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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
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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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轻木夹芯/碳纤维复合材料结构后推构型无人机机身设计与分析 被引量:2
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作者 刘峰 乔宇 +1 位作者 李雪江 豆广征 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第4期56-62,96,共8页
设计了一款后推构型轻木夹芯/碳纤维复合材料结构无人机机身,完成了机身气动外形设计、流场分析和内部结构设计。建立了机身结构有限元模型,完成了结构刚度校核。编写子程序,将3D Hashin失效准则嵌入计算模型,基于三类失效模式构建极限... 设计了一款后推构型轻木夹芯/碳纤维复合材料结构无人机机身,完成了机身气动外形设计、流场分析和内部结构设计。建立了机身结构有限元模型,完成了结构刚度校核。编写子程序,将3D Hashin失效准则嵌入计算模型,基于三类失效模式构建极限状态函数g(x),对机身结构进行了强度及稳定性校核。采用等步长施加超设计载荷,预测了结构的初始损伤位置及模式。对机身蒙皮铺层方案进行了优化设计,采用g(x)函数对更改铺层方案后的结构性能进行了评估。研究结果表明:着陆工况和最大飞行速度工况的机身蒙皮表面压强最大值均在机头整流罩区域。两种工况的极限状态函数g(x)均大于0,最大位移分别为3.076 mm和2.92 mm,机身结构满足刚度、强度和稳定性要求。对着陆工况施加1.17倍设计载荷时,油料舱下壁板轻木芯材发生压缩分层初始损伤。机身结构失稳发生于侧面蒙皮,提高45°铺层占比可提高蒙皮的稳定性。玻纤蒙皮铺层优化后,在质量不变的条件下,结构稳定性裕度提高了7.2%。 展开更多
关键词 轻木 碳纤维 复合材料 无人机 设计 强度
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不同铺层角度的多孔纤维增强夹芯复合材料板的自由振动
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作者 孙瑞骏 杨发展 张静静 《振动与冲击》 北大核心 2025年第12期110-121,129,共13页
为了研究变角度铺层多孔纤维增强夹芯复合材料板在简支边界条件下的动力学性能,基于分层理论和Rayleigh-Ritz法建立了多孔双层纤维增强夹芯复合材料板的振动微分方程,并根据Navier法进行了求解。随后通过有限元动力学分析评估了不同角... 为了研究变角度铺层多孔纤维增强夹芯复合材料板在简支边界条件下的动力学性能,基于分层理论和Rayleigh-Ritz法建立了多孔双层纤维增强夹芯复合材料板的振动微分方程,并根据Navier法进行了求解。随后通过有限元动力学分析评估了不同角度的动力学特征以及设置了[0°/90°]和[±45°]两种铺层角度的多孔夹芯层合板进行模态振动试验,验证了理论模型的有效性。并基于理论模型对多孔双层夹芯复合材料板进行了参数化研究,通过遗传算法进行了结构优化。研究结果表明,孔隙率为94.854%、纤维铺层角度为45°倍数的层合板具有优异的动态性能,为结构的设计与制造提供了参考。 展开更多
关键词 多孔纤维增强 自由振动 铺层角度 模态试验 有限元模拟 复合材料
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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
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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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轻质复合材料仿生夹芯结构研究进展 被引量:3
5
作者 曹忠亮 杨思鑫 +2 位作者 朱昊 顾付伟 胡可军 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第14期24-37,共14页
轻质复合材料夹芯结构由薄而强的面板和轻质多孔的芯子组成,其芯子结构的多样性推动着夹芯结构的发展。在自然界中,各类生物在长期的进化过程中形成了最适宜其生存和繁衍的生物结构,其中高强度结构启发了科研人员对夹芯结构芯子进行仿... 轻质复合材料夹芯结构由薄而强的面板和轻质多孔的芯子组成,其芯子结构的多样性推动着夹芯结构的发展。在自然界中,各类生物在长期的进化过程中形成了最适宜其生存和繁衍的生物结构,其中高强度结构启发了科研人员对夹芯结构芯子进行仿生设计。本文对水中动物、陆地动物、飞行动物以及植物果实、根茎、叶脉的仿生夹芯结构研究现状进行了综述,阐述了仿生复合材料夹芯结构芯子及拓扑结构的设计理念。介绍了复合材料仿生夹芯结构对力学性能的改进和在相关工程中的应用。最后,基于仿生复合材料夹芯结构的发展现状,提出了科学挑战,并进行了展望。 展开更多
关键词 复合材料 结构 仿生结构 力学性能 拓扑结构
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船用巴沙木芯钢——复合材料接头性能优化设计
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作者 柴东廷 刘斌 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第4期33-39,共7页
为提高船用巴沙木芯钢—复合材料接头承载能力,采用有限元模拟对其进行性能优化。首先利用Abaqus软件中的VUMAT子程序构建了巴沙木材料失效准则,随后建立胶接巴沙木夹芯钢—复合材料连接接头的模型,经由计算结果同实验结果的对比来证实... 为提高船用巴沙木芯钢—复合材料接头承载能力,采用有限元模拟对其进行性能优化。首先利用Abaqus软件中的VUMAT子程序构建了巴沙木材料失效准则,随后建立胶接巴沙木夹芯钢—复合材料连接接头的模型,经由计算结果同实验结果的对比来证实仿真的精准性。同时分析原始结构失效原因,并对其进行钢板末端改为完全延伸的形式和增加木芯转角的初步形状优化,接着通过ISIGHT软件集成实验设计(DOE)模块中的最优拉丁超立方算法进行设计采样,根据采样点构建响应面模型,最终将结构质量、极限承载力和刚度作为优化目标函数,基于NCGA遗传算法对巴沙木芯钢-复合材料接头开展了多目标优化。优化后的结构比初始方案的质量下降17.4%,极限承载力提高13.1%。 展开更多
关键词 钢-复合材料接头 巴沙木结构 多目标优化
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孔槽泡沫夹芯复合材料真空辅助树脂传递工艺仿真与优化 被引量:1
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作者 杨张韬 倪爱清 +1 位作者 王继辉 冯雨薇 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期249-257,共9页
本工作提出了孔槽泡沫夹芯复合材料的设计方案并针对真空辅助树脂传递(VARI)工艺进行了实验和仿真研究。首先,通过实验测得玻璃纤维织物和树脂的相关参数,利用Hagen-Poiseuill方程和达西定律算出孔洞和沟槽的等效渗透率;接着,利用PAM-RT... 本工作提出了孔槽泡沫夹芯复合材料的设计方案并针对真空辅助树脂传递(VARI)工艺进行了实验和仿真研究。首先,通过实验测得玻璃纤维织物和树脂的相关参数,利用Hagen-Poiseuill方程和达西定律算出孔洞和沟槽的等效渗透率;接着,利用PAM-RTM模拟孔槽泡沫夹芯复合材料的VARI工艺过程,并与实验结果进行对比;然后,使用PAM-RTM研究了芯材加工参数、树脂灌注方式和导流网铺敷区域对成型过程的影响,并选出了最优方案;最后,在此方案的基础上研究了树脂黏度与灌注时间的关系,并拟合得到了预测函数。结果表明:实验结果与仿真结果基本一致;最优灌注方案可显著缩短树脂填充时间并降低整体孔隙率;预测函数可准确预测灌注时间,对实际生产具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 复合材料 等效渗透率 真空辅助树脂传递 材加工 工艺优化 孔隙率
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夹芯复合材料板架强度试验及典型节点疲劳试验验证研究
8
作者 李功荣 谌伟 +2 位作者 邱屿 雷加静 何其健 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第5期107-113,共7页
[目的]夹芯复合材料在船舶结构中的应用日益广泛,为保证结构的强度特性,夹芯复合材料结构与钢质主船体之间通常采用螺栓连接,但由于孔周围的局部应力集中及连接位置的边界效应,螺栓连接位置通常为结构最危险的位置,需要进行强度及疲劳... [目的]夹芯复合材料在船舶结构中的应用日益广泛,为保证结构的强度特性,夹芯复合材料结构与钢质主船体之间通常采用螺栓连接,但由于孔周围的局部应力集中及连接位置的边界效应,螺栓连接位置通常为结构最危险的位置,需要进行强度及疲劳校核。[方法]针对一实尺度钢-夹芯复合材料板架结构,通过试验方法和有限元方法对板架在0.1 MPa均布载荷作用下的强度特性进行研究。通过对比试验测量与有限元计算的结果验证有限元方法的计算精度。基于有限元方法,通过结构应力等效的方式,设计两个等效疲劳试验节点,通过试验方法对钢-夹芯复合材料结构的疲劳寿命进行考核验证。[结果]研究发现,该板架结构在设计载荷下的疲劳寿命满足500万次循环的设计要求。[结论]对于大型螺栓连接结构的疲劳问题,可设计等效节点进行疲劳试验,通过结构应力等效的方式进行载荷等效。 展开更多
关键词 复合材料 螺栓连接节点 疲劳试验 强度试验
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泡沫夹芯型吸波隐身结构复合材料的发展趋势 被引量:25
9
作者 胡爱军 王志媛 +2 位作者 金诤 王金良 杨士勇 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期1-4,共4页
介绍了吸波隐身材料的发展趋势、泡沫型吸波材料的优势及新型聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫的优异性能,展望了以PMI泡沫为芯材制备泡沫隐身复合材料的应用前景。
关键词 PMI泡沫 泡沫 复合材料 吸波材料
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含穿透损伤复合材料蜂窝夹芯修补结构强度分析 被引量:10
10
作者 周银华 赵美英 +1 位作者 王瑜 万小朋 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期536-541,共6页
针对复合材料蜂窝夹芯含损及修补结构,应用渐进损伤分析方法,在验证铝蜂窝渐进损伤方法有效性的基础上,分析含穿透损伤的复合材料蜂窝夹芯结构在拉伸载荷下的失效形式与剩余强度,并进一步研究其修补结构,发现采用双面非加衬挖补修补的... 针对复合材料蜂窝夹芯含损及修补结构,应用渐进损伤分析方法,在验证铝蜂窝渐进损伤方法有效性的基础上,分析含穿透损伤的复合材料蜂窝夹芯结构在拉伸载荷下的失效形式与剩余强度,并进一步研究其修补结构,发现采用双面非加衬挖补修补的修理方法可以恢复结构的大部分承载能力,从而为复合材料蜂窝夹芯结构修理容限的制定提供参考。 展开更多
关键词 复合材料 蜂窝 修补 渐进损伤
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夹芯复合材料结构阻尼特性研究 被引量:11
11
作者 罗忠 朱锡 +1 位作者 梅志远 李永清 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期134-136,146,共4页
从粘弹性材料的本构关系出发,应用复特征值理论推导了夹芯复合材料结构阻尼的计算方法;同时基于能量损耗原理和阻尼的产生机理,研究了夹芯复合材料结构阻尼计算的模态应变能方法;提出了两种承载/减振夹芯复合材料结构模型,应用动态力学... 从粘弹性材料的本构关系出发,应用复特征值理论推导了夹芯复合材料结构阻尼的计算方法;同时基于能量损耗原理和阻尼的产生机理,研究了夹芯复合材料结构阻尼计算的模态应变能方法;提出了两种承载/减振夹芯复合材料结构模型,应用动态力学热分析方法测量了芯材的阻尼参数;应用两种阻尼计算理论和有限元数值分析相结合的方法研究了两种夹芯结构模型的损耗因子,并与试验结果进行了比较;分析了夹芯厚度对结构损耗因子的影响。 展开更多
关键词 复合材料 阻尼 损耗因子 复特征值 应变能
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夹芯复合材料基座结构设计与强度分析 被引量:11
12
作者 毛亮 梅志远 +1 位作者 罗忠 朱锡 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2008年第1期98-102,共5页
提出了两型夹芯复合材料基座结构的设计方案,建立了夹芯复合材料基座数值分析模型,通过理论分析确定了影响基座结构刚度和强度性能的主要参数;应用有限元法,分析了铺层方式、支撑厚度和骨架形式等对直支撑基座结构刚度和强度性能的影响... 提出了两型夹芯复合材料基座结构的设计方案,建立了夹芯复合材料基座数值分析模型,通过理论分析确定了影响基座结构刚度和强度性能的主要参数;应用有限元法,分析了铺层方式、支撑厚度和骨架形式等对直支撑基座结构刚度和强度性能的影响规律,计算并讨论了曲率半径对弧形支撑式基座刚度和强度性能的影响;比较了5种夹芯材料基座的结构力学性能,并通过优化设计,确定了夹芯复合材料基座结构形式。 展开更多
关键词 复合材料 基座 刚度 强度
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斜入射下水中隐身夹芯复合材料附体结构声学设计 被引量:7
13
作者 罗忠 朱锡 +2 位作者 简林安 李永清 李华东 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期49-54,共6页
将隐身夹芯复合材料代替附体结构钢质壳板,建立了斜入射条件下水中隐身夹芯复合材料结构的声学模型;从水声波动方程出发,推导了二维空间声波斜入射时的传递矩阵,及带空腔水附体结构的声反射系数和吸声系数表达式;对带空腔水附体结构模... 将隐身夹芯复合材料代替附体结构钢质壳板,建立了斜入射条件下水中隐身夹芯复合材料结构的声学模型;从水声波动方程出发,推导了二维空间声波斜入射时的传递矩阵,及带空腔水附体结构的声反射系数和吸声系数表达式;对带空腔水附体结构模型进行了垂直入射声学试验,试验结果与传递矩阵法数值计算吻合较好;对试验模型进行了斜入射下声学性能数值计算,分析了入射角对反射系数和吸声系数的影响;考虑斜入射下夹芯层厚度、密度、损耗因子、及水层厚度等对隐身附体结构声学性能的影响,应用数值方法对水中隐身夹芯复合材料附体结构进行了声学设计,分析了各层材料参数和几何参数对隐身结构反射系数和吸声系数的影响规律。 展开更多
关键词 声隐身 斜入射 复合材料 附体结构 传递矩阵
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斜入射下水中隐身夹芯复合材料壳板结构声学设计 被引量:11
14
作者 朱锡 罗忠 +2 位作者 周欣 梅志远 李浩 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第4期646-656,共11页
建立了二维空间声波斜入射条件下水中隐身夹芯复合材料结构的声学模型;从水声波动方程出发,推导了斜入射下水中隐身夹芯复合材料壳板结构的声传递矩阵,及终端自由边界条件下的声反射系数和吸声系数表达式;对水中目标的隐身夹芯壳板结构... 建立了二维空间声波斜入射条件下水中隐身夹芯复合材料结构的声学模型;从水声波动方程出发,推导了斜入射下水中隐身夹芯复合材料壳板结构的声传递矩阵,及终端自由边界条件下的声反射系数和吸声系数表达式;对水中目标的隐身夹芯壳板结构声学系统进行了垂直入射声学试验,试验结果与传递矩阵法数值计算吻合较好;对试验声学系统进行了斜入射下声学性能数值计算,分析了入射角对反射系数和吸声系数的影响;考虑斜入射下夹芯层厚度、密度、损耗因子、及水层厚度等对水中目标隐身壳板结构反射系数和吸声系数的影响,应用数值方法对水中隐身夹芯复合材料壳板结构进行了声学设计;考虑吸声夹芯层总厚度一定,对梯度阻抗夹芯进行了声学设计,分析了梯度夹芯层材料参数和几何参数对隐身结构声学性能的影响。结果表明:水中隐身夹芯复合材料壳板结构实现了承载和隐身的一体化,具有较好的声隐身效果。 展开更多
关键词 声隐身 斜入射 复合材料 壳板结构 梯度阻抗
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夹芯复合材料在潜艇声隐身结构中的应用及其相关技术研究 被引量:24
15
作者 朱锡 石勇 梅志远 《中国舰船研究》 2007年第3期34-39,共6页
潜艇的声隐身问题一直是研究的热点,各种新的声学材料和结构不断涌现。首先对复合材料在潜艇声隐身结构中的应用情况进行了分析,对其材料、结构形式、作用效果等方面进行了详细阐述,提出了夹芯吸声复合材料作为水下声隐身结构的发展趋... 潜艇的声隐身问题一直是研究的热点,各种新的声学材料和结构不断涌现。首先对复合材料在潜艇声隐身结构中的应用情况进行了分析,对其材料、结构形式、作用效果等方面进行了详细阐述,提出了夹芯吸声复合材料作为水下声隐身结构的发展趋势。然后利用数值计算的方法,对夹芯复合材料的声学性能进行了分析,得到了夹芯复合材料各层材料参数,如厚度、声特性阻抗和损耗等对声学性能的影响规律。最后,评估了典型局部结构壳板应用夹芯复合材料后的力学性能和声隐身性能。结果表明,潜艇非耐压结构的壳板采用夹芯复合材料可以满足结构的力学要求,与钢结构相比声隐身能力得到提高。 展开更多
关键词 复合材料 声隐身 结构强度 潜艇
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缝合泡沫夹芯结构复合材料VARTM工艺树脂充填模拟及验证 被引量:11
16
作者 王科 赖家美 +2 位作者 鄢冬冬 黄志超 柳和生 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期124-129,共6页
采用"长条"模型代替泡沫中沿缝线方向树脂流动模型并对其等效渗透率及孔隙率进行计算;然后用PAM-RTM软件对缝合泡沫夹芯结构真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺树脂充填过程进行数值模拟,最后建立了流动可视化实验装置对模... 采用"长条"模型代替泡沫中沿缝线方向树脂流动模型并对其等效渗透率及孔隙率进行计算;然后用PAM-RTM软件对缝合泡沫夹芯结构真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺树脂充填过程进行数值模拟,最后建立了流动可视化实验装置对模拟结果进行实验验证。对比模拟与实验结果表明,模拟与实验完成整个充填过程的时间非常接近,并且树脂在预成型体中流动方式及在预成型体上、下面板流动状态的数值模拟与实验结果也非常地一致。故建立的"长条"模型及其相关参数的计算是合理的,可以用来准确地预测缝合泡沫夹芯结构VARTM工艺树脂充填过程。另外,树脂在上面板流动前沿在沿宽度方向较为统一,而树脂在下面板流动前沿呈现锯齿状,容易产生空隙及干斑等缺陷,影响制品的质量。 展开更多
关键词 缝合泡沫结构 真空辅助树脂传递模塑成型 复合材料 “长条”模型 PAM-RTM
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新型轻质复合材料夹芯结构振动阻尼性能研究进展 被引量:15
17
作者 马力 杨金水 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2017年第4期369-398,共30页
作为新一代先进轻质超强韧结构材料,复合材料格栅和点阵夹芯结构受到了国内外学者的广泛关注.目前关于该类结构材料的设计制备以及相关力学性能研究已取得了大量的研究成果.然而对该类结构振动阻尼性能的研究则处于起步阶段.该文综述了... 作为新一代先进轻质超强韧结构材料,复合材料格栅和点阵夹芯结构受到了国内外学者的广泛关注.目前关于该类结构材料的设计制备以及相关力学性能研究已取得了大量的研究成果.然而对该类结构振动阻尼性能的研究则处于起步阶段.该文综述了纤维增强树脂基复合材料简单层合结构以及各类夹芯结构振动阻尼性能的研究现状.首先阐述其阻尼机理,然后分别概述了复合材料简单层合板的微观和宏观阻尼模型、复合材料粘弹性阻尼夹层结构和新型夹层结构的阻尼预报工作,最后总结归纳现有关于该类结构阻尼特性研究工作中已取得的成果和不足之处,并对其未来发展进行了展望. 展开更多
关键词 复合材料 结构 振动 阻尼 模型
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基于背衬影响的水下声隐身夹芯复合材料结构设计 被引量:7
18
作者 罗忠 朱锡 +2 位作者 梅志远 周欣 毛亮 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2008年第4期97-102,106,共7页
在考虑背衬影响的前提下,建立了3种典型水下声隐身夹芯复合材料的结构模型;从水声波动方程出发,推导了3种模型的传递矩阵、声反射系数和吸声系数,并通过试验验证了传递矩阵法的有效性;考虑吸声层厚度、密度、损耗因子、水层厚度等对声... 在考虑背衬影响的前提下,建立了3种典型水下声隐身夹芯复合材料的结构模型;从水声波动方程出发,推导了3种模型的传递矩阵、声反射系数和吸声系数,并通过试验验证了传递矩阵法的有效性;考虑吸声层厚度、密度、损耗因子、水层厚度等对声隐身性能的影响,应用数值方法对水下夹芯复合材料声隐身结构形式进行了设计,分析了各层材料参数对隐身结构反射系数和吸声系数的影响规律;在吸声层中附加了一层复合材料,有效地抑制了隐身结构的谐振峰,并研究了附加层的匹配位置,使隐身结构在不改变吸声层厚度的情况下获得了更好的声学性能。 展开更多
关键词 声隐身 复合材料 谐振 传递矩阵
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复合材料点阵夹芯结构的耦合换热及热应力分析 被引量:11
19
作者 吴林志 殷莎 马力 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期969-972,共4页
采用数值模拟对复合材料点阵夹芯结构的传导辐射耦合换热及其产生的热应力问题进行了研究。通过孔洞辐射的计算方式,分析了结构内部辐射对于传热机制的影响,并探讨了纤维柱及材料发射率等因素对辐射换热强弱的影响;最后,分析了结构在耦... 采用数值模拟对复合材料点阵夹芯结构的传导辐射耦合换热及其产生的热应力问题进行了研究。通过孔洞辐射的计算方式,分析了结构内部辐射对于传热机制的影响,并探讨了纤维柱及材料发射率等因素对辐射换热强弱的影响;最后,分析了结构在耦合换热作用下所产生的热变形和热应力。数值结果表明,当温度在350℃左右时,碳纤维点阵夹芯结构的辐射换热效果明显,且温度越高其差值越大;纤维柱对辐射换热的贡献不大;材料的表面发射率越大,夹芯结构的辐射换热能力越强。在上下面板固支情况下,热应力场主要分布于上面板及纤维柱与上面板相接触的根部,增强辐射换热,可减小根部的最大热应力。 展开更多
关键词 复合材料点阵 传导辐射耦合换热 孔洞辐射 发射率 热应力
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变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能优化设计
20
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 蜂窝结构 复合材料
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