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应用遗传算法优化设计机翼复合材料蜂窝夹层结构蒙皮 被引量：17
1
作者 丁玲 孙辉 +1 位作者 贾宏光 杨洪波 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3272-3279,共8页
为提高无人机复合材料机翼蒙皮的强度,应用遗传算法优化设计了蜂窝夹层结构蒙皮的铺层。针对复合材料结构优化变量离散化的特点,设计了应用整数编码策略的遗传算法,并根据Tsai-Wu准则提出了适应度函数,参考复合材料的铺层原则给出了约... 为提高无人机复合材料机翼蒙皮的强度,应用遗传算法优化设计了蜂窝夹层结构蒙皮的铺层。针对复合材料结构优化变量离散化的特点,设计了应用整数编码策略的遗传算法,并根据Tsai-Wu准则提出了适应度函数,参考复合材料的铺层原则给出了约束条件。然后,通过优化设计得到了最佳的蒙皮复合材料结构铺层方案。最后,通过有限元分析及静力试验验证了复合材料蜂窝夹层结构蒙皮设计的合理性。试验结果表明:左、右机翼翼梢的最大变形分别为116.02mm和105.36mm,小于性能要求的180mm。探伤测试显示机翼复合材料结构没有出现损坏,满足机翼结构的工程指标要求。此机翼结构的无人机已成功完成了首飞试验,验证了设计结果的可信及工程可用性。 展开更多
关键词 机翼蒙皮 复合材料 蜂窝夹层 铺层顺序优化 遗传算法 蔡-吴准则
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薄面板复合材料蜂窝夹层结构冲击穿透试验与失效机理 被引量：7
2
作者 吕新颖 刘龙权 赵淑媛 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第21期8834-8840,共7页
为研究薄面板复合材料蜂窝夹层结构冲击穿透损伤的失效机理,对具有3层平面编织复合材料面板的蜂窝夹层板试验件进行了多种能量的冲击试验。并在考虑了面板材料的渐进失效以及面内剪切非线性应力应变关系基础上,运用LS-DYNA有限元分析软... 为研究薄面板复合材料蜂窝夹层结构冲击穿透损伤的失效机理,对具有3层平面编织复合材料面板的蜂窝夹层板试验件进行了多种能量的冲击试验。并在考虑了面板材料的渐进失效以及面内剪切非线性应力应变关系基础上,运用LS-DYNA有限元分析软件建立了夹层板的数值模型,用以分析失效过程。结果表明,数值模拟结果与试验结果一致。上面板穿透或整体贯穿时面板均呈花瓣状裂开,前者蜂窝以压溃损伤为主,后者则额外产生蜂窝芯体与下面板间的界面脱粘以及蜂窝壁的断裂损伤。无面板穿透时,冲击接触力将保持纤维断裂损伤阈值力大小直至冲头回弹;面板穿透则使冲击区域刚度下降,接触力随之下降,其中板整体贯穿时接触力会出现两个峰值。薄面板复合材料蜂窝夹层结构冲击穿透过程中的主要能量耗散在复合材料面板的纤维拉伸断裂,蜂窝的压溃和断裂过程也消耗部分能量。 展开更多
关键词 复合材料 蜂窝夹层结构 冲击 穿透机理 数值模拟
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复合材料蜂窝夹层结构的局部脱粘缺陷修补评价 被引量：4
3
作者 张娅婷 陈亮 +3 位作者 李健芳 付平俊 黄智彬 张霄楠 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期67-71,共5页
对于复合材料蜂窝夹层结构中出现的局部脱粘缺陷(Z≤100mm),提出局部注射修补的方法,依托ANSYS商业有限元软件建立有限元模型,并结合试验考察局部注射修补方法对局部脱粘缺陷的修补效果。结果表明,对于局部脱粘缺陷,局部注射修补后压缩... 对于复合材料蜂窝夹层结构中出现的局部脱粘缺陷(Z≤100mm),提出局部注射修补的方法,依托ANSYS商业有限元软件建立有限元模型,并结合试验考察局部注射修补方法对局部脱粘缺陷的修补效果。结果表明,对于局部脱粘缺陷,局部注射修补后压缩强度能达到原有的80%左右,建立的有限元模型能够较为准确地预测蜂窝夹层试样的压缩强度和破坏模式。 展开更多
关键词 复合材料 蜂窝夹层 脱粘缺陷 局部注射修补 压缩强度
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复合材料蜂窝夹层结构的优化设计 被引量：8
4
作者 修英姝 崔德刚 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期855-858,共4页
利用复合材料蒙皮结构的弯扭耦合效应可以改善翼面的气动弹性特性 .为使这种结构的弯曲扭转耦合效应最大 ,采用遗传算法来优化设计这类结构 ,并以蜂窝结构为例进行分析 .采用有限元计算软件分析目标函数 ,将铺层板、蜂窝夹芯的强度作为... 利用复合材料蒙皮结构的弯扭耦合效应可以改善翼面的气动弹性特性 .为使这种结构的弯曲扭转耦合效应最大 ,采用遗传算法来优化设计这类结构 ,并以蜂窝结构为例进行分析 .采用有限元计算软件分析目标函数 ,将铺层板、蜂窝夹芯的强度作为约束函数 ,并通过遗传算法优化与有限元计算有机的结合 。 展开更多
关键词 蜂窝结构 耦合 遗传算法 复合材料
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板芯脱黏损伤对复合材料蜂窝夹层结构振动特性的影响 被引量：1
5
作者 周平 孙锋山 陈名华 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2021年第2期23-26,共4页
板芯界面脱黏是复合材料蜂窝夹层结构最常见的损伤,对其开展振动分析具有科学价值和工程意义。基于蜂窝芯材的细观构造,利用有限元软件ANSYS建立了复合材料蜂窝夹层结构的有限元模型,研究脱黏损伤的尺寸和位置对振动特性的影响。结果表... 板芯界面脱黏是复合材料蜂窝夹层结构最常见的损伤,对其开展振动分析具有科学价值和工程意义。基于蜂窝芯材的细观构造,利用有限元软件ANSYS建立了复合材料蜂窝夹层结构的有限元模型,研究脱黏损伤的尺寸和位置对振动特性的影响。结果表明:脱黏损伤使蜂窝夹层结构的固有频率降低;损伤尺寸越大,固有频率越低;损伤位于结构中部时4阶固有频率最低,其余各阶固有频率随着损伤越接近固支端而越低;损伤尺寸和损伤位置对不同阶振动模态的影响程度不同。研究方法和结论为此类结构的损伤检测以及损伤容限设计与分析提供了必要的参考依据。 展开更多
关键词 复合材料蜂窝夹层结构 脱黏 振动特性 有限元
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内嵌聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的碳纤维增强复合材料蜂窝夹层结构水中抗爆试验研究 被引量：1
6
作者 周昊 郭锐 姜炜 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-7,共7页
为了分析新型内嵌聚甲基丙烯酰亚胺(Polymethacrylimide,PMI)泡沫的碳纤维增强复合材料蜂窝夹层结构的水中抗爆性能,开展了水中爆炸作用下结构抗爆性能试验研究,对比了均质钢板、纯蜂窝夹芯夹层结构以及内嵌两种不同密度PMI泡沫蜂窝夹... 为了分析新型内嵌聚甲基丙烯酰亚胺(Polymethacrylimide,PMI)泡沫的碳纤维增强复合材料蜂窝夹层结构的水中抗爆性能,开展了水中爆炸作用下结构抗爆性能试验研究,对比了均质钢板、纯蜂窝夹芯夹层结构以及内嵌两种不同密度PMI泡沫蜂窝夹芯夹层结构的水中抗爆性能,分析了结构变形与破坏模式、结构表面压力特性以及结构后面板变形情况。结果表明,内嵌泡沫能够有效提升夹层结构的水中抗爆性能。研究结果可以为水中抗爆防护结构的轻量化设计及优化提供参考。 展开更多
关键词 内嵌聚甲基丙烯酰亚胺泡沫 碳纤维增强复合材料 蜂窝夹层结构 水中抗爆 结构变形 表面压力
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树脂基复合材料蜂窝夹层结构修补技术研究 被引量：10
7
作者 邹国发 龙国荣 +3 位作者 万建平 严旭 陆榕海 马军 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期42-44,34,共4页
为了降低复合材料蜂窝夹层结构件制造成本及延长其使用寿命,修理技术是必不可缺的。本文主要针对面芯脱胶复合材料蜂窝夹层结构进行了平拉、侧压和疲劳试验,为修补提供依据;同时根据不同修理方法和材料体系对复合材料蜂窝夹层结构修理... 为了降低复合材料蜂窝夹层结构件制造成本及延长其使用寿命,修理技术是必不可缺的。本文主要针对面芯脱胶复合材料蜂窝夹层结构进行了平拉、侧压和疲劳试验,为修补提供依据;同时根据不同修理方法和材料体系对复合材料蜂窝夹层结构修理技术进行了研究。结果表明。 展开更多
关键词 复合材料 蜂窝 夹层结构 修理技术
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芯层高度对复合材料蜂窝夹层结构总体稳定性的影响 被引量：11
8
作者 金迪 乔凌云 凡玉 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1164-1168,共5页
通过对压缩、剪切载荷作用下复合材料蜂窝夹层板的稳定性试验和采用工程算法及有限元法的稳定性计算,验证了有限元计算方法的准确性,讨论了芯层高度对薄面板复合材料蜂窝夹层板总体稳定性的影响。结果表明,增加蜂窝芯高度能显著提高薄... 通过对压缩、剪切载荷作用下复合材料蜂窝夹层板的稳定性试验和采用工程算法及有限元法的稳定性计算,验证了有限元计算方法的准确性,讨论了芯层高度对薄面板复合材料蜂窝夹层板总体稳定性的影响。结果表明,增加蜂窝芯高度能显著提高薄面板复合材料蜂窝夹层板的屈曲载荷,但剩余承载能力随芯层高度增加而减小;并且单一增加芯层高度会导致屈曲载荷下面板应变增大,甚至超过许用值。 展开更多
关键词 复合材料 蜂窝夹层结构 芯层高度 总体稳定性 屈曲载荷
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混杂复合材料蜂窝夹层结构冲击特性研究 被引量：5
9
作者 张超锋 都伟忠 王伟利 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1309-1315,共7页
采用试验与有限元分析相结合的方法研究了复合材料蜂窝夹层结构的抗冲击性能。基于Vumat子程序建立其三维渐进失效准则,通过试验来验证仿真模型的准确性。利用精确仿真模型来进一步对不同参数下蜂窝夹层结构的抗冲击特性进行研究。结果... 采用试验与有限元分析相结合的方法研究了复合材料蜂窝夹层结构的抗冲击性能。基于Vumat子程序建立其三维渐进失效准则,通过试验来验证仿真模型的准确性。利用精确仿真模型来进一步对不同参数下蜂窝夹层结构的抗冲击特性进行研究。结果表明:冲击能低于一定值时,冲击峰值力随冲击能的增加而增加,当冲击能超过该值时,冲击峰值力将会稳定不变;冲头直径越小,冲击峰值力越小,蜂窝夹层结构吸收能越大;蒙皮厚度的增加可使蜂窝夹层结构抗冲击性能增强,但蒙皮厚度对吸能特性影响较小。 展开更多
关键词 复合材料 蜂窝夹层结构 低速冲击 仿真分析 冲击性能
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热补仪挖补修理复合材料蜂窝夹层结构 被引量：9
10
作者 孙凯 晏冬秀 +2 位作者 孔娇月 魏冉 刘卫平 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期51-57,共7页
利用热补仪进行复合材料蜂窝夹层结构的挖补修理实验研究。利用热电偶测试热补仪修补复合材料蜂窝夹层结构的面内及厚度方向的温度分布;采用光学显微镜观察不同修补层数下的HTS/977-2与HTS/MTM44-1两种预浸料在热补仪固化下的内部质量;... 利用热补仪进行复合材料蜂窝夹层结构的挖补修理实验研究。利用热电偶测试热补仪修补复合材料蜂窝夹层结构的面内及厚度方向的温度分布;采用光学显微镜观察不同修补层数下的HTS/977-2与HTS/MTM44-1两种预浸料在热补仪固化下的内部质量;并测试不同损伤程度下蜂窝夹层试验件修补后的侧压性能及弯曲性能。结果表明:使用热补仪修补蜂窝夹层结构时在厚度方向上温度分布不均匀,因此在面板及芯子损伤、穿透损伤情况下,应采用分步修理;热补仪对单次修补层数具有局限性,修补材料特性不同,单次修补固化层数上限不同,对HTS/977-2,热补仪最佳单次固化层数为4层或5层,对HTS/MTM44-1,热补仪最佳单次固化层数为10层以上;试验中不同损伤程度的蜂窝夹层结构试验件进行热补仪修补后,侧压强度达到完好状态的79.9%以上,弯曲强度达到完好状态的89.4%以上,验证了热补仪挖补修理复合材料蜂窝夹层结构的可行性。 展开更多
关键词 蜂窝夹层结构 热补仪修补 温度分布 侧压强度 弯曲强度
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复合材料蜂窝夹层结构计算的一般方法和进展 被引量：3
11
作者 成广民 丁锁柱 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 1996年第2期11-13,25,共4页
本文对目前蜂窝夹层结构有限元分析的方法进行归纳;对每一种计算模型中所包含的假设作一讨论;指出其适用范围,供设计和强度计算时参考。
关键词 复合材料 蜂窝夹层结构 结构计算
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蜂窝夹层复合材料雷达罩结构可靠性与灵敏度分析
12
作者 宋海征 周春苹 +2 位作者 魏政 李磊 周长聪 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第3期457-466,共10页
雷达罩通常位于飞机的机头部分,是保护飞机雷达天线的重要结构件。文中提出了一种蜂窝夹层复合材料雷达罩结构在工作过程中受风载作用下的可靠性与灵敏度分析方法。建立雷达罩结构的有限元模型,对其进行静强度和模态分析。考虑不确定性... 雷达罩通常位于飞机的机头部分,是保护飞机雷达天线的重要结构件。文中提出了一种蜂窝夹层复合材料雷达罩结构在工作过程中受风载作用下的可靠性与灵敏度分析方法。建立雷达罩结构的有限元模型,对其进行静强度和模态分析。考虑不确定性因素,建立了雷达罩结构可靠性模型,利用神经网络代理模型和Monte Carlo法计算了雷达罩结构的失效概率和全局灵敏度指标,并在不同阈值情况下对失效概率和基于失效概率的全局灵敏度指标变化情况进行对比分析。经过可靠性分析,明确了复合材料雷达罩结构的安全水平。经过全局灵敏度分析,得到了对结构响应影响较大的关键变量,为工程实际中复合材料雷达罩结构的优化设计提供了一定的指导。 展开更多
关键词 蜂窝夹层复合材料 雷达罩 神经网络 可靠性 全局灵敏度
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新型复合材料夹层结构屈曲建模及力学行为分析
13
作者 曹鹏宇 李娜 +3 位作者 崔亓官 李丽英 张涛 王凯 《包装工程》 北大核心 2025年第13期326-333,共8页
目的构建一种新型屈曲理论模型,以更精确地预测复合材料夹层板的屈曲行为,提高结构设计的可靠性和安全性。方法基于弹性力学理论与Timoshenko梁模型,建立复合材料夹层板的新屈曲理论模型,推导适用于整体与局部屈曲的计算公式。该公式形... 目的构建一种新型屈曲理论模型,以更精确地预测复合材料夹层板的屈曲行为,提高结构设计的可靠性和安全性。方法基于弹性力学理论与Timoshenko梁模型,建立复合材料夹层板的新屈曲理论模型,推导适用于整体与局部屈曲的计算公式。该公式形式简洁,适用于工程中的快速设计与优化。同时,开展参数化研究,并结合有限元模拟验证模型的准确性。结果新模型能更准确地预测屈曲载荷,计算误差较小,较传统方法更具适用性。参数分析表明,复合材料夹层结构的屈曲性能受面板的拉伸、弯曲和剪切刚度共同影响。但由于对于复合材料面板三者间缺乏直接定量关系,其屈曲行为与各向同性结构存在差异,如铺层顺序引起的弯曲刚度变化、剪切刚度较低导致的屈曲载荷差异等。结论提出的新屈曲理论模型为工程中复合材料夹层板的屈曲分析和设计提供了理论支撑和高效精准的计算工具,对优化结构、提升力学性能具有重要意义。 展开更多
关键词 复合材料夹层结构 屈曲特性 解析解 有限元
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BN-石墨烯-BN夹层式结构的ABS基复合材料导热绝缘性能
14
作者 孙晓辉 张婧婧 朱洪雷 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期33-37,共5页
为解决石墨烯/ABS复合材料导热不绝缘,采用夹层式结构制备ABS基导热绝缘材料。通过混炼分别得到石墨烯/ABS、六方氮化硼(hBN)/ABS复合材料,再将hBN/ABS对石墨烯/ABS进行包覆,得到了hBN/ABS—石墨烯/ABS—hBN/ABS夹层式结构的导热绝缘材... 为解决石墨烯/ABS复合材料导热不绝缘,采用夹层式结构制备ABS基导热绝缘材料。通过混炼分别得到石墨烯/ABS、六方氮化硼(hBN)/ABS复合材料,再将hBN/ABS对石墨烯/ABS进行包覆,得到了hBN/ABS—石墨烯/ABS—hBN/ABS夹层式结构的导热绝缘材料。研究了石墨烯含量和夹层厚度对ABS基导热绝缘材料标准试样的热导率、电阻率的影响,发现,包覆了hBN/ABS绝缘层后的夹层式结构试样,石墨烯填料对导热性能的提升作用幅度减小,此时,材料受氮化硼/ABS绝缘层热传导的影响较大,与改性前的ABS相比,复合材料导热性能得到较大的改善,同时,复合材料阻值达1×1010数量级,成为绝缘体。 展开更多
关键词 六方氮化硼(hBN) 石墨烯 ABS基复合材料 夹层式结构 导热绝缘
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复合材料蜂窝夹芯结构低速冲击后压缩强度的可靠性与灵敏度分析 被引量：1
15
作者 李洪年 石强斌 +2 位作者 王轩 邹润文 张峰 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第2期5-12,共8页
建立了一种复合材料蜂窝夹芯结构低速冲击后压缩强度的可靠性与灵敏度分析方法。利用ABAQUS有限元分析软件和VUMAT子程序建立了蜂窝夹芯结构冲击后压缩渐进损伤失效分析模型,并通过试验验证模型的有效性;在此基础上,利用Python语言对模... 建立了一种复合材料蜂窝夹芯结构低速冲击后压缩强度的可靠性与灵敏度分析方法。利用ABAQUS有限元分析软件和VUMAT子程序建立了蜂窝夹芯结构冲击后压缩渐进损伤失效分析模型,并通过试验验证模型的有效性;在此基础上,利用Python语言对模型中材料力学性能和面板厚度、蜂窝芯子厚度进行参数化;采用径向基神经网络代理模型替代渐进损伤失效分析模型;基于蒙特卡洛法进行冲击后压缩强度的可靠性分析;分别采用基于方差和基于失效概率的方法进行参数的灵敏度分析,并研究参数的变异系数对结构可靠性的影响。结果表明:在外载荷低于10000 N,结构失效概率小于0.00017的情况下,当外载荷达到12700 N时,结构失效概率达到0.9;面板的力学性能、面板厚度、蜂窝芯厚度对冲击后压缩强度的影响较大;冲击后压缩强度的变异系数随着参数变异系数的增大而增大。 展开更多
关键词 蜂窝夹芯结构 冲击后压缩 神经网络 可靠性 灵敏度 复合材料
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蜂窝夹层结构复合材料特性及破坏模式分析 被引量：22
16
作者 沃西源 夏英伟 涂彬 《航天返回与遥感》 2005年第4期45-49,共5页
文章介绍了蜂窝夹层结构复合材料的特性,结合研制实践破坏模式做了分析,同时还叙述了损伤破坏模式类型和损伤修补要求等内容。
关键词 蜂窝夹层结构 复合材料 破坏模式 分析
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共固化复合材料/铝蜂窝夹层结构性能 被引量：4
17
作者 潘玲英 孙宏杰 +2 位作者 尹亮 林娜 杨智勇 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期55-57,共3页
采用共固化工艺制备了碳纤维增强复合材料面板/铝蜂窝夹层结构。通过考察固化压力对复合材料面板性能的影响确定了共固化的成型压力,对比分析了不同规格铝蜂窝及其夹层结构的力学性能。结果表明,对于薄面板,成型压力对面板力学性能的影... 采用共固化工艺制备了碳纤维增强复合材料面板/铝蜂窝夹层结构。通过考察固化压力对复合材料面板性能的影响确定了共固化的成型压力,对比分析了不同规格铝蜂窝及其夹层结构的力学性能。结果表明,对于薄面板,成型压力对面板力学性能的影响较小,规格为0.04 mm×4 mm的铝蜂窝制备的夹层结构具有更高的比强度和比刚度,且成型工艺性好。 展开更多
关键词 共固化 复合材料 铝蜂窝 夹层结构 性能
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星载蜂窝夹层结构天线复合材料力学性能检测 被引量：8
18
作者 韦娟芳 冀有志 龚博安 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期8-12,共5页
针对卫星的发射力学环境、在轨温度环境和辐照环境要求,对常用的蜂窝夹层结构反射器天线,提出了天线复合材料的力学参数要求和检测内容,包括:胶黏剂、原材料和蜂窝夹层结构高、低性能要求和随炉试件的检测内容,同时针对蜂窝夹层板的结... 针对卫星的发射力学环境、在轨温度环境和辐照环境要求,对常用的蜂窝夹层结构反射器天线,提出了天线复合材料的力学参数要求和检测内容,包括:胶黏剂、原材料和蜂窝夹层结构高、低性能要求和随炉试件的检测内容,同时针对蜂窝夹层板的结构特点,提出了拉拔力、刚度测试、模态测试的方法,总结了振动试验和热真空试验中常见的失效模式。由于复合材料测试与测试方法有很大的关系,因此文章也介绍了这些参数测试的标准,同时根据仿真分析结果给出了星载蜂窝夹层结构天线板-芯胶黏剂在高温、低温下要达到的剪切强度和剥离强度指标。 展开更多
关键词 卫星 天线 复合材料 蜂窝夹层结构 力学性能 检测
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纤维含量对汽车内饰用夹层结构植物纤维增强PP复合材料性能的影响 被引量：3
19
作者 苑之童 李寅萱 +2 位作者 李明鹏 李昊远 程海涛 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期140-146,共7页
分别以竹纤维(BF)/聚丙烯(PP)复合板、麻纤维(JF)/PP复合板为表层,聚氨酯(PUR)泡沫为芯层,经热压成型制备夹层结构植物纤维/PP复合材料,通过万能力学试验机、导热系数测定仪和驻波管吸声系数测试系统对不同纤维质量分数的夹层结构复合... 分别以竹纤维(BF)/聚丙烯(PP)复合板、麻纤维(JF)/PP复合板为表层,聚氨酯(PUR)泡沫为芯层,经热压成型制备夹层结构植物纤维/PP复合材料,通过万能力学试验机、导热系数测定仪和驻波管吸声系数测试系统对不同纤维质量分数的夹层结构复合材料进行性能测试及表征。结果表明,PUR夹层结构BF/PP复合材料的力学性能与PUR夹层结构JF/PP复合材料接近,其导热系数≤0.044 W/(m·K),吸声性能良好,燃烧速度≤20.28 mm/min,满足主机厂对汽车内饰构件用材料的要求,且当植物纤维质量分数为40%时,PUR夹层结构植物纤维/PP复合材料的综合性能最佳。 展开更多
关键词 植物纤维 夹层结构 复合材料 纤维质量分数 聚丙烯 聚氨酯泡沫 汽车内饰构件
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碳泡沫复合材料夹层结构准静态横压性能
20
作者 罗智涛 庄淇凯 +2 位作者 李小琪 李凯 程小全 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第16期81-89,共9页
碳泡沫是一种比强度高、导热导电率可控的新型功能结构材料,在复合材料成型模具制造等领域具有广阔的应用前景。本工作通过试验研究碳泡沫复合材料夹层结构在准静态横压状态下的损伤过程,提出适用于横观各向同性碳泡沫的失效判据,分别... 碳泡沫是一种比强度高、导热导电率可控的新型功能结构材料,在复合材料成型模具制造等领域具有广阔的应用前景。本工作通过试验研究碳泡沫复合材料夹层结构在准静态横压状态下的损伤过程,提出适用于横观各向同性碳泡沫的失效判据,分别建立不考虑胶黏剂渗入区域和考虑渗入区域的夹层结构有限元模型,利用试验结果对模型的有效性进行验证,并进一步讨论相关参数的影响。结果表明,碳泡沫复合材料夹层结构在准静态横压后主要发生芯材的压缩破坏和剪切破坏,以及上面板的基体开裂和分层破坏。损伤过程为芯材塌陷、芯材45°或竖直开裂、芯材与面板分离,同时伴随上面板基体开裂和分层。与PMI泡沫和铝泡沫的损伤形貌相比,碳泡沫内部存在少量随机分布的裂纹。有限元模型满足分析精度要求,可以很好地模拟出夹层结构的准静态横压损伤过程。准静态横压能量和极限载荷随面板厚度和芯材厚度的增大而增大,与胶层厚度和压头直径没有明显的相关性;面板使用±45°铺层可有效提高夹层结构的准静态横压能量。 展开更多
关键词 碳泡沫 失效判据 复合材料 夹层结构 准静态横压
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