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水下复合材料夹芯层结构十字舵声散射特性计算与分析
1
作者 许苏陈 彭子龙 +3 位作者 周富霖 王重凯 郭有松 唐宇航 《应用声学》 北大核心 2025年第3期693-703,共11页
探讨复合材料夹芯层结构十字舵声散射特性的影响规律,采用传递矩阵法与曲面板块元相结合的方法预报其声散射和目标强度。以复合材料夹芯层球壳为算例,将上述预报方法计算得到的目标强度结果与有限元结果进行对比,得到验证、确认。在此... 探讨复合材料夹芯层结构十字舵声散射特性的影响规律,采用传递矩阵法与曲面板块元相结合的方法预报其声散射和目标强度。以复合材料夹芯层球壳为算例,将上述预报方法计算得到的目标强度结果与有限元结果进行对比,得到验证、确认。在此基础上,建立了水下复合材料夹芯层十字舵声散射快速预报模型,计算、分析了多层复合材料泊松比取值精度以及芯层弹性模量、密度和各层铺层角度等对夹芯层结构十字舵的声散射特性的影响。结果表明:传递矩阵法与曲面板块元法相结合,较快速预报了水下复合材料夹芯层壳体结构的声散射和目标强度;在水下使用复合材料夹芯层结构代替传统钢质结构,具有良好的声学调控效果;较确切地预报多层复合材料结构声散射和目标强度,泊松比应取小数点后三位以上。上述方法及计算结果,供预报、分析水下复合材料多层壳体结构声散射和目标强度参考。 展开更多
关键词 复合材料夹芯层结构 十字舵 传递矩阵法 曲面板块元 声散射特性 目标强度
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航空复合材料多层蜂窝夹芯结构的空气耦合式超声检测技术研究 被引量：14
2
作者 张继敏 周晖 刘奎 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2020年第9期74-78,99,共6页
采用基于穿透式异侧检测模式的空气耦合超声C扫描检测技术,对复合材料多层蜂窝夹芯结构进行无损检测研究。研究三层蜂窝垂直拼接固化后,蜂窝表面裸露状态下的空气耦合超声检测结果;同时研究三层蜂窝垂直拼接且粘接了表面蒙皮后的空气耦... 采用基于穿透式异侧检测模式的空气耦合超声C扫描检测技术,对复合材料多层蜂窝夹芯结构进行无损检测研究。研究三层蜂窝垂直拼接固化后,蜂窝表面裸露状态下的空气耦合超声检测结果;同时研究三层蜂窝垂直拼接且粘接了表面蒙皮后的空气耦合超声检测结果,并与常规超声喷水穿透C扫描检测结果进行了对比分析。通过声束传播路径分析以及传统射线和CR检测,验证了空气耦合超声C扫描检测结果的适用性和可靠性。结果表明,在蜂窝表面裸露状态下的空气耦合超声检测无法实现全部粘接界面的脱粘检测,而在有表面蒙皮粘接的情况下,空气耦合超声检测方法相比于常规超声喷水穿透C扫描检测,可以不受蜂窝格拼接无法对齐影响,实现快速、有效地检测。 展开更多
关键词 复合材料 多层蜂窝夹芯结构 拼接界面 空气耦合式超声检测
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复合材料层合板壳结构分析理论研究进展
3
作者 宋肖肖 李顶河 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期973-998,共26页
复合材料已经广泛应用于航空航天、汽车、船舶、能源等众多工程领域,成为现代轻质高性能结构设计的核心材料,但其独特的复杂性给传统分析理论带来了前所未有的挑战。为了进一步发挥复合材料结构的优势,迫切需要发展先进的力学分析方法... 复合材料已经广泛应用于航空航天、汽车、船舶、能源等众多工程领域,成为现代轻质高性能结构设计的核心材料,但其独特的复杂性给传统分析理论带来了前所未有的挑战。为了进一步发挥复合材料结构的优势,迫切需要发展先进的力学分析方法。系统梳理复合材料层合板壳结构分析理论的研究现状,重点介绍和评述几类代表性的分析理论,包括剪切变形理论、逐层理论、扩展逐层理论、状态空间理论以及多尺度分析方法,分析其在克服复合材料结构复杂性方面的作用和局限性。同时,系统总结了加筋和夹芯复合材料结构的建模方法研究进展。在此基础上,凝练了复合材料层合板壳力学在非线性、多尺度、多物理场耦合等方面面临的关键科学问题,并对今后的重点发展方向进行了展望。研究表明,发展三维精确化逐层理论、融合数据驱动计算力学与层合理论、构建跨尺度多物理场分析方法等将是未来复合材料层合板壳力学的研究热点,多种理论方法的融合与创新将是攻克复杂问题的有效途径。 展开更多
关键词 复合材料 层合板壳 剪切变形理论 逐层理论 状态空间理论 多尺度分析 加筋结构 夹芯结构
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轻质弱辐射的阻尼夹芯复合材料圆柱壳的优化设计 被引量：1
4
作者 王石 赵兴乾 仝博 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第16期7-15,共9页
基于三维弹性理论,对阻尼夹芯复合材料圆柱壳在简谐点力作用下的振动声辐射进行优化研究。建立了以总质量、基频和模态阻尼为优化目标的多目标函数优化模型,对纤维层和芯层厚度分布和铺层方式进行优化设计;经与其他文献及"有限元+... 基于三维弹性理论,对阻尼夹芯复合材料圆柱壳在简谐点力作用下的振动声辐射进行优化研究。建立了以总质量、基频和模态阻尼为优化目标的多目标函数优化模型,对纤维层和芯层厚度分布和铺层方式进行优化设计;经与其他文献及"有限元+边界元"法得到的结果对比,验证了三维弹性理论的计算结果的有效性;分析了三明治夹芯圆柱壳的振动和声辐射的影响因素,发现芯层中面线位置高于整壳中面线时有利于提高基频,降低声辐射功率;且随着铺层角的增加,固有频率呈抛物线型变化趋势,模态阻尼比则逐渐减小。经优化设计,声功率一阶共振频率向高频方向偏移20 Hz,最大声功率降低11.66 dB,200 Hz以下的低频段,声功率峰值密度明显降低。 展开更多
关键词 复合材料圆柱壳(CCDS) 阻尼夹芯 振动声辐射 尺度优化 铺层优化
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大阻尼高刚度复合材料仪表板的设计结构与工艺研究 被引量：4
5
作者 张术国 梁森 +2 位作者 梁天锡 郝文锐 韦利明 《航空制造技术》 2016年第14期56-60,68,共6页
设计了一种五层夹芯多层阻尼薄膜嵌入的复合材料仪表板结构,并采用多次热压罐固化成型工艺来制作该大阻尼高刚度复合材料仪表板。它们分别是:上、下蒙皮和中心层的制作,上、下蒙皮和中心层与泡沫塑料的粘接与紧固件的预埋,孔的修正及仪... 设计了一种五层夹芯多层阻尼薄膜嵌入的复合材料仪表板结构,并采用多次热压罐固化成型工艺来制作该大阻尼高刚度复合材料仪表板。它们分别是:上、下蒙皮和中心层的制作,上、下蒙皮和中心层与泡沫塑料的粘接与紧固件的预埋,孔的修正及仪表板的包边加工。通过成形质量检验和加载试验,验证了成形工艺的可行性和合理性。 展开更多
关键词 五层夹芯多层阻尼复合材料结构 多次热压罐固化成型 大阻尼 高刚度
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大阻尼高比刚度复合材料仪表板结构设计及动态特性分析 被引量：10
6
作者 梁森 张术国 +1 位作者 梁天锡 韦利明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期212-217,共6页
提出了一种新型五层夹芯复合材料仪表板的设计结构,其中上、下蒙皮和中心层设计成嵌入式共固化多层阻尼复合材料结构,并在上蒙皮和中心层以及在下蒙皮和中心层之间设计成一定厚度的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料,通过有限元数值模拟对其动... 提出了一种新型五层夹芯复合材料仪表板的设计结构,其中上、下蒙皮和中心层设计成嵌入式共固化多层阻尼复合材料结构,并在上蒙皮和中心层以及在下蒙皮和中心层之间设计成一定厚度的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料,通过有限元数值模拟对其动力学性能进行研究,并与制作出试件的模态分析实验结果进行对比,表明此种设计结构具有非常高的阻尼和比刚度特性,为轻质精密复合材料仪表板设计理论和制作工艺的进一步研究奠定了坚实的基础。 展开更多
关键词 夹芯复合材料结构 嵌入式共固化多层阻尼复合材料 结构设计 数值模拟 模态分析实验
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复合芯材夹芯结构成型工艺研究 被引量：16
7
作者 张剑 李地红 +2 位作者 李兴冀 黄龙男 张东兴 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期76-78,81,共4页
为了改善复合材料夹芯结构中芯材与面板界面结合强度,研制了一种新型夹芯结构,即复合材料柱/泡沫塑料复合芯材夹芯结构.该结构中用过渡层取代胶结层,使芯材和面板为一体,芯材由泡沫塑料和柱结构组成,其中柱结构是与面板同材质的纤维增... 为了改善复合材料夹芯结构中芯材与面板界面结合强度,研制了一种新型夹芯结构,即复合材料柱/泡沫塑料复合芯材夹芯结构.该结构中用过渡层取代胶结层,使芯材和面板为一体,芯材由泡沫塑料和柱结构组成,其中柱结构是与面板同材质的纤维增强复合材料.通过该夹芯结构的芯材结构设计、加工工具的设计、加工工艺设计,使增强材料在法向上植入芯材中,并与上下面板的增强材料连通.由于在同一个工艺过程中固化成型,构成一个整体,没有界面,从根本上改善了面板与芯材之间粘接性能薄弱问题.试验结果表明,该结构具有较高的抗层间剪切、抗平压、抗剥离及抗疲劳性能. 展开更多
关键词 复合芯材 夹芯结构 过渡层 复合材料
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沙戈荒环境下风电叶片中复合材料耐高温性能研究 被引量：1
8
作者 张仲香 刘宝锋 +3 位作者 方晨鑫 陈文光 顾育慧 李军向 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第3期103-107,共5页
风电叶片在沙戈荒环境服役过程中会遇到极端高温天气,叶片内腔无法散热会导致温度远高于大气环境温度,随着未来沙戈荒地区风力发电机组装机量不断增加,研究沙戈荒环境下风电叶片复合材料耐高温性能至关重要。对风电叶片蒙皮、梁帽、壳... 风电叶片在沙戈荒环境服役过程中会遇到极端高温天气,叶片内腔无法散热会导致温度远高于大气环境温度,随着未来沙戈荒地区风力发电机组装机量不断增加,研究沙戈荒环境下风电叶片复合材料耐高温性能至关重要。对风电叶片蒙皮、梁帽、壳体所用复合材料在60℃下的力学性能变化情况进行了研究,为沙戈荒环境下的风电叶片材料的选择和设计提供参考。试验结果表明:60℃高温作用3 h后,蒙皮用层合板的拉伸和压缩性能退化程度高,拉伸强度和压缩强度下降率分别为23.9%、41%,但层合板的V形剪切强度下降率相对较低,为1.5%;梁帽用拉挤板的V形剪切强度下降率较高,为16.3%,拉挤板的拉伸强度和压缩强度下降率分别为3.3%、6.3%;壳体用PVC60泡沫和Balsa轻木夹芯复合材料的剪切强度分别下降31%、4.2%。 展开更多
关键词 风电叶片 复合材料 拉挤板 层合板 夹芯结构 力学性能 耐高温性 沙戈荒
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一种质轻、高强度复合材料阻尼仪表板的设计 被引量：3
9
作者 郝文锐 梁森 +1 位作者 韦利明 梁天锡 《四川兵工学报》 CAS 2015年第2期21-24,共4页
针对工程应用需要,研究设计一种质轻、高强度复合材料大阻尼的仪表板,提出使用共固化工艺制作新型嵌入阻尼的复合材料与PMI泡沫组合的多层夹芯结构,该结构能保持了复合材料优异的力学性能,又能达到减振、质轻的效果,并根据选用复合材料... 针对工程应用需要,研究设计一种质轻、高强度复合材料大阻尼的仪表板,提出使用共固化工艺制作新型嵌入阻尼的复合材料与PMI泡沫组合的多层夹芯结构,该结构能保持了复合材料优异的力学性能,又能达到减振、质轻的效果,并根据选用复合材料和铺层的不同提出了两种设计方案;通过有限元模型的计算分析初步表明:所提出方案能达到设计要求,结论可以为精密、高速、动载复合材料构件的设计提供参考。 展开更多
关键词 复合材料 共固化工艺 阻尼薄膜 PMI泡沫 多层夹芯结构
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波音787的复合材料构件生产 被引量：18
10
作者 吴志恩 《航空制造技术》 2008年第15期92-94,共3页
波音787复合材料构件重量占全机结构重量的50%左右,是迄今为止复合材料用量最多的一个机型:其机身、机尾翼采用碳纤维层合结构;而升降舵、方向舵却保留了过去采用的碳纤维夹芯结构;发动机舱除受力大的发动机吊架外均采用碳纤维夹芯结构... 波音787复合材料构件重量占全机结构重量的50%左右,是迄今为止复合材料用量最多的一个机型:其机身、机尾翼采用碳纤维层合结构;而升降舵、方向舵却保留了过去采用的碳纤维夹芯结构;发动机舱除受力大的发动机吊架外均采用碳纤维夹芯结构;整流罩采用玻璃纤维夹芯结构。 展开更多
关键词 复合材料构件 夹芯结构 结构重量 铺丝 发动机舱 层合结构 预成型 预浸料 共固化 长桁
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