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考虑细观随机分布的SMC/UD混杂复合材料建模与分析 被引量：1
1
作者 杨睿 陈冠华 +1 位作者 孙士勇 王俊龙 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期16-22,共7页
本文针对片状模塑料(SMC)/单向纤维(UD)构成的混杂复合材料力学性能进行研究,在细观层面采用蒙特卡洛方法随机生成纤维片,提出的抑制干涉效应的建模方法能够有效改善纤维片间的重叠率,通过敏感度分析确定了细观代表体元尺寸,对细观代表... 本文针对片状模塑料(SMC)/单向纤维(UD)构成的混杂复合材料力学性能进行研究,在细观层面采用蒙特卡洛方法随机生成纤维片,提出的抑制干涉效应的建模方法能够有效改善纤维片间的重叠率,通过敏感度分析确定了细观代表体元尺寸,对细观代表体元施加周期性边界条件以获得混杂复合材料弹性参数,模型的弹性模量预测结果和试验结果吻合良好;并进一步探讨了纤维片尺寸、体积分数以及铺层方式对混杂复合材料弹性模量的影响。结果表明:纤维片长宽比不同会导致代表体元尺寸发生变化,长宽比增加,混杂复合材料弹性模量增加;纤维片体积分数增加将导致混杂复合材料弹性模量增加;对混杂复合材料进行铺层设计,可以使其既具有SMC复合材料的可成型性,又具有与准各向同性材料相当的弹性模量。 展开更多
关键词 有限元分析 周期性边界条件 混杂复合材料 代表体元 SMC
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基于改进YOLOv5s的拉挤板缺陷检测 被引量：1
2
作者 徐东亮 赖九衡 杨会兰 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第5期132-141,共10页
为解决传统拉挤板缺陷检测方法中存在的检测精确度低、检测速度慢等问题,创建了玻璃纤维拉挤板缺陷数据集,提出了一种基于改进YOLOv5s的拉挤板缺陷检测模型。主要改进为:在特征提取网络部分,添加EvcBlock模块增强小目标特征提取能力,添... 为解决传统拉挤板缺陷检测方法中存在的检测精确度低、检测速度慢等问题,创建了玻璃纤维拉挤板缺陷数据集,提出了一种基于改进YOLOv5s的拉挤板缺陷检测模型。主要改进为:在特征提取网络部分,添加EvcBlock模块增强小目标特征提取能力,添加CBAM注意力机制提高重要特征的关注度;使用C3-Faster模块优化C3模块,实现了模型轻量化;在检测端引入具有形状损失的新型损失函数ShapeIoU,优化了预测框和真实框的拟合效果,提高了缺陷检测精确度。实验结果表明:改进后的YOLOv5s模型对比原YOLOv5s模型,mAP@0.5提升了3.6%,达到了88.7%,参数量降低了2.1%。改进模型检测速度为121.95 f/s,与YOLOv8s等五种模型相比综合性能更优,能够满足拉挤板缺陷检测的需求。 展开更多
关键词 拉挤板 YOLOv5s 缺陷检测 EvcBlock C3-faster ShapeIoU 复合材料
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CFRP/铝材料轮毂轻量化设计 被引量：1
3
作者 康元春 杨建华 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期94-100,共7页
对轮毂进行轻量化设计,使用碳纤维复合材料替换原铝合金轮辋,采用了以神经网络作为代理模型的优化方法。基于等刚度理论确定碳纤维复合材料轮辋的初始厚度;综合考虑铝合金轮辐和碳纤维轮辋厚度对其性能的影响,利用拉丁超立方抽样生成多... 对轮毂进行轻量化设计,使用碳纤维复合材料替换原铝合金轮辋,采用了以神经网络作为代理模型的优化方法。基于等刚度理论确定碳纤维复合材料轮辋的初始厚度;综合考虑铝合金轮辐和碳纤维轮辋厚度对其性能的影响,利用拉丁超立方抽样生成多组试验样本;基于试验样本运用神经网络作为代理模型,对轮辐的厚度尺寸和轮辋各角度碳纤维铺层厚度进行优化;为得到最佳的碳纤维铺层顺序,在Optistruct中进一步对碳纤维轮辋铺层顺序进行优化。最终得到的CFRP/铝材料轮毂重量上减轻18.43%,且满足刚度及强度的相关要求。 展开更多
关键词 铝/碳纤维 轮毂 轻量化 神经网络 铺层优化 复合材料
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随机分布载荷作用下双向功能梯度材料悬臂梁的半解析模拟方法
4
作者 张龙 张伟 +1 位作者 范钧滔 廖文林 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第9期16-26,共11页
为了研究随机分布载荷作用下的双向功能梯度材料(Functionally Graded Material,FGM)悬臂梁的力学行为,本文发展了一种高精度、高效率的半解析方法。首先介绍了双向FGM悬臂梁的物理模型,然后推导了其在随机分布载荷作用下的基本控制方程... 为了研究随机分布载荷作用下的双向功能梯度材料(Functionally Graded Material,FGM)悬臂梁的力学行为,本文发展了一种高精度、高效率的半解析方法。首先介绍了双向FGM悬臂梁的物理模型,然后推导了其在随机分布载荷作用下的基本控制方程,并通过MATLAB编程实现了方程组的迭代求解。在此基础上开展了单向/双向FGM悬臂梁受纯弯曲载荷或均布载荷的算例分析,并与精确解、铁木辛柯梁理论解和梯度有限元方法解对比研究,结果表明本文方法收敛性好、计算精度高。最后,将本文方法用于双向FGM悬臂梁受线性分布载荷、正弦分布载荷或随机分布载荷作用下的力学行为模拟仿真分析,所得结果与梯度有限元方法模拟结果吻合较好,最大挠度、应力相对误差分别为2.11%、3.39%。 展开更多
关键词 双向功能梯度材料 悬臂梁 随机分布载荷 半解析法 有限元方法 复合材料
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GFRP-十字形钢骨混凝土柱轴压试验及力学性能研究
5
作者 张云峰 马锦辉 +3 位作者 张佳睿 滕振超 王桐 梁晨光 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第5期117-124,141,共9页
本文旨在研究纤维增强复合材料(GFRP)钢骨混凝土短柱在轴压作用下的力学性能。对6根采用不同组合形式的GFRP管钢骨混凝土短柱进行了轴压试验,并利用ABAQUS建立GFRP管约束十字形钢骨混凝土柱的力学模型进行参数分析,研究不同截面形式、... 本文旨在研究纤维增强复合材料(GFRP)钢骨混凝土短柱在轴压作用下的力学性能。对6根采用不同组合形式的GFRP管钢骨混凝土短柱进行了轴压试验,并利用ABAQUS建立GFRP管约束十字形钢骨混凝土柱的力学模型进行参数分析,研究不同截面形式、钢骨腹板间距、长细比、纤维缠绕角度对构件的轴压力学性能的影响规律。试验结果表明:与传统十字形钢骨混凝土柱相比,有加劲肋的新型钢骨混凝土柱的极限承载力提升约6%;随着钢骨腹板间距的增加,组合柱的极限承载力得到显著提高;增加长细比组合柱的极限承载力和刚度也相应减小;与纤维缠绕角度为45°的构件相比,单层纤维缠绕角度为0°的构件的极限承载力增长39%,但构件的初始刚度几乎没受影响;同时,交替排布的纤维缠绕角度的极限承载力及刚度没有明显的变化规律。 展开更多
关键词 GFRP管 组合结构 轴压性能 有限元分析
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低周反复荷载作用下芯钢管连接的PVC-CFRP管混凝土柱-RC梁边节点应变分析
6
作者 于峰 施坤 +2 位作者 管玉聪 方圆 许波 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期57-67,共11页
为分析芯钢管连接的PVC-CFRP管混凝土柱-RC梁边节点的应变发展规律,通过10个芯钢管边节点试件和1个普通边节点试件的低周反复试验,探析芯钢管含钢率、CFRP条带间距、节点环箍配箍率、轴压比和梁纵筋配筋率的影响。试验结果表明:试件在... 为分析芯钢管连接的PVC-CFRP管混凝土柱-RC梁边节点的应变发展规律,通过10个芯钢管边节点试件和1个普通边节点试件的低周反复试验,探析芯钢管含钢率、CFRP条带间距、节点环箍配箍率、轴压比和梁纵筋配筋率的影响。试验结果表明:试件在节点处发生剪切破坏。早期节点剪力主要由混凝土斜压杆承担,当试件达到峰值承载力时,节点斜向压力仍由混凝土承担,而斜向拉力由柱纵筋和节点环形箍筋共同承担,芯钢管直接参与抗剪。考虑芯钢管含钢率、节点环箍配箍率和轴压比的影响,引入边节点抗剪综合影响系数,建立边节点抗剪承载力的计算模型,公式计算结果与试验值吻合较好。 展开更多
关键词 PVC-FRP管混凝土 节点 钢管混凝土 破坏形态 应变分析 受剪机理 复合材料
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爆炸冲击波与破片联合作用下纤维织布失效行为研究
7
作者 解江 蒋逸伦 +2 位作者 李漩 潘汉源 冯振宇 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期48-56,共9页
简易爆炸装置(IEDs)是民航恐怖袭击事件中常见的袭击破坏手段之一。在机舱内部需要对小当量爆炸装置进行防护的场景下,高性能纤维织布可作为防爆结构进行使用。针对含破片爆炸威力场下纤维织布的失效行为,开展了芳纶(Ar-amid)和超高分... 简易爆炸装置(IEDs)是民航恐怖袭击事件中常见的袭击破坏手段之一。在机舱内部需要对小当量爆炸装置进行防护的场景下,高性能纤维织布可作为防爆结构进行使用。针对含破片爆炸威力场下纤维织布的失效行为,开展了芳纶(Ar-amid)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)平纹织布的预置破片自由场爆炸试验,并使用超压传感器、高速摄像机记录了试验过程。通过爆炸冲击波及破片传播的理论分析及试验结果,对纤维织布的失效行为进行了研究并评估了织布的防护效果。结果表明:预置破片后对爆炸威力场的改变会使织布的失效模式发生明显转变;近爆距下,含破片爆炸威力场中的冲击波早于破片作用于织布,织布经历冲击波作用后产生的预应力或失效会导致其抗破片能力变弱;在药量相同的近爆距工况下,预置破片时相比无破片时需要更大的织布厚度才能实现对冲击波与破片的完全防护,加强纤维织布抗破片性能是后续工作中防护性能提升的重点。 展开更多
关键词 纤维织布 爆炸力学 爆炸冲击波 高速破片 失效行为 复合材料
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变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能优化设计
8
作者 孙士平 常梦源 胡政 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期67-75,共9页
采用泊松比分类六边形蜂窝构型,基于均匀化理论建立蜂窝单胞参数化有限元模型,开展了变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能分析与给定反射率目标的蜂窝构型优化。计算结果表明:2~18 GHz电磁波垂直入射工况下,减小蜂窝边长和增大蜂窝高度均能... 采用泊松比分类六边形蜂窝构型,基于均匀化理论建立蜂窝单胞参数化有限元模型,开展了变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能分析与给定反射率目标的蜂窝构型优化。计算结果表明:2~18 GHz电磁波垂直入射工况下,减小蜂窝边长和增大蜂窝高度均能有效提高结构吸波性能,使泊松比趋于零的蜂窝角度变化可提高吸波性能,存在与蜂窝几何参数匹配的最佳涂层厚度,能够获得最优吸波性能;与正泊松比常规六边形蜂窝、零泊松比半内凹六边形蜂窝和负泊松比内凹六边形蜂窝的初始方案相比,反射率为-10 dB时,三种优化蜂窝吸收带宽分别增大了56.8%、35.2%、52.5%,而反射率为-20 dB时,三种优化蜂窝吸收带宽分别从零增大为4 GHz、2.3 GHz、0.5 GHz;三种泊松比蜂窝中,正泊松比蜂窝的优化适应潜力最好。研究结果为多功能蜂窝吸波结构的蜂窝构型设计提供了参考。 展开更多
关键词 吸波性能 泊松比 蜂窝构型 优化设计 蜂窝夹芯结构 复合材料
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针刺陶瓷基复合材料孔隙缺陷参数化表征及其弹性参数预测
9
作者 孙士勇 李海林 王俊龙 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期20-27,67,共9页
针刺陶瓷基复合材料在航空航天等热端结构上具有广泛应用前景,但在预制、沉积等过程中产生的制造缺陷导致其性能分散性大,难以准确预测其力学行为。本文基于X射线显微镜和三维图像重构技术,结合概率拟合方法,对材料孔隙缺陷的尺寸和结... 针刺陶瓷基复合材料在航空航天等热端结构上具有广泛应用前景,但在预制、沉积等过程中产生的制造缺陷导致其性能分散性大,难以准确预测其力学行为。本文基于X射线显微镜和三维图像重构技术,结合概率拟合方法,对材料孔隙缺陷的尺寸和结构特征进行参数化表征,发现与单向层相比,网胎层孔隙率高,且孔隙等效直径大,但长宽比小。采用椭球拟合和多尺度建模方法,对材料的弹性性能进行了预测和分析,预测结果与实验结果相差约3.1%,具有较好的准确性。通过对孔隙参数的讨论发现:单向层孔隙在分布方向上具有较好的统一性,对纤维束长度方向弹性性能的削减程度低于对其他方向弹性性能的削减程度;相较而言,网胎层具有较高的孔隙率,通过改善工艺参数降低网胎层孔隙率,有利于进一步提高材料整体的弹性性能。 展开更多
关键词 针刺陶瓷基复合材料 X射线显微镜 孔隙缺陷表征 多尺度建模 弹性性能
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不同温度下碳纤维复合材料-钢胶接界面黏结性能研究
10
作者 刘伟 杨继 +2 位作者 袁春辉 夏旭 张锦光 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期39-45,70,共8页
本文针对RN136N/HN136N双组分胶黏剂研究了钢与碳纤维复合材料胶接连接在10~90℃下的力学特性,首先基于内聚力模型对界面力学行为进行了仿真分析,其次开展了不同温度下碳纤维复合材料-钢单搭接样件的拉伸剪切试验,研究了界面的破坏模式... 本文针对RN136N/HN136N双组分胶黏剂研究了钢与碳纤维复合材料胶接连接在10~90℃下的力学特性,首先基于内聚力模型对界面力学行为进行了仿真分析,其次开展了不同温度下碳纤维复合材料-钢单搭接样件的拉伸剪切试验,研究了界面的破坏模式和极限承载力等。结果表明:样件的破坏模式与温度具有较大的相关性。样件在30℃时的极限承载力最高,其极限承载力与界面黏结刚度随温度的升高呈现先增大后减小的变化趋势。仿真的极限承载力与试验结果较为吻合。研究还发现在低应力状态下,接头整体应力分布较为均匀,在较高的应力水平下,接头的中部会承受较大的拉伸应力,两侧会承受较大的剪切应力。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 胶接界面 内聚力单元 破坏模式 极限承载力
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芳纶纤维对CFRP层合板的雷电防护效应
11
作者 张铁纯 夏安 +3 位作者 孙斌 张波 司晓亮 黄业园 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期71-77,共7页
芳纶纤维具有良好的电热绝缘性和阻燃特性,本文利用芳纶纤维织物作为金属铜网和碳纤维复合材料层合板之间的隔离层,制备了无芳纶纤维、单层芳纶纤维和双层芳纶纤维三种结构复合材料层合板,通过雷电试验、建立电-热耦合模型以及无损超声... 芳纶纤维具有良好的电热绝缘性和阻燃特性,本文利用芳纶纤维织物作为金属铜网和碳纤维复合材料层合板之间的隔离层,制备了无芳纶纤维、单层芳纶纤维和双层芳纶纤维三种结构复合材料层合板,通过雷电试验、建立电-热耦合模型以及无损超声C扫描技术方法,分析了含芳纶纤维的复合材料层合板在雷电流C波和D波作用下的雷电防护效果以及芳纶纤维厚度对复合材料层合板雷电防护效率的影响,讨论了芳纶纤维织物作为隔离层的雷电防护机制。研究结果表明:在雷电流C波和D波作用下,与无芳纶纤维相比,单层芳纶纤维复合材料层合板的第一层碳纤维面积损伤分别减小了69.1%和78.9%,深度损伤分别减小了72.2%和68.8%;双层芳纶纤维的碳纤维层合板均无雷击损伤。这证明芳纶纤维能够抵御电流厚度方向流入,大幅减小了CFRP层合板的电流密度和雷击烧蚀损伤。此研究可为CFRP层合板雷电防护结构设计提供有力支撑。 展开更多
关键词 芳纶纤维 CFRP层合板 雷击损伤 雷电防护
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选区激光熔化成型铝基复合材料研究进展
12
作者 贺荣 曾一达 +3 位作者 宋宜薯 胡裕 江一 刘泽民 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期133-140,共8页
选区激光熔化(SLM)制备铝基复合材料,改善了传统制造方法遇到的颗粒团聚、界面结合差等问题。本文以激光参数和增强颗粒为切入点,综述了微观结构、组织转变、颗粒分散、晶体形态和界面结合等微观组织特征及演化规律。增强颗粒在基体中... 选区激光熔化(SLM)制备铝基复合材料,改善了传统制造方法遇到的颗粒团聚、界面结合差等问题。本文以激光参数和增强颗粒为切入点,综述了微观结构、组织转变、颗粒分散、晶体形态和界面结合等微观组织特征及演化规律。增强颗粒在基体中成为异质形核点,促进了晶粒细化,优化了晶体形态;激光参数调整能量输入,使熔池产生温度梯度,引起的Marangoni流优化了颗粒分布和界面等微观结构。阐述了SLM制备的Al基复合材料的拉伸和疲劳性能优于相同方法制造的铝和铝合金性能,并根据微观失效断面分析了影响因素。可通过调整激光参数和增强颗粒,改善微观组织,减少气孔和裂纹,从而提高材料拉伸和疲劳性能。最后总结了SLM制备的铝基复合材料的优缺点,根据仍存在的问题对尚待解决的技术问题和未来研究方向作了展望。 展开更多
关键词 选区激光熔化 铝基复合材料 组织转变 拉伸性能 疲劳性能
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基于机器视觉玻璃纤维束缺陷检测技术的研究
13
作者 徐东亮 薛紫阳 赖九衡 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第2期145-150,共6页
玻璃纤维束是由成百上千根细小的玻璃纤维组合而成的整体,这种结构导致在纤维缠绕制品生产工艺过程中的断纱缺陷难以识别。针对此难题,提出了一种基于机器视觉检测玻璃纤维束是否有缺陷及缺陷位置定位的方法。利用工业相机实时拍摄纱路... 玻璃纤维束是由成百上千根细小的玻璃纤维组合而成的整体,这种结构导致在纤维缠绕制品生产工艺过程中的断纱缺陷难以识别。针对此难题,提出了一种基于机器视觉检测玻璃纤维束是否有缺陷及缺陷位置定位的方法。利用工业相机实时拍摄纱路上玻璃纤维束的图像,并把图像传输到计算机,由计算机利用OpenCV库对每一帧玻璃纤维束的图像进行处理,得到每根玻璃纤维束的轮廓及缺陷特征,根据缺陷特征通过缺陷检测算法判断玻璃纤维束是否完全断开或部分断开,利用KNN算法判断缺陷所在位置。玻璃纤维束的运动速率为1 m/s,以30 fps的帧率采集600张图像进行实验验证,检测数据表明综合准确率达96.6%,满足玻璃纤维束缺陷检测的要求。 展开更多
关键词 机器视觉 玻璃纤维束 图像处理 缺陷检测 KNN分类算法 复合材料
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海洋环境下CFRP布加固混凝土圆柱约束有效性系数分析
14
作者 高婧 吴书航 周月明 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期109-117,共9页
为研究海洋环境下CFRP布加固混凝土圆柱构件的约束有效性系数,设置正常环境与海洋环境2种工况,进行了5组共27个混凝土圆柱试件轴压试验,对比分析各组试件的破坏形态、轴向变形、极限破坏荷载值,并计算出了海洋环境下CFRP布约束混凝土圆... 为研究海洋环境下CFRP布加固混凝土圆柱构件的约束有效性系数,设置正常环境与海洋环境2种工况,进行了5组共27个混凝土圆柱试件轴压试验,对比分析各组试件的破坏形态、轴向变形、极限破坏荷载值,并计算出了海洋环境下CFRP布约束混凝土圆柱理论模型的约束有效性系数。结果表明:海洋环境下,CFRP布与混凝土圆柱的黏结作用得到增强,改变了混凝土圆柱构件的破坏形态;CFRP布加固的层数对混凝土圆柱极限承载力的显著提升并不受海水腐蚀条件影响,海洋环境下的约束有效性系数对该理论模型仍然适用。 展开更多
关键词 CFRP布 混凝土圆柱 海洋环境 轴压性能 破坏形态 约束有效性系数
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高温环境对混凝土内GFRP筋拉伸性能退化影响
15
作者 陆春华 李朝晖 +2 位作者 漆仲浩 朱学武 徐奕帆 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第2期12-19,共8页
对埋置于混凝土内的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋进行高温后拉伸试验,分析了高温下混凝土试件内外温度变化、筋材外观变化,重点探讨了高温后混凝土内GFRP筋拉伸性能退化规律及其抗拉强度保留系数的预测方法。试验与分析结果表明:混凝土... 对埋置于混凝土内的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋进行高温后拉伸试验,分析了高温下混凝土试件内外温度变化、筋材外观变化,重点探讨了高温后混凝土内GFRP筋拉伸性能退化规律及其抗拉强度保留系数的预测方法。试验与分析结果表明:混凝土内GFRP筋存在明显温度滞后现象,炉内升温约2 h后,混凝土内GFRP筋才能达到环境温度,混凝土保护层降低了内部筋材在高温后的松散程度;300~350℃的工况温度下,混凝土保护层对GFRP筋的抗拉强度保护作用较明显。工况温度达到400℃后,GFRP筋的拉伸性能迅速下降,混凝土保护层的隔温保护作用逐渐减弱至消失;300℃工况下,恒温时长对混凝土内GFRP筋抗拉强度影响显著,对其弹性模量影响较小;采用Boltzmann函数可以有效预测混凝土内GFRP筋在高温后的抗拉强度保留系数。相关研究可为GFRP筋在混凝土结构中的耐火设计提供参考。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强复合材料(GFRP) 高温环境 混凝土 拉伸性能 预测模型
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30kg级复合材料垂直起降倾转旋翼固定翼无人机设计与分析
16
作者 刘峰 韦振鹏 毛嘉元 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第7期115-122,共8页
本文设计了一款多用途、长航时、垂直起降倾转旋翼复合材料固定翼无人机,最大起飞重量为30 kg,增程续航时间大于24 h。同时完成了全机总体设计、气动分析和结构设计,开展了中翼段静力加载验证试验,并与计算数据进行了对比。基于有限元分... 本文设计了一款多用途、长航时、垂直起降倾转旋翼复合材料固定翼无人机,最大起飞重量为30 kg,增程续航时间大于24 h。同时完成了全机总体设计、气动分析和结构设计,开展了中翼段静力加载验证试验,并与计算数据进行了对比。基于有限元分析,对机体进行了强度、刚度、稳定性校核:采用了Hashin失效准则,对夹芯结构碳纤维面板、轻木芯材和碳纤维蒙皮进行了强度校核;对机翼蒙皮铺层方案进行了优化设计,评估了结构承载性能。分析表明,机身挂载任务载荷以2.5g过载爬升为最严酷工况,高应力区位于中翼中部,上蒙皮易发生屈曲,结构初始损伤为轻木夹芯的压缩损伤。初始铺层方案的结构满足性能要求,载荷裕度过大。机翼蒙皮进行分区准等强度优化设计后,减重1.51 kg,占初始重量的17%。载荷裕度降为0.13,结构承载效率大幅提升,最后根据能耗关系评估了无人机续航能力。 展开更多
关键词 复合材料 垂直起降 倾转旋翼 固定翼 无人机
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混合元分裂因子的取值与层合板静力学问题分析
17
作者 黄选红 王永钢 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期47-56,共10页
相对于传统的混合变分原理,带有分裂因子的广义混合变分原理的优越性非常明显。目前,广义混合元模型中分裂因子值的选取是一个开放性问题。基于线弹性问题的应变能等于余能且应变能和余能分别等于混合能量的一半的理论,提出了一种选择... 相对于传统的混合变分原理,带有分裂因子的广义混合变分原理的优越性非常明显。目前,广义混合元模型中分裂因子值的选取是一个开放性问题。基于线弹性问题的应变能等于余能且应变能和余能分别等于混合能量的一半的理论,提出了一种选择分裂因子的误差分析方法。该方法为获取协调广义混合元的适当分裂因子提供了新的途径。数值实例分析表明,通过本文方法获得的协调混合元的分裂因子值,同样适用于3D复合材料层合板问题的求解,且在网格模型相同的情下,可获得更精确的数值结果。 展开更多
关键词 广义混合元 分裂因子 应变能 余能 复合材料
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航空领域热塑性复合材料应用研究进展
18
作者 刘代军 马筱逸 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第8期142-147,共6页
热塑性复合材料(TPC)具有轻质、高强度和可回收性等特性,是实现零排放目标的关键材料之一,可应用于飞机机身、机翼等关键部件,在航空领域应用潜力巨大。本文陈述了热塑性复合材料在航空领域的应用情况,回顾了热塑性复合材料的研究进展,... 热塑性复合材料(TPC)具有轻质、高强度和可回收性等特性,是实现零排放目标的关键材料之一,可应用于飞机机身、机翼等关键部件,在航空领域应用潜力巨大。本文陈述了热塑性复合材料在航空领域的应用情况,回顾了热塑性复合材料的研究进展,总结了热塑性复合材料的关键技术与发展趋势,最后从材料、设备、工艺、应用等角度对热塑性复合材料未来的发展与挑战进行总结与展望。 展开更多
关键词 热塑性复合材料 航空领域 关键技术 应用情况 研究进展
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复合材料外骨骼关节一体化设计及力学行为研究
19
作者 谢军虎 赵英豪 +1 位作者 郝自清 陈磊 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第7期49-60,共12页
本文提出一种全新的结构-关节一体化构型方案,利用板壳的屈曲与后屈曲现象,设计了复合材料结构-关节一体化的基本构型,通过最小势能原理,推导了复合材料结构-关节一体化构型在弯曲过程中的回复弯矩,建立了一体化关节几何参数-材料力学... 本文提出一种全新的结构-关节一体化构型方案,利用板壳的屈曲与后屈曲现象,设计了复合材料结构-关节一体化的基本构型,通过最小势能原理,推导了复合材料结构-关节一体化构型在弯曲过程中的回复弯矩,建立了一体化关节几何参数-材料力学性能参数与助力效果(回复力矩)之间的映射关系。采用非接触式全场变形测量系统,搭建了试验平台,验证了助力效果的理论结果,并结合有限元渐进损伤失效分析方法,研究了准静态折叠情况下复合材料结构一体化关节的力学行为与材料损伤演化模式,并进一步研究了不同几何参数对一体化关节稳定支撑和助力效果的影响。该探索性研究在满足无动力背负外骨骼结构-关节体系基本功能性需求的前提下,可大幅减少零件数量、减轻结构重量、降低产品的加工成本。 展开更多
关键词 外骨骼关节 复合材料 结构-关节一体化
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ATH/EG对酚醛树脂复合材料阻燃性能的影响 被引量：2
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作者 王鑫 曹京宜 +4 位作者 倪爱清 王兵 李想 殷文昌 王继辉 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第5期50-58,67,共10页
本文通过添加不同配比的阻燃剂氢氧化铝(ATH)和阻燃剂可膨胀石墨(EG),对碳纤维增强酚醛树脂复合材料(CFPF)进行了阻燃改性,并对其进行了试验研究,考察了改性前后复合材料的阻燃抑烟性能、热降解行为、力学性能和残炭形貌。试验结果表明... 本文通过添加不同配比的阻燃剂氢氧化铝(ATH)和阻燃剂可膨胀石墨(EG),对碳纤维增强酚醛树脂复合材料(CFPF)进行了阻燃改性,并对其进行了试验研究,考察了改性前后复合材料的阻燃抑烟性能、热降解行为、力学性能和残炭形貌。试验结果表明,两种阻燃剂的加入使材料的阻燃抑烟性能和热稳定性得到明显提升。当ATH与EG的质量比为1∶2时,得到的阻燃CFPF-2复合材料的极限氧指数(LOI)增长到68.4%。锥形量热测试结果表明,与未添加阻燃剂的CFPF-0相比,CFPF-2的热释放速率峰值(pHRR)、总热释放(THR)、总发烟量(TSP)和平均比消光面积(ASEA)分别下降了49.73%、65.30%、94.89%和94.63%。烟密度测试结果表明CFPF-2的最大比光密度(Ds,max)下降了93.71%,这说明ATH和EG有很好的协同阻燃效果,尤其在抑烟方面有极为显著的效果。热失重分析(TGA)结果表明,CFPF-2的残炭量提高到了13.72%,与CFPF-0的2.70%相比有明显的提升。另外,力学性能测试结果表明,ATH/EG阻燃体系可以提高CFPF复合材料的拉伸强度和弯曲强度。 展开更多
关键词 酚醛树脂 可膨胀石墨 氢氧化铝 阻燃 抑烟 复合材料
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