复合材料T型桁条的VARTM成型工艺研究

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作者 申儒林 刘和华 +1 位作者 邹湘伏 龚艳玲 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期62-69,共8页

采用真空辅助树脂转移成型(VARTM)方法制备机翼T型桁条具有很高的性价比,但是桁条节点处截面特征不利于成型过程树脂的均衡流动。本文针对T型桁条三角区树脂富集而边缘区浸润不足的问题,采用模具拐角三角区纤维填充方法,优化VARTM工艺参... 采用真空辅助树脂转移成型(VARTM)方法制备机翼T型桁条具有很高的性价比,但是桁条节点处截面特征不利于成型过程树脂的均衡流动。本文针对T型桁条三角区树脂富集而边缘区浸润不足的问题,采用模具拐角三角区纤维填充方法,优化VARTM工艺参数,提高桁条的力学性能。研究了工艺方案对T型桁条各部位厚度均匀性的影响;采用光学显微镜观测桁条微观形貌;采用灼烧法定量分析孔隙率和纤维体积分数;采用万能材料试验机测试桁条力学性能。结果表明,本文纤维填充VARTM工艺成型的T型桁条具备良好的厚度均匀性、较高的纤维体积分数和较低的孔隙率以及良好力学性能,桁条的抗弯能力提高了15.72%,孔隙率低于1%(0.9%)。 展开更多

关键词 VARTM T型桁条 复合材料 玻璃纤维 孔隙率 纤维体积分数

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基于RBF模型的蒙皮桁条结构减轻孔优化 被引量：9

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作者 郝鹏 王博 +3 位作者 邹威任 李刚 李彬 王斌 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期717-721,共5页

面向未来运载器大轴压服役性能和结构轻量化需求,提出一种布置于蒙皮桁条结构中间框上的新型长圆减轻孔,可在小幅提高结构轴压极限承载能力的前提下,实现结构减重。考虑到后屈曲分析的计算效率,基于径向基函数(Radial Basis Function,R... 面向未来运载器大轴压服役性能和结构轻量化需求,提出一种布置于蒙皮桁条结构中间框上的新型长圆减轻孔,可在小幅提高结构轴压极限承载能力的前提下,实现结构减重。考虑到后屈曲分析的计算效率,基于径向基函数(Radial Basis Function,RBF)代理模型,构造了蒙皮桁条结构减轻孔的后屈曲优化模型。算例结果表明,长圆减轻孔模型较初始设计和圆形减轻孔模型承载效率更高,且可设计性增强。这种新型减轻孔模型有望应用在未来重型运载火箭的蒙皮桁条结构设计中。 展开更多

关键词 蒙皮桁条结构 后屈曲 减轻孔 优化

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焊接方向对钛合金H型桁条-蒙皮结构双激光束双侧同步焊接变形的影响 被引量：3

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作者 李小曼 庄明祥 +2 位作者 段舒尧 颜廷艳 占小红 《热加工工艺》 北大核心 2021年第9期140-143,147,共5页

通过有限元模拟,对比分析了三种焊接方向下双激光束双侧同步焊接TC4钛合金H型桁条-蒙皮薄壁结构的变形差异。热源模型采用组合热源,能够有效体现出激光热源在表面以及熔深方向上的能量分布。将模拟变形结果结合三维扫描实际测量,验证了... 通过有限元模拟,对比分析了三种焊接方向下双激光束双侧同步焊接TC4钛合金H型桁条-蒙皮薄壁结构的变形差异。热源模型采用组合热源,能够有效体现出激光热源在表面以及熔深方向上的能量分布。将模拟变形结果结合三维扫描实际测量,验证了模型的可靠性。试验结果表明,冷却结束后,构件中部变形较大,两端变形较小,变形主要集中在高度方向上。三种焊接方向中,从桁条中间到两端焊接的整体变形最小。 展开更多

关键词 双激光束双侧同步焊 焊接变形 桁条蒙皮结构 焊接方向 TC4钛合金

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中机身蒙皮骨架变曲率截面桁条滚弯精确成形工艺研究 被引量：2

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作者 陈明和 谢兰生 +2 位作者 冯瑞 文松涛 罗志辉 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第21期135-142,共8页

为解决C919国产大飞机蒙皮骨架非对称截面桁条的精确成形难题,基于2形及L形型材的2099–T3和T83铝锂合金性能测试评价,获得材料的本构模型和回弹规律。同时提出一种分段式等曲率渐近滚弯新工艺,结合滚弯成形理论分析计算,建立等曲率四... 为解决C919国产大飞机蒙皮骨架非对称截面桁条的精确成形难题,基于2形及L形型材的2099–T3和T83铝锂合金性能测试评价,获得材料的本构模型和回弹规律。同时提出一种分段式等曲率渐近滚弯新工艺,结合滚弯成形理论分析计算,建立等曲率四轴滚弯有限元模型,并分析了两种型材的滚弯回弹及曲率半径影响因素,模拟结果确定了非对称截面型材的合理滚弯成形工艺参数为:型材与滚轮摩擦系数为0.10~0.12,型材和滚轮之间间隙为0.2 mm,2形型材和L形型材滚弯的左右滚轮极限抬升高度分别为43 mm和30 mm。最终采用分段等曲率渐近滚弯的方法,通过MC4P431IAS数控滚弯机成功生产出合格的变曲率型材,最大间隙值为0.76 mm,成功验证了变曲率滚弯成形方案的可行性和准确性。目前,该研究成果已成功应用于C919中机身蒙皮骨架长桁的滚弯成形生产中。 展开更多

关键词 C919大飞机 变曲率蒙皮桁条 铝锂合金 渐近滚弯成形 有限元模型

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基于序列径向基函数的运载火箭蒙皮桁条结构轻质优化 被引量：7

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作者 王志祥 欧阳兴 +2 位作者 王斌 张大鹏 雷勇军 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期57-65,共9页

以我国大型运载火箭薄壁加筋结构轻量化设计为研究背景,针对轴压下大直径大载荷蒙皮桁条结构开展后屈曲轻质优化研究。基于Python语言建立蒙皮桁条结构参数化模型,为确定结构的极限承载能力,开展蒙皮桁条结构后屈曲分析。针对蒙皮桁条... 以我国大型运载火箭薄壁加筋结构轻量化设计为研究背景,针对轴压下大直径大载荷蒙皮桁条结构开展后屈曲轻质优化研究。基于Python语言建立蒙皮桁条结构参数化模型,为确定结构的极限承载能力,开展蒙皮桁条结构后屈曲分析。针对蒙皮桁条结构轻质优化涉及离散的拓扑和连续的尺寸优化问题,提出基于近似模型和组合优化算法的序列近似优化方法,并利用近似最优解加速算法收敛,确定蒙皮桁条结构最优设计方案。工程算例结果表明,所提序列近似优化方法使大直径大载荷运载火箭蒙皮桁条结构减重效果明显,验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 蒙皮桁条 后屈曲分析 灵敏度分析 轻质优化 近似模型

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飞行器桁条装配在线检测及自适应调整系统 被引量：2

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作者 韩洪武 杨建国 +4 位作者 张家梁 陈晓川 陈华刚 郭立杰 张选民 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第5期190-192,共3页

一般飞行器的桁条尺寸较长,刚性较差。为了减小飞行器桁条在装配过程中出现的局部变形,主要针对桁条关键部位设计加装了检测调整机构,机构中采用测距传感器进行检测,通过自适应调整系统进行偏差量的补偿,减少了装配过程中的变形量。经... 一般飞行器的桁条尺寸较长,刚性较差。为了减小飞行器桁条在装配过程中出现的局部变形,主要针对桁条关键部位设计加装了检测调整机构,机构中采用测距传感器进行检测,通过自适应调整系统进行偏差量的补偿,减少了装配过程中的变形量。经过分析可知,应用检测调整系统可以有效地减小气动外形的影响,使关键点定位更加精确。同时可以大大减少劳动量,提高效率;而且实现了在线检测和调整同步进行,调高了装配的最终质量(精度、应力)。 展开更多

关键词 飞行器装配 桁条 测距传感器 在线检测 自适应调整

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基于Kriging代理模型的大直径运载火箭蒙皮桁条结构分步优化方法研究 被引量：4

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作者 吴栋 王志祥 +2 位作者 刘观日 张大鹏 雷勇军 《载人航天》 CSCD 北大核心 2020年第2期166-171,共6页

针对大直径运载火箭结构轻质优化设计,开展轴压作用下的蒙皮桁条结构优化方法研究。首先采用显式非线性动力学算法进行静稳定性分析,获得蒙皮桁条结构的后屈曲失稳路径;然后根据蒙皮桁条结构特点,基于Kriging代理模型和组合优化算法的... 针对大直径运载火箭结构轻质优化设计,开展轴压作用下的蒙皮桁条结构优化方法研究。首先采用显式非线性动力学算法进行静稳定性分析,获得蒙皮桁条结构的后屈曲失稳路径;然后根据蒙皮桁条结构特点,基于Kriging代理模型和组合优化算法的分步优化策略;最后针对中间框和不同截面形式的桁条开展参数优化研究,确立了蒙皮桁条结构最优设计方案。结果表明:“Π”型桁条的承载效率较高,最终优化结果对大型蒙皮桁条结构减重效果明显。 展开更多

关键词 蒙皮桁条结构 后屈曲分析 结构优化 代理模型

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复合材料支承舱桁条先进拉挤技术研究 被引量：2

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作者 鞠博文 张琦 +5 位作者 庄纯 万立 侯进森 郝旭峰 王晓蕾 田杰 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第4期92-97,共6页

为了提高产品的成型效率、降低产品的制造成本,采用先进拉挤技术制备支承舱桁条。针对桁条产品的结构特点,设计了相应的成型装置,进行了成型工艺方案制定与工艺试验,并对产品本体取样进行测试。结果表明:采用先进拉挤技术代替传统工艺... 为了提高产品的成型效率、降低产品的制造成本,采用先进拉挤技术制备支承舱桁条。针对桁条产品的结构特点,设计了相应的成型装置,进行了成型工艺方案制定与工艺试验,并对产品本体取样进行测试。结果表明:采用先进拉挤技术代替传统工艺制备支承舱桁条能够明显提高产品成型效率,并能够满足指标要求;通过预处理工艺,能够明显改善产品表观质量。 展开更多

关键词 先进拉挤 支承舱桁条 预处理 成型压力 复合材料

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超大直径蒙皮桁条结构中间框刚度判别式研究

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作者 曹景乐 王会平 +2 位作者 石玉红 张薇 袁彪 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第6期10-15,共6页

面向重型运载火箭等超大直径薄壁结构设计需求,基于能量法对特定失稳波形下结构的轴压承载能力进行分析,给出适用于超大直径蒙皮桁条结构的中间框不失稳刚度判别式。将该判别式应用于5种不同直径的蒙皮桁条结构中,得到中间框不失稳临界... 面向重型运载火箭等超大直径薄壁结构设计需求,基于能量法对特定失稳波形下结构的轴压承载能力进行分析,给出适用于超大直径蒙皮桁条结构的中间框不失稳刚度判别式。将该判别式应用于5种不同直径的蒙皮桁条结构中,得到中间框不失稳临界尺寸随壳段直径的变化关系,并进行有限元仿真校核。结果表明:给出的中间框刚度判别式对大直径蒙皮桁条结构有较好的适用性,对于超大直径蒙皮桁条结构,环向失稳波数的增加降低了壳段直径跨越式增长带来的影响,中间框不失稳临界尺寸并没有随壳段直径尺度的跨越式增长而大幅增加。 展开更多

关键词 蒙皮桁条结构 超大直径 结构稳定性 中间框 重型运载火箭

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复合材料机翼加筋壁板稳定性分析 被引量：35

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作者 霍世慧 王富生 +1 位作者 王佩艳 岳珠峰 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期423-427,共5页

利用工程及有限元方法分别分析了加筋壁板整体和局部稳定性。分析发现:在有限元计算中模型边界条件的选取对分析结果有着较大的影响。通过大型有限元软件MSC.Patran/Nastran,计算了不同边界条件下加筋壁板稳定性,将结果与工程计算结果比... 利用工程及有限元方法分别分析了加筋壁板整体和局部稳定性。分析发现:在有限元计算中模型边界条件的选取对分析结果有着较大的影响。通过大型有限元软件MSC.Patran/Nastran,计算了不同边界条件下加筋壁板稳定性,将结果与工程计算结果比较,得到一种有限元分析稳定性中较合适的模型及边界条件。同时运用论证的有限元模型及边界条件,分析了相同横截面积下,不同桁条设计方案的壁板整体稳定性,结果显示桁条横截面设计对加筋壁板的稳定性有着很大的影响。 展开更多

关键词 复合材料 加筋壁板 稳定性 边界条件 桁条

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蒙皮加筋圆柱壳弯曲频率的三种计算模型 被引量：13

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作者 邢誉峰 潘忠文 杨阳 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期438-443,共6页

研究了加筋圆柱壳弯曲刚度的面积等效和惯性矩等效方法,分别分析了面积等效时截面惯性矩的精度和惯性矩等效时面积的精度.给出了计算蒙皮加筋圆柱壳弯曲固有振动频率和模态的等效梁模型、壳-梁模型和变厚度模型,这三种模型虽然皆可以用... 研究了加筋圆柱壳弯曲刚度的面积等效和惯性矩等效方法,分别分析了面积等效时截面惯性矩的精度和惯性矩等效时面积的精度.给出了计算蒙皮加筋圆柱壳弯曲固有振动频率和模态的等效梁模型、壳-梁模型和变厚度模型,这三种模型虽然皆可以用于火箭动态特性分析,但不同模型中的桁条作用机理不同.给出了与三维壳-梁模型和变厚度模型对应的一维解析解,据此解释了模型的物理机理.给出了薄壁壳弯曲频率计算中的临界厚度概念,指出了等效厚度方法的不足. 展开更多

关键词 圆柱壳 桁条 等效方法 弯曲频率

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蒙皮加筋圆柱壳扭转频率的三种计算模型 被引量：8

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作者 潘忠文 邢誉峰 杨阳 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1156-1159,共4页

为了给火箭等加筋圆柱壳结构的简化计算提供理论基础,研究了加筋圆柱壳面积等效方法中的扭转刚度计算方法,说明了不能直接根据等效厚度计算扭转刚度的物理机理,得到了桁条对圆柱壳扭转刚度的贡献可以忽略的结论.根据等效厚度以及桁条与... 为了给火箭等加筋圆柱壳结构的简化计算提供理论基础,研究了加筋圆柱壳面积等效方法中的扭转刚度计算方法,说明了不能直接根据等效厚度计算扭转刚度的物理机理,得到了桁条对圆柱壳扭转刚度的贡献可以忽略的结论.根据等效厚度以及桁条与蒙皮连接关系的不同处理方法,给出了计算扭转固有振动频率的等效梁模型、变厚度壳模型和壳-梁模型,分析了桁条在3种模型中对刚度和质量(包括转动惯量)的不同作用.为了消除根据等效厚度计算扭转刚度和扭转固有振动频率的偏差,分别给出了扭转刚度和扭转固有振动频率的修正方法.数值结果验证了修正方法和所得结论的正确性. 展开更多

关键词 圆柱壳 桁条 火箭 扭转频率

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基于MBD技术的三维装配工艺系统构建及应用 被引量：8

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作者 叶盛 唐家霖 +1 位作者 鲍劲松 黄卫东 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期179-184,共6页

全面考虑产品的各种制造信息,以MBD技术作为装配工艺建模过程的技术支撑,研究了基于MBD技术的零件工艺信息模型、工序模型、装配工艺模型的构建方法.借助HOOPS软件,利用C#语言实现基于XML Schema模式的零件工艺信息模型的结构化记录,利... 全面考虑产品的各种制造信息,以MBD技术作为装配工艺建模过程的技术支撑,研究了基于MBD技术的零件工艺信息模型、工序模型、装配工艺模型的构建方法.借助HOOPS软件,利用C#语言实现基于XML Schema模式的零件工艺信息模型的结构化记录,利用PMI信息的添加技术,实现了零件工艺信息的可视化,利用Protégé本体构建工具构建装配工艺本体.最后基于HOOPS图形内核,采用C#语言,在Net Framework下,采用装配工艺仿真、工艺参数数据库、图形用户环境开发等技术,将三维模型、多媒体的装配动画、工艺参数数据库等融合起来,建立基于MBD三维装配工艺建模系统平台,并以复合材料舱段中的桁条装配工序的仿真为例说明了MBD技术在三维装配工艺系统中的应用. 展开更多

关键词 三维装配工艺系统 MBD 仿真 桁条装配工序

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激光焊接与铆接铝合金接头力学性能对比研究 被引量：4

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作者 刘天亮 张益坤 +2 位作者 董鹏 谢美蓉 张翯 《电加工与模具》 2019年第A01期56-58,共3页

分析激光焊接蒙皮-桁条结构优势的基础上,进行了铝合金激光焊接-铆接平板搭接接头力学性能对比实验。结果表明:所有底板厚度的试验断裂位置均在铆接一侧。同时进行了激光焊接-铆接T型接头力学性能对比实验。结果表明:所有底板厚度的试... 分析激光焊接蒙皮-桁条结构优势的基础上,进行了铝合金激光焊接-铆接平板搭接接头力学性能对比实验。结果表明:所有底板厚度的试验断裂位置均在铆接一侧。同时进行了激光焊接-铆接T型接头力学性能对比实验。结果表明:所有底板厚度的试验断裂位置均在铆接一侧。 展开更多

关键词 铝合金 蒙皮-桁条 力学性能 激光焊接 铆接

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