,介绍了为保证复合材料结构的正常工作而采用的常用无损检测方法,并报道了国内外学者在含分层损伤复合材料层合板实验及数值模拟方面所做的研究.     

复合材料双向加载试验件形状优化设计

结合复合材料层合板双向加载试验的要求,对复合材料双向加载试验的十字形试验件进行了优化设计。应用Tsai-Wu准则确定复合材料试验件的破坏部位,保证破坏发生在试验区内。综合考虑了十字形试验件的倒角大小、两臂形状以及中心区域减薄等因素对试验区应变场的影响,借助Patran有限元软件和PCL参数化建模技术进行参数化建模,优化过程采用改进的蚁群算法与有限单元法相结合的方法。结果显示,优化得到的试验件形状能够较好地满足双向加载试验对试验件的破坏部位以及试验区应变均匀度的设计要求,试验件可以用于复合材料层合板的双向加载试验,不会在试验过程中发生单轴破坏现象。     

航空复合材料电磁感应焊接强度试验研究

为分析航空复合材料电磁感应焊接时焊接参数对层合板搭接接头力学性能的影响,探究不同焊接功率、焊接时间、焊接压力对碳纤维增强复合材料层合板焊接强度的影响规律,进行了航空复合材料电磁焊接强度试验。首先制备碳纤维复合材料层合板,设计三因素四水平正交试验,通过拉伸试验机获取焊接强度试验数据,确定最优电磁焊接组合参数;其次分别对三种焊接参数进行试验,分析不同焊接参数对碳纤维复合材料层合板焊接强度的变化规律。结果表明：焊接最优组合参数为焊接功率3.0 kW、焊接时间10 min、焊接压力1.0 MPa;对焊接强度影响程度最大的因素为焊接功率,影响程度最小的因素为焊接压力;当焊接功率为2.5 kW、3.0 kW,且焊接时间大于10 min时,随焊接时间增大,焊接强度逐渐减小。     

有限元分析复合层板在力载荷下的自由边应力

由于复合材料层与层之间的弹性常数的不匹配,复合层板自由边沿附近层间应力将急剧上升,从而表现出三维应力状态．、层间应力的出现能使层合板在较小的面内载荷作用下出现脱层和失效。在实际情况中,层合板自由边沿出现了三维应力状态,这是分析层合板复杂应力状态的有效方法。     

大展弦比复合材料机翼结构设计与分析（英文）

目的:大展弦比机翼具有弯矩较大、扭转刚度较差的特点。在机翼结构上利用复合材料能很好地改善机翼结构性能。本文旨在设计一个满足刚度和强度要求的大展弦比复合材料机翼,并对大展弦比机翼遇到的大变形问题提出改进方案。创新点:1.通过流固耦合的方法对大展弦比机翼进行气动仿真和有限元静力分析;2.针对大展弦比机翼产生的大变形现象,提出增加机翼外挂或在翼尖处增加翼尖小翼的方法进行改进。方法:1.通过数值仿真建立机翼的有限元模型,并对机翼进行气动分析;2.通过流固耦合,将在FLUENT中的气动力加载到有限元静力分析模块进行分析;3.通过Workbench中的ACP复合材料专用模块,对复合材料结构进行铺层。结论:1.综合考虑刚度、强度以及减重效果,确定12 mm为本文大展弦比复合材料机翼的最佳蒙皮厚度;2.利用增加外挂的方法减小机翼大变形时,当外挂重心位置在机翼重心线前15%时机翼变形减小的程度最大;3.在翼尖处增加高度为300mm的翼尖小翼时机翼变形减小程度最大。4.在相同受载情况下,相比于金属材料机翼,复合材料机翼结构能够有效减小机翼的翼尖最大位移和最大应力。     

双层钢板混凝土组合剪力墙的抗剪性能(英文)

为深入了解双层钢板混凝土组合剪力墙的抗剪性能,采用数值模拟的方法研究了钢板厚度、混凝土厚度、混凝土强度及组合剪力墙的跨高比等主要参数对该组合剪力墙抗剪性能的影响规律,并提出了该组合剪力墙弹性抗侧刚度及抗剪极限承载力的简化计算公式.研究表明:随着钢板厚度、混凝土厚度、混凝土强度等级的增加,组合剪力墙的抗剪性能均有较显著的提高;组合剪力墙跨高比的变化对其弹性抗侧刚度影响较大,而对其抗剪极限承载力的影响并不明显.通过将公式计算结果与有限元计算结果进行对比分析,发现提出的简化计算公式较合理,能较好地反映双层钢板混凝土组合剪力墙的实际受力状态.该结论可作为双层钢板混凝土组合剪力墙初步设计的参考建议.     

钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构抗震性能有限元分析

利用有限元软件ABAQUS对纯钢框架试件、冷弯薄壁型钢组合墙体试件、钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体试件、覆双面OSB板的钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体试件进行水平低周往复荷载作用下研究,分析了试件的滞回曲线、骨架曲线、抗侧刚度、延性和耗能等。结果表明,钢框架与冷弯薄壁型钢组合墙体有明显的组合效应;冷弯薄壁型钢组合墙体能明显增强钢框架结构的承载力、刚度、延性和耗能能力;覆双面OSB板钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构抗震性能较不覆板的钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构抗震性能好。     

复合材料的强度和稳定性理论中的几个近代问题

本文论述了复合材料的强度和稳定性理论中的三个近代问题:复合材料迭层板的强度准则,多层复合材料圆柱壳的非线性稳定性理论,以及复合材料板的动力稳定性理论。关于迭层板的强度准则,论述了目前以张量多项式形式所表述的唯象性破坏准则,着重讨论和比较了各种近代理论在确定耦合系数方面的特点和差别。提出了近代理论中所存在的困难和发展趋势。在多层复合材料圆柱壳的非线性稳定性理论分析中,主要的问题在于如何研究和考虑那些非线性因素,诸如由材料的剪切模量所引起的物理非线性,横向剪切变形的影响,壳体结构的初始缺陷和几何非线性,以及前屈曲变形和边界支承条件的影响等。本文指出了考虑这些因素的方法以及它们的影响程度。复合材料板的动力屈曲性能研究是一个重要的近代研究方向。本文提出了关于复合材料本身的阻尼系数,纵向和转动惯性力影响,横向剪切效应,迭层板的初始几何缺陷,以及增强纤维的铺设方向等因素对于动力屈曲性能的影响。同时提出了计算这些影响的方法,指出这些因素在复合材料板的动力稳定性分析中有着重要作用。     

壳梁组合结构自由阻尼处理有限元分析

构造了壳梁组合结构自由阻尼处理薄板结构的有限元模型, 将板单元的节点作为主节点, 梁单元的节点作为从属节点, 推导出相应的刚度矩阵和质量矩阵. 在用有限元法进行结构动态特性分析的基础上, 用模态变形能法估算了结构的模态损耗因子. 最后以一计算实例将本文方法所得结果与用ANSYS软件计算所得结果进行了比较, 结果表明本文方法计算效率高、简单可行, 且具有较高的精度和工程实用性.     

混凝土板厚度对端板型半刚性组合节点力学性能的影响分析

根据目前半刚性组合节点的研究现状、连接形式及分析模型,利用有限元分析软件AN-SYS8.0建立了端板型半刚性组合节点的有限元模型,在验证模型的正确性的基础上,利用该模型分析了混凝土板厚度、对组合节点初始转动刚度、塑性极限弯矩和塑性极限转角的影响。端板型半刚性组合节点的初始转动刚度、塑性极限弯矩和塑性极限转角都随组合节点中混凝土板厚度的增加而增加。     

The Hamilton System and Hamilton Type Generalized Variational Principle for the Laminated Composite Plates and Shells

lintroductionTileHamilton'systemwasfirstestablishedinthegeometricaloptics,andwasappliedtothetheoreticalmechanicslater.ItsbasicideaistotransformtheEuclidspacetothesymplecticgeometryspaceforcomputing,thatistosay,theLagrangeequationsarechangedintotheHamilton…     

Finite element analysis of dynamic response and structure borne noise of gearbox

A dynamic finite element method combined with finite element mixed formula for contact problem is used to analyze the dynamic characteristics of gear system. Considering the stiffness excitation, error excitation and meshing shock excitation, the dynamic finite element model is established for the entire gear system which includes gears, shafts, bearings and gearbox housing. By the software of I-DEAS, the natural frequency, normal mode, dynamic time-domain response, frequency-domain response and one-third octave velocity grade structure borne noise of gear system are studied by the method of theoretical modal analysis and dynamic response analysis. The maximum values of vibration and structure borne noise are occurred at the mesh frequency of output grade gearing.     

压弯构件的弹塑性分析

在很多弹塑性问题分析中需要随应力状态的变化,不断调整单元刚度矩阵中的有关元素。对于压弯构件,当截面出现塑性时,弹性时期的单元刚度矩阵已经不再适用,即轴力弯距出现耦合现象,需要重新计算本阶段的单元刚度矩阵。可基于截面刚度矩阵以及现有的位移模式推导出弹塑性阶段的单元刚度矩阵。     

风力机叶片的有限元建模

以750kW中等长度水平轴风力机叶片为例,应用ANSYS软件,通过GUI操作界面实现复合材料风力机叶片的有限元建模。使实体模型可直接运用于力学性能分析,而无需再在CAD软件与有限元软件间相互转换。同时由于ANSYS软件对于复合材料分析的良好支持,使所建模型能更为真实的反映其结构性能,从而更好地为风力发电机的设计、分析服务。