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共固化蜂窝夹层结构长梁弯曲性能预测 被引量:1
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作者 牛芳旭 孙超明 +1 位作者 贺靖 尹航 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第2期34-39,128,共7页
与层合结构相比,蜂窝夹层结构的材料构成、结构形式和力学行为更复杂。为了提高对蜂窝夹层结构力学性能预测的准确性,分析了共固化蜂窝夹层结构的面板形貌和力学性能,并以此为基础建立长梁弯曲有限元渐进失效分析模型,实现对长梁弯曲载... 与层合结构相比,蜂窝夹层结构的材料构成、结构形式和力学行为更复杂。为了提高对蜂窝夹层结构力学性能预测的准确性,分析了共固化蜂窝夹层结构的面板形貌和力学性能,并以此为基础建立长梁弯曲有限元渐进失效分析模型,实现对长梁弯曲载荷、变形以及破坏模式的预测。结果表明,共固化蜂窝夹层结构的面板与采用相同预浸料、铺层数量和固化工艺单独成型的层压板相比,单层厚度更薄,压缩强度更低。以此为基础确定了模型的几何结构和材料参数,保证了对长梁弯曲性能预测的准确性,弯曲极限载荷及445 N时变形的预测值与试验结果误差在±11%范围内,破坏位置与试验结果较为吻合。 展开更多
关键词 蜂窝夹层结构 共固化 长梁弯曲 渐进失效分析 有限元 性能预测 复合材料
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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
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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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整流罩结构中的新型弹簧设计及性能校核
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作者 张梦琦 宋立 +7 位作者 王晓龙 徐庆敏 栾贻浩 李洁 李承业 王立朋 王立军 邵明哲 《包装工程》 北大核心 2025年第7期249-255,共7页
目的针对整流罩分离系统的轻量化需求,设计开发了一种新型复合材料扭杆弹簧,较传统钢弹簧减重50%。方法该设计利用内外管体的反方向扭转储存弹性势能,据此解析弹力与行程等结构参数的理论关系;根据弹力15000 N、行程150 mm的实际应用要... 目的针对整流罩分离系统的轻量化需求,设计开发了一种新型复合材料扭杆弹簧,较传统钢弹簧减重50%。方法该设计利用内外管体的反方向扭转储存弹性势能,据此解析弹力与行程等结构参数的理论关系;根据弹力15000 N、行程150 mm的实际应用要求,设计整套扭杆弹簧结构,并通过有限元仿真进行强度校核。结果该结构所受应力在材料承受范围内,该设计方案能满足使用需求。结论该设计适合用于火箭、导弹整流罩定向分离,大型设备振动防护和载具的悬挂稳定,为高性能弹簧的设计和制造提供了新的理论和实践基础。 展开更多
关键词 扭杆弹簧 有限元分析 复合材料 结构设计 强度分析
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复合材料易碎盖承压和顶破性能研究
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作者 王宇奇 徐志明 +5 位作者 徐澧明 苑晓旭 姜悦 李爽 蔡登安 周光明 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期109-116,共8页
本文设计了一种通道尺寸为650 mm×650 mm的复合材料薄型易碎式发射箱盖,能够承载极大内压且顶破载荷较小,内压转换为集中力的大小是顶破载荷的7倍,并提出了薄弱区以及加强布的结构设计方案。制作了易碎盖并对其进行承压与顶破试验... 本文设计了一种通道尺寸为650 mm×650 mm的复合材料薄型易碎式发射箱盖,能够承载极大内压且顶破载荷较小,内压转换为集中力的大小是顶破载荷的7倍,并提出了薄弱区以及加强布的结构设计方案。制作了易碎盖并对其进行承压与顶破试验,试验结果表明,易碎盖的设计结构合理,能够承受0.055 MPa的内压,易碎盖中心点的最大变形为19.83 mm,而顶破易碎盖仅需要3.03 kN的载荷。本文分别建立了易碎盖承压试验和顶破试验的有限元模型,分析结果与试验结果的误差分别为12.7%和8.0%,可以较为准确地预测易碎盖的变形和强度。基于有限元模型,分析了不同位置的加强布层数变化和不同易碎盖厚度对易碎盖变形的影响,Ⅱ,Ⅲ区加强布层数和易碎盖厚度的增加会导致易碎盖变形减少。本文的研究内容可以为薄型易碎式发射箱盖的工程制作提供参考。 展开更多
关键词 复合材料 大尺寸易碎盖 薄弱区结构 有限元分析
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三明治结构复合材料对甲烷-空气混合气体爆炸传播规律的影响 被引量:1
5
作者 张保勇 张义宇 +4 位作者 陶金 王亚军 刘传海 韩永辉 孙曼 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期126-135,共10页
为探究非金属芯层三明治结构复合材料对甲烷-空气混合气体爆炸传播规律的影响,利用自主搭建的爆炸管网实验平台,开展不同芯层材料(聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)泡沫板、三角帆蚌贝壳和高吸水性树脂(Super Absorbent Poly... 为探究非金属芯层三明治结构复合材料对甲烷-空气混合气体爆炸传播规律的影响,利用自主搭建的爆炸管网实验平台,开展不同芯层材料(聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)泡沫板、三角帆蚌贝壳和高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer,SAP)胶体)的爆炸实验,分析非金属芯层复合材料对爆炸超压、火焰传播速度、火焰温度以及熄爆参数影响规律。研究结果表明:三明治结构复合材料对甲烷-空气混合气体爆炸传播具有良好的抑制效果;当芯层为PVDF泡沫板时,对火焰温度的抑制效果最好;当芯层材料为SAP胶体时,对爆炸超压和火焰传播速度的抑制效果最好,且后端熄爆参数为9.20 MPa·℃,表现出优异的抑爆效果。 展开更多
关键词 复合材料 气体爆炸 三明治结构 非金属芯层 衰减率 传播规律
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大型复合材料风电叶片吊装过程受力与失效分析
6
作者 鲁晓锋 刘宇轩 +3 位作者 翟佳琪 张东坡 孟鑫淼 冯鹏 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期106-114,共9页
为获得风电叶片蒙皮在柔性吊装工况中的力学响应,避免夹芯蒙皮因吊装应力集中而受损,开展足尺风电叶片单点柔性吊装测试,研究吊装过程中的位移变化和应变分布规律,获得吊装失效模式。基于试验结果对比分析节点约束加载和柔性吊带加载两... 为获得风电叶片蒙皮在柔性吊装工况中的力学响应,避免夹芯蒙皮因吊装应力集中而受损,开展足尺风电叶片单点柔性吊装测试,研究吊装过程中的位移变化和应变分布规律,获得吊装失效模式。基于试验结果对比分析节点约束加载和柔性吊带加载两种有限元模型的准确性,进一步开展参数分析,研究影响柔性吊装的关键因素。结果表明:单点柔性吊装失效区域为吊点附近,与实际吊装工况失效模式一致;节点约束加载和柔性吊带加载均能较为准确地预测整体位移分布,但节点约束加载时蒙皮应变分布与试验差异较大,柔性吊带加载的结果更为准确;参数分析结果表明,接触应力随接触面积的增加而显著减小,增加吊带宽度、弹性模量和界面粗糙度能够有效降低接触界面应力集中程度,而吊点高度对吊装应变和接触应力的影响不显著。 展开更多
关键词 柔性吊带 风电叶片 夹芯结构 吊装试验 有限元模拟 复合材料
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大型风力机叶片仿生叶脉结构设计及性能分析
7
作者 朱海波 缪维跑 +3 位作者 范士杰 李春 王海生 岳敏楠 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第4期1521-1531,I0024,共12页
为应对风力机叶片大型化带来的高结构性能需求,利用植物叶脉与叶片结构功能的相似性,借鉴植物叶片叶脉分布特征,提出一种新型风力机叶片铺层设计方法。通过计算流体力学与有限元方法对仿生叶片进行模态、结构强度及稳定性分析。结果表明... 为应对风力机叶片大型化带来的高结构性能需求,利用植物叶脉与叶片结构功能的相似性,借鉴植物叶片叶脉分布特征,提出一种新型风力机叶片铺层设计方法。通过计算流体力学与有限元方法对仿生叶片进行模态、结构强度及稳定性分析。结果表明:相较于传统叶片,仿生叶片固有频率增加且抗扭转特性更强;仿生叶片叶尖位移量大幅降低,表面应力值减小,但腹板应力有所增加;仿生叶片前六阶屈曲因子与传统叶片相比均有所增加,表明植物叶脉结构有利于提高叶片稳定性。该文可为风力机叶片大型化提供一定的参考价值。 展开更多
关键词 风力机叶片 仿生结构 复合材料 铺层设计 结构分析
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碳纤维织物复合材料裂纹扩展特性的介观尺度有限元分析
8
作者 王汜辛 闫永杰 倪庆清 《现代纺织技术》 北大核心 2025年第2期49-58,共10页
为了探寻织物结构复合材料面内裂纹扩展抵抗机理,真实地反应出碳纤维织物复合材料裂纹扩展特性,建立了含有铺层结构与平纹结构碳纤维复合材料介观尺度模型,使用了有限元分析与实验结合的方法,进行了复合材料面内裂纹扩展行为分析。结果... 为了探寻织物结构复合材料面内裂纹扩展抵抗机理,真实地反应出碳纤维织物复合材料裂纹扩展特性,建立了含有铺层结构与平纹结构碳纤维复合材料介观尺度模型,使用了有限元分析与实验结合的方法,进行了复合材料面内裂纹扩展行为分析。结果表明:平纹结构裂纹扩展能量密度为1.69 J/mm^(3),0°/90°铺层复合材料裂纹扩展能量密度为1.47 J/mm^(3),平纹结构复合材料的裂纹扩展抵抗能力相比0°/90°铺层提升约15%,平纹结构及0°/90°铺层复合材料的应力集中系数分别为7.6和12.1。通过有限元分析与非接触式全场应变测量实验结果对比,证实了有限元分析裂纹扩展与实验裂纹扩展的趋势一致。另外,还明确了经纬纱承载的应力分布及经纬纱交叉处载荷传递机理,并发现织物一体结构具备更好的裂纹扩展抵抗力。研究结果可为纺织复合材料裂纹扩展有限元分析及其裂纹扩展性能与寿命预测提供参考。 展开更多
关键词 平纹织物复合材料 铺层复合材料 织物结构 裂纹扩展 有限元分析
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风电叶片夹芯复合材料的结构设计与性能关系 被引量:2
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作者 羊森林 贾德壮 +3 位作者 李磊 陈政元 徐家壮 钟淦基 《高分子材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2024年第11期119-126,共8页
文中研究了风电叶片夹芯复合材料的芯材设计参数(材质、密度和开槽方式)与其力学性能的关系。研究发现,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚氯乙烯(PVC)发泡芯材的泡孔结构存在显著差异,PET芯材泡孔壁呈规整结构,而PVC芯材泡孔壁含有微孔结... 文中研究了风电叶片夹芯复合材料的芯材设计参数(材质、密度和开槽方式)与其力学性能的关系。研究发现,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚氯乙烯(PVC)发泡芯材的泡孔结构存在显著差异,PET芯材泡孔壁呈规整结构,而PVC芯材泡孔壁含有微孔结构。在力学性能方面,PET芯材表现出较高的强度和模量,PVC芯材则具有较高的韧性。对于PET芯材,密度增加导致力学强度和模量提高,但韧性有所降低。文中还比较了不同的开槽方式对夹芯复合材料四点弯曲性能的影响,结果表明,上表面十字深槽、下表面一字浅槽的开槽方式可能有利于提高夹芯复合材料弯曲过程中的承受载荷。值得注意的是,PVC芯材制备的夹芯复合结构在四点弯曲测试中展现出优异的综合性能,这可能源于PVC芯材的韧性以及加强筋的增强效果。此外,PVC芯材泡孔壁上的微孔结构可能促进了灌注过程中其与环氧树脂的耦合作用,进一步改善了复合材料的性能。研究结果为优化风电叶片夹芯复合材料的结构设计提供了理论参考。 展开更多
关键词 夹芯复合结构 风电叶片 发泡芯材 弯曲性能
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PDMS包封CPCM制备三明治结构织物及热性能分析 被引量:1
10
作者 张维 张义博 +2 位作者 张琪 姚继明 郝尚 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期294-298,共5页
为解决正十八烷在使用过程中的相泄露问题,以细菌纤维素膜为支撑载体、聚二甲基硅氧烷为包封材料,通过真空浸渍和热固处理制备形稳性复合相变材料。正十八烷浸渍率高达84.9%,潜热能为212.70 J/g,可经受100次热循环测试。经180°弯... 为解决正十八烷在使用过程中的相泄露问题,以细菌纤维素膜为支撑载体、聚二甲基硅氧烷为包封材料,通过真空浸渍和热固处理制备形稳性复合相变材料。正十八烷浸渍率高达84.9%,潜热能为212.70 J/g,可经受100次热循环测试。经180°弯折后回弹角为156.4°,回弹角相较于包封前提高了131.7%。以复合相变材料为中间层、涤棉混纺织物为外层,经由聚二甲基硅氧烷粘合和固化处理,制得三明治结构织物。吸热饱和后,三明治织物表面温度比普通织物延时降温310 s,在日照模型和人体热管理测试中其覆盖的空间内部温度比普通织物覆盖处降低0.9℃,显示出优异的储热和隔热性能。 展开更多
关键词 细菌纤维素膜 正十八烷 柔性复合相变材料 三明治结构织物 高潜热
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结构用共挤木塑复合材承压性能研究 被引量:1
11
作者 李俞谕 侯剑山 +4 位作者 何文辉 程少杰 杨俊成 欧荣贤 丛沛桐 《木材科学与技术》 北大核心 2024年第5期57-67,共11页
以聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)基木塑复合材料与丙烯腈-苯乙烯共聚物为原料,采用共挤出成型工艺制备结构用共挤木塑复合材料(co-extruded wood-plastic composites,Co-WPC)。为推进Co-WPC在网壳结构领域的应用,以螺栓直径和加载... 以聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)基木塑复合材料与丙烯腈-苯乙烯共聚物为原料,采用共挤出成型工艺制备结构用共挤木塑复合材料(co-extruded wood-plastic composites,Co-WPC)。为推进Co-WPC在网壳结构领域的应用,以螺栓直径和加载方向为参数,对Co-WPC进行全孔承压试验,并对承压模型进行有限元分析。随着螺栓直径的增大,Co-WPC的承压强度下降,螺栓直径为10 mm时,Co-WPC的承压强度达到最小值(39.0 MPa);在螺栓直径相同的情况下,试件在垂直于挤出方向加载的承压强度大于平行方向加载,模拟与试验的承压强度相对误差控制在15%以内,模拟荷载-位移曲线与试验曲线吻合良好;根据各国现行木材设计标准和试验数据,提出Co-WPC的承压强度计算公式,相对误差控制在10%以内,较好地预测了Co-WPC的承压强度。 展开更多
关键词 结构用木塑复合材料 承压强度 孔周材性调整 有限元分析
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混合结构机械臂的设计与仿真分析 被引量:2
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作者 袁雪莲 孟婥 +2 位作者 张荣涛 张玉井 左明光 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第1期55-62,共8页
为减轻金属机械臂的重量,以六自由度机器人的大臂为研究对象,结合三维编织碳纤维复合材料的成型工艺,设计机械臂结构,提出基于CFRP/QT(碳纤维增强复合材料/QT 500-7铸铁)混合结构的机械臂轻量化设计方法。采用有限元分析方法对混合结构... 为减轻金属机械臂的重量,以六自由度机器人的大臂为研究对象,结合三维编织碳纤维复合材料的成型工艺,设计机械臂结构,提出基于CFRP/QT(碳纤维增强复合材料/QT 500-7铸铁)混合结构的机械臂轻量化设计方法。采用有限元分析方法对混合结构机械臂进行静力学分析,得到满足强度及刚度要求下混合结构机械臂的设计方案。力学仿真结果表明,混合结构机械臂质量减少24%,混合结构机械臂机器人具有良好的运动性能,在J1关节处所需驱动力矩更小。 展开更多
关键词 混合结构 机械臂 碳纤维复合材料 轻质设计 仿真分析
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芯材双向开槽工艺对PET泡沫三明治结构弯曲性能的影响 被引量:1
13
作者 王锴 余磊 +2 位作者 金希红 张豪 姚如洋 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期140-151,共12页
借助实验结合仿真分析的研究方法,深入探究了芯材表面双向开槽对PET泡沫三明治结构弯曲性能的影响,采用熵权法-优劣解距离法对16种开槽工况进行了详细分析。结果表明,在三点弯曲实验中,PET泡沫芯材的压缩应变主要集中在中间压头附近,永... 借助实验结合仿真分析的研究方法,深入探究了芯材表面双向开槽对PET泡沫三明治结构弯曲性能的影响,采用熵权法-优劣解距离法对16种开槽工况进行了详细分析。结果表明,在三点弯曲实验中,PET泡沫芯材的压缩应变主要集中在中间压头附近,永久塑性变形出现在铝合金面板和胶层处,未在各组分材料中发现明显的失效行为。随着芯材开槽体积的增大,结构的刚度、峰值载荷和总能量吸收均增大,结构的比吸能减小;开槽深度、宽度、间距会对这些性能指标产生显著影响;胶粘剂在连接芯材和面板的同时,增强了结构的抗弯曲性能。最后,基于熵权法-优劣解距离法,确定了芯材表面最优的开槽方案。 展开更多
关键词 PET泡沫三明治结构 芯材表面处理 弯曲性能 高精度模型 方差分析
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不同材料飞轮转子的储能特性对比及有限元分析 被引量:1
14
作者 马昕阳 李文艳 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第7期21-27,共7页
飞轮储能系统以其响应速度快和功率密度高等优点而受到业界广泛关注。为了分析不同材质的飞轮转子之间的差异,文中选取了钛合金、4340合金钢和环氧树脂-碳纤维复合材料作为研究对象。通过ANSYS Workbench有限元软件分析了飞轮所能承受... 飞轮储能系统以其响应速度快和功率密度高等优点而受到业界广泛关注。为了分析不同材质的飞轮转子之间的差异,文中选取了钛合金、4340合金钢和环氧树脂-碳纤维复合材料作为研究对象。通过ANSYS Workbench有限元软件分析了飞轮所能承受的最高转速,并且对比了不同材质飞轮转子的储能密度和储能量;在相同的转速和尺寸下,分析了不同材质的飞轮旋转时的内部应力及形变的差异。分析数据表明:相同尺寸的飞轮转子,环氧树脂-碳纤维复合材料飞轮能承受的转速最高,储能密度最大,并且内部应力和形变最小;钛合金飞轮的储能量最大;4340合金钢飞轮虽然能达到较高的储能量,但其内部应力和形变量大,给飞轮运行安全性带来不利影响。实际应用中应根据不同材料飞轮的特点进行选择。 展开更多
关键词 飞轮转子 金属材料 复合材料 有限元仿真 储能密度 结构分析
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孔柱锥度对纤维柱增强夹芯结构压缩性能的影响
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作者 李红军 韩杨 +3 位作者 宋笑非 郑绍文 郑超凡 孙九霄 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第4期40-48,共9页
纤维柱增强泡沫夹芯材料孔柱在加工过程中会产生一定的锥度,为研究孔柱锥度对夹芯结构压缩性能的影响,设计并制备了15组不同锥度孔柱的纤维柱增强复合材料。对制备的夹芯结构进行准静态压缩试验并结合数值模拟,研究了孔柱锥度与芯材厚... 纤维柱增强泡沫夹芯材料孔柱在加工过程中会产生一定的锥度,为研究孔柱锥度对夹芯结构压缩性能的影响,设计并制备了15组不同锥度孔柱的纤维柱增强复合材料。对制备的夹芯结构进行准静态压缩试验并结合数值模拟,研究了孔柱锥度与芯材厚度对夹芯结构压缩强度、模量、比强度以及失效形式的影响。结果表明:芯材厚度为25 mm、30 mm、35 mm的夹芯结构,孔柱锥度由0°提升至16°后,压缩强度分别提升了14.7%、22%、24.8%,压缩模量分别提升了25.9%、31.6%、37.7%,比强度分别提升了4%、9.95%、10.24%;孔柱锥度较小和无锥度孔柱的夹芯结构失效形式为纤维柱的屈曲、断裂,且屈曲、断裂位置随着孔柱锥度的增大逐渐向孔径较小的一端偏移;当孔柱锥度提升至16°时,夹芯结构中部分纤维柱孔径较小的一端与面板发生脱黏,导致纤维柱未能起到良好的支撑效果,影响材料的力学性能。 展开更多
关键词 复合材料 泡沫夹芯 纤维增强 压缩性能 有限元分析
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复合材料格栅结构筋条纤维形态与拉伸性能
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作者 黄泽栋 王坤 +1 位作者 蔡登安 周光明 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期478-485,共8页
复合材料格栅结构已大量应用于航空航天飞行器中,探究其力学性能具有重要的工程研究价值。为提高复合材料格栅结构的承载效率,提出一种基于“断筋”处理的纤维形态改善方法,通过有限元分析与试验验证的手段,研究了不同断筋比例对复合材... 复合材料格栅结构已大量应用于航空航天飞行器中,探究其力学性能具有重要的工程研究价值。为提高复合材料格栅结构的承载效率,提出一种基于“断筋”处理的纤维形态改善方法,通过有限元分析与试验验证的手段,研究了不同断筋比例对复合材料格栅结构节点处纤维形态和拉伸性能的影响。利用建立的有限元模型分析了断筋处理的复合材料格栅结构拉伸失效机理,仿真与试验结果误差均小于10%。结果表明:在成型过程中适当进行断筋处理,能够显著降低节点处纤维弯曲角度,提高拉伸性能。相较于不进行断筋处理,断筋比例为30%时,拉伸极限载荷提高了24.4%。 展开更多
关键词 复合材料格栅结构 断筋处理 纤维形态 有限元分析 渐进损伤
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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:3
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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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蜂窝夹层结构高速冲击试验与仿真研究综述 被引量:1
18
作者 王继运 张胜兰 +1 位作者 郑冬黎 李晟昊 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第10期140-149,共10页
蜂窝夹层结构因对子弹和各类爆炸物具有较好的防护效果而作为一种潜在的装甲结构被越来越多地应用于军用车辆和舰船。通常蜂窝夹层结构在战场环境下会受到子弹和爆炸物等不同形式的高速冲击,并且这些冲击会导致蜂窝夹层结构产生不同形... 蜂窝夹层结构因对子弹和各类爆炸物具有较好的防护效果而作为一种潜在的装甲结构被越来越多地应用于军用车辆和舰船。通常蜂窝夹层结构在战场环境下会受到子弹和爆炸物等不同形式的高速冲击,并且这些冲击会导致蜂窝夹层结构产生不同形式的损伤,因此当前国内外学者对蜂窝夹层结构抗高速冲击性能及其损伤模式进行了大量研究。本文分别对国内外爆炸冲击和弹道冲击两种不同形式的高速冲击研究进行回顾和总结。在爆炸冲击方面,分别从空爆试验、水下爆炸试验、流固耦合效应和芯层形式差异等方面进行论述。在弹道冲击方面,分别对弹道冲击试验、蜂窝夹层结构等效建模、面板的损伤形式以及弹道极限速度等方面进行论述。并在最后对当前蜂窝夹层结构高速冲击试验及仿真中存在的不足及其改进方法进行论述。 展开更多
关键词 复合材料 蜂窝夹层结构 弹道冲击 爆炸冲击
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复合材料层合板壳结构分析理论研究进展
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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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复合材料泡沫夹层结构力学性能与试验方法 被引量:51
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作者 孙春方 薛元德 胡培 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期3-6,共4页
本文讨论纤维增强复合材料与聚合物泡沫组成的夹层结构的刚度、强度及弯曲性能试验方法;分析了复合材料面层的弹性常数、泡沫芯层的模量和夹层结构的刚度;阐述了夹层结构的应力分布和常见的 5种破坏模式;对夹层结构的疲劳强度和冲击时... 本文讨论纤维增强复合材料与聚合物泡沫组成的夹层结构的刚度、强度及弯曲性能试验方法;分析了复合材料面层的弹性常数、泡沫芯层的模量和夹层结构的刚度;阐述了夹层结构的应力分布和常见的 5种破坏模式;对夹层结构的疲劳强度和冲击时的力学行为进行了探讨。 展开更多
关键词 复合材料 泡沫 夹层结构 力学性能
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