筋條
- 網格加筋結構集中力擴散肋的傳力機理研究
從集中力處開始的筋條采用的是直條形放射狀。這類結構形式起到了傳遞和擴散高應力局部集中力的作用，有效避免了局部強度破壞，并使得更多蒙皮材料參與承載。在大幅提升材料利用效率的同時，也為箭體結構創造了良好的受力環境。但傳統的擴散肋形式往往采取保守設計，易導致結構超重［1-2］。為了提升火箭結構設計的精細化程度，更好發揮擴散肋作用，需要對其傳力原理及結構設計方法進行深入探究。在網格加筋結構設計中，有2 個重要的設計參數：筋條布局和筋條截面尺寸。對于薄殼結構，無論殼
導彈與航天運載技術 2023年3期2023-09-27
- 面向高筋筒殼的結構優化設計和承載規律研究①
低成本、批量制造筋條高度大于50 mm 的大尺寸高筋筒殼結構也很快將成為現實,即將突破傳統厚板銑削等工藝對于加筋壁板的筋高約束。這種高筋筒殼結構為下一代運載火箭筒殼選型提供了新的可能性,高筋筒殼有望憑借其高承載效率、強抗彎、抗側向擾動能力以及強抗缺陷能力等優勢,為下一代箭體筒殼選型提供支撐。因此,亟需面向型號的高承載效率需求,探究高筋筒殼構型的承載潛力,為新一代火箭結構提供參考。伴隨著航天筒殼結構的“輕質高承載”需求,國內外對薄壁結構構型的分析、設計及相關
固體火箭技術 2023年3期2023-07-08
- 帶網格內腔的鋁合金零件滾彎成型結構優化
過程中，焊接邊、筋條與蒙皮3 處受力不均容易造成筋條屈曲失穩甚至斷裂、蒙皮褶皺。國內外學者對帶網格內腔鋁合金零件滾彎成型改善控制有很多研究，肖寒[2]等針對整體填料對網格內腔零件滾彎成型的影響進行探究，發現填料改善受力不均和筋條失穩問題，但是填料加工與固定較為繁瑣，且重復利用率較低；郜陽[3]等設計了上下焊接邊結構優化的零件結構，提高了零件滾彎成型后的直線度且減小殘余應力帶來的變形，但增加優化結構后的零件質量提升較大。本文針對上述不足，提出在網格內腔零件筋
農業裝備與車輛工程 2022年7期2022-10-31
- 工藝參數對7075鋁合金帶筋壁板時效成形回彈的影響
依次為時效時間、筋條厚度、筋條高度和時效溫度，筋條結構參數對調節構件回彈有重要作用，并且回彈率實測值基本處于回彈率隨工藝參數變化的擬合曲線附近?；貜椔孰S時效時間和筋條高度的增加表現為非線性下降趨勢，隨筋條厚度的增加呈現線性上升趨勢。7075鋁合金帶筋壁板時效成形后的回彈行為可以用回彈率回歸方程進行較為合理的描述。鋁合金；帶筋壁板；時效成形；回彈為滿足現代大型飛機的性能要求，航空鈑金類零件的成形制造逐漸向大型化、集成化和輕量化的趨勢發展[1-2]，以整體帶筋
精密成形工程 2022年9期2022-09-07
- 帶網格內腔的鋁合金零件滾彎工藝
力不均，容易造成筋條屈曲失穩甚至斷裂，蒙皮褶皺。國內外有許多對帶網格內腔鋁合金零件滾彎成形工藝的研究，劉勁松針對整體填料對網格內腔零件滾彎成形的影響進行探究，發現填料可以改善受力不均和筋條失穩的問題，但是填料加工與固定較為繁瑣，且重復利用率較低[2]；郜陽設計了上下焊接邊結構優化的零件，提高了零件滾彎成形后的直線度且減小了殘余應力帶來的變形，但增加優化結構后零件質量增大較多[3]。本文在有限元分析的基礎上，提出在網格內腔零件筋條以及網格四角銑削圓角的新思路
金屬加工(冷加工) 2022年8期2022-09-01
- 復合材料J型加筋壁板自動化成型技術研究*
壁板成型較多使用筋條和芯材 （捻子條），而目前國內筋條和芯材多采用手工進行鋪疊制作。國外已經開始對筋條開展自動折彎成型技術研究，如Aritex公司針對T型長桁開展了自動折彎成型技術研究，Applus公司和西班牙的Delta Vigo公司針對Ω型長桁均開展了自動折彎成型技術研究。國內也開展了一些自動化成型技術研究，大連理工大學王強[4]以熱隔膜成型技術為支撐，結合工業機器人技術，對碳纖維復合材料J型加強筋成型質量進行研究，驗證了所采用的工藝路線是可以結合工業
航空制造技術 2022年16期2022-08-25
- 熱壓彎成形工藝下的高筋蒙皮結構優化研究
優點，但容易導致筋條扭曲、失穩等成形缺陷。高筋蒙皮筋條的失穩會使構件的可靠性大幅降低，嚴重時會導致成形件的報廢[3]。針對筋條失穩的問題，研究人員通常采用改變蒙皮成形的工藝方法進行優化[4]，但尚無學者對高筋蒙皮筋條的結構進行研究和分析。本文通過ABAQUS/Explicit軟件模擬5A06鋁合金高筋蒙皮的熱壓彎成形過程，針對蒙皮的整體質量和橫向筋條的屈曲失穩問題進行優化研究。采用田口正交試驗法進行熱壓彎成形仿真試驗，并對試驗結果進行極差和方差的分析，綜合
機械制造與自動化 2022年4期2022-08-18
- 一種飛機用渦流檢測對比試塊設計及應用
尾等結構部位水平筋條、豎直筋條和壁板交接處均采用大曲率圓弧過渡的方式進行一體成形，這些部位是表面疲勞裂紋高發區域。對于該特殊形狀區域缺陷渦流檢測靈敏度的調試和缺陷大小評估用的參考試塊及使用方法目前還沒有完全匹配的國家標準或行業標準。航標HB 20193—2014附錄A給出的一種鋁合金標準試樣的另一個缺點是沒有充分考慮缺陷長度相對渦流檢測探頭外徑比值的大小對渦流檢測缺陷檢出靈敏度和缺陷大小評估的影響。當缺陷長度小于等于探頭外徑時，同等深度大小缺陷信號明顯減弱
科技與創新 2022年16期2022-08-15
- 單向加筋板低頻振動的簡化建模精度影響因素
性板，可理解為將筋條的質量與彎曲剛度均勻附加至基板，得到正交異性板的等效密度ρe和等效彎曲主剛度：(4)(5)式(4)和式(5)中：ρp和Ep分別為基板的密度和彈性模量；ρb和Eb分別為筋條的密度和彈性模量；b和h分別為筋條截面的寬度和高度；a為筋條間距；I為筋條相對于加筋板截面中和軸的慣性矩；e為基板中面至加筋板中和面的距離；μ為板的泊松比。2 計算結果及分析2.1 算例分析分別使用有限元法和第1節的解析計算方法對如圖2所示的四邊簡支單向加筋板進行自由振
造船技術 2022年2期2022-07-19
- T型加強筋條對彈性導波在薄板中傳播行為的影響
播進行研究，發現筋條前的響應信號幅值大于筋條后響應信號幅值，同時筋條前、后波形相位也存在差異，說明筋條存在對波傳播的信號幅值和相位會產生影響。Ramadas等[4]采用有限元數值方法，對非對稱A0模式激勵下彈性波在“L”型筋條中的傳播進行了研究，發現彈性波傳播至筋條處會發生模式轉換，同時在筋條轉彎處會產生“U型轉彎”現象。Haider等[5]采用基于向量映射的全局-局部理論分析方法，對A0模式彈性波在矩形筋條中傳播的反射、透射行為進行研究，發現反射波和透射
振動與沖擊 2022年13期2022-07-14
- 頭盔盔體筋條結構抗沖擊性能影響分析
盔體大量使用各類筋條結構；盔體放棄圓滑半球結構，采用異型多邊結構；盔體上設置過多的凸起結構或通風孔結構，以上結構設計，確實在一定程度上增加了頭盔的美觀性。但是對頭盔安全性產生的利弊，未被充分考慮及進行系統試驗分析，文章針對盔體表面各類筋條結構，在受到沖擊時，傳遞到頭盔內部的力，展開研究，為相關設計提供參核。見圖1。圖1 典型圓滑半球面頭盔及筋條結構頭盔2 試驗方案2.1 試驗目的通過大量分析現有頭盔盔體筋條結構，并選擇兩種典型的筋條結構，將其移植到一型頭盔
大眾標準化 2022年9期2022-05-30
- 含預填塊復合材料帽型單筋板彎曲性能研究
面添加不同類型的筋條，可使結構的極限承載能力大幅度增加［2?3］。加強筋條的形式有很多種，如T 形、L 形、I 形及帽形［4?5］，其中帽型加筋結構因其具有天然的損傷容限性能高等優良特點，而被大量應用于機身、后壓力框等結構中［6］。帽型筋條的切面尺寸較大，其兩腹板通過凸緣與蒙皮相連形成一個閉合剖面，具有很高的受壓穩定性，可以承受重載，能夠滿足多種載荷傳遞路徑要求［7］。但是，在服役過程中，機身桶段帽型加筋結構幾乎一直承受復雜彎曲載荷［8］，相比于其軸向強度
南京航空航天大學學報 2022年1期2022-03-17
- 基于MoldFlow的暖風機出風格柵翹曲變形優化研究*
厚2.8 mm，筋條料厚1.5 mm。材料采用Solvay Engineering Plastics公司生產的PA66+GF30材料，即基材為PA66且添加30%(質量分數)玻璃纖維填充物(玻纖)。其中，玻纖為短玻纖。進膠方式采用冷流道側澆口，矩形澆口尺寸為5.0 mm×1.2 mm，分流道直徑為6 mm。零件兩端有裝配要求，格柵兩側與外殼裝配公差不能超過1 mm。圖1 格柵料厚分析2.3 材料及變形原因分析PA66材料中添加的玻璃纖維填充物在注塑過程中會
模具技術 2022年1期2022-03-05
- 試驗機平面氣密框筋條聯合優化設計
上的平面腹板框的筋條沿水平和垂直方向布置，這種布局形式通常需要采用較強的筋條或較多的筋條數量，從而導致筋條質量的增加。針對該問題，本文以某試驗機機頭改裝平面氣密框為研究對象，聯合多種優化技術對平面框腹板筋條分布及尺寸進行優化。首先采用形貌優化技術獲得氣密框上筋條分布規律；然后用彎曲強度約束對徑向筋條尺寸進行優化；最后采用二維拓撲優化技術進一步對周向加強筋進行優化，以滿足最大變形約束，得到了該平面氣密腹板框較優的筋條分布。計算結果顯示，由此得到的平面氣密腹板
機械設計與制造工程 2022年1期2022-02-19
- 7050鋁合金型材開裂成因分析
伸的縱向裂紋，且筋條邊部的厚度方向已全部開裂。為弄清型材開裂原因，對開裂樣品進行了宏觀形貌、微觀組織、斷口能譜、化學成分等分析，以確定裂紋產生的原因。1 試驗方法宏觀分析：采用體視鏡觀察樣品開裂部位表面形貌；采用NaOH溶液對型材淬火態開裂和未開裂樣品的橫截面進行低倍浸蝕。微觀分析：切取開裂部位樣品，鑲樣，采用自動磨樣機磨制縱截面，采用凱勒試劑進行浸蝕；采用Leica DM 4000M光學顯微鏡進行金相組織觀察；采用HitachiS-400掃描電鏡進行微觀
鋁加工 2021年6期2022-01-15
- 鋪絲成形復合材料格柵筋條的纖維形態與彎曲性能評價
節點尺寸控制以及筋條-蒙皮結合質量等方面體現出了其他成形工藝無法比擬的優越性[23-25]。本文基于自動鋪絲成形工藝特點，提出復材格柵筋條節點處纖維形態改善方法，驗證“剪斷-續鋪”法引入的非連續鋪層對節點纖維形態改善的可行性。在此基礎上，結合復合材料格柵結構常見的服役條件，從簡化試驗流程的角度出發，選取彎曲承載性能，通過試驗和仿真手段研究非連續鋪層對格柵筋條彎曲載荷作用下失效行為的影響，確定格柵結構最優非連續鋪層的含量和分布。1 復合材料格柵筋條自動鋪絲成
中國機械工程 2021年23期2021-12-15
- 直接繞絲篩管加工技術研究
壓降。繞絲篩管的筋條和繞絲由一定尺寸的三角形或其它形狀截面軋制而成,可以形成外縫窄、內縫寬的梯形篩縫,具有一定的縫隙自潔功能。繞絲后形成的縫隙很窄,能滿足粉細砂層的濾油需求。用1Cr18Ni9Ti等不銹鋼材料制成的繞絲篩管,耐腐蝕性強,使用壽命長,綜合經濟效益好。對于海上油氣田而言,希望作業成功率高、生產周期長,所以優先選用繞絲篩管。傳統繞絲篩管常見的結構形式有四種。第一,將金屬絲纏繞在基管上。第二,將金屬絲壓入帶溝槽的基管上。第三,將金屬絲壓入帶縱筋的基
機械制造 2021年10期2021-11-08
- 復合材料加筋板高速沖擊的損傷研究
彈體沖擊點位于加筋條上時能很好地降低彈體的沖擊速度。并發現較小的筋條間距、較大的筋條厚度可以有效增加復合材料加筋板的抗沖擊能力，而筋條間隔不同對復合材料加筋板的抗沖擊能力的影響可以忽略不計，本文為后續航天器抗彈體高速沖擊能力研究提供了支撐。復合材料加筋板；損傷特性；高速沖擊；有限元0 引言復合材料加筋板是土木工程中常見的結構形式，遇到高速沖擊時，相比較于普通板，加筋板有良好的抗沖擊性能[1-3]，此性能在航空航天以及軍事領域有較好的應用前景，如航天器在太空
強度與環境 2021年4期2021-11-05
- 面向動力學性能的薄壁加筋板結構阻尼與筋條布局協同優化設計
0]對齒輪箱內的筋條進行了振動能量最小化設計研究；LI等[11]根據葉脈形成的機理對筋條進行簡諧力的布局優化。此外，添加阻尼層也是提高加筋板減振能力的有效方法。在阻尼的布局優化當中，王睿等[12]以動柔度為設計目標，對受簡諧外載作用附加阻尼材料的層殼體結構最優阻尼材料分布進行了研究，并通過優化算例驗證了方法的合理性；ZHANG等[13]提出了一種將局部阻尼特性與單元密度聯系起來的人工阻尼材料模型，研究了簡諧激勵下殼體結構的主結構和阻尼層的拓撲優化問題；劉海
中國機械工程 2021年16期2021-08-26
- 金屬加筋壁板蒙皮有效寬度分析方法
皮加筋結構組合(筋條可以是通過緊固件與蒙皮相連，也可以是整體機加形成)而成，這種蒙皮加筋結構通常被稱作壁板結構，典型的由“Z”型筋條與蒙皮組合的壁板結構如圖1所示。目前，國內外對加筋壁板結構做了一系列的探索和研究，主要集中在有限元數值分析方法和工程理論計算結合試驗進行對比研究。樊建超[1]提出了以體積等效來確定有蒙皮寬度的方法，介紹了自然網格建模時蒙皮有效寬度的含義及作用，列舉了一、二、三級凸臺蒙皮有效寬度的計算公式。雷一鳴[2]研究了機身壁板壓縮穩定性與
民用飛機設計與研究 2021年4期2021-07-08
- 基于無網格法的非均勻彈性地基上變厚度加筋板彎曲與固有頻率分析
1所示。以x方向筋條為例，基于一階剪切變形理論[13]可得板及x方向筋條的位移場Up和Us x分別為圖1 彈性地基變厚度加筋板無網格模型(2)(3)結合移動最小二乘法[14]近似將板和x向筋條的位移場寫成矩陣形式為(4)(5)式中δp I為板上第I個節點的位移參數(不是真實位移)，up I,vp I和ωp I分別為沿x，y和z方向的平動，θp x I和θp y I分別為繞x軸和y軸的轉角，δs x i為x向筋條的第i個節點的位移參數，us x i和ωs x
計算力學學報 2021年3期2021-07-01
- 縫合復合材料T型接頭拉伸載荷下的有限元數值模擬
拉伸載荷下，接頭筋條與蒙皮變形程度較大，縫線受力情況復雜，使得T型接頭失效機理分析較為復雜[1-2]。近年來，國內外學者通過理論[3]、試驗[4]及數值模擬[5]的方法針對復合材料縫合件進行了廣泛研究?？p合的應用最早是為解決層合板的分層問題，20世紀80年代，Mignery等[6]將碳纖維縫入了層合板，結果顯著提高了層合板的層間強度，提高了層合板厚度方向的承力作用。Velmurugan和Solaimurugan[7]研究了縫合與未縫合玻璃纖維增強復合材料的
航空學報 2021年2期2021-03-26
- 正交各向異性加筋板屈曲分析方法研究
。劉從玉[2]在筋條與壁板之間引入界面單元及罰剛度，研究了加筋板前后屈曲行為及筋條與壁板之間的脫粘現象。曲文斌等[3]利用有限元軟件模擬了各種邊界條件和荷載作用下正交各向異性板的屈曲失穩形式。楊端生等[4]根據各向異性矩形薄板剪切屈曲橫向位移函數的微分方程建立了一般性的解析解。劉毅等[5]將加筋板簡化為受彈簧約束的層合板，利用伽遼金法得到屈曲與后屈曲解析解。王春玲[6]討論了正交各向異性板在面內邊界力作用下的屈曲和后屈曲行為。Mittelstedt[7,8
計算力學學報 2021年1期2021-03-19
- 加筋板破壞載荷計算中的蒙皮有效寬度計算方法適應性驗證
布變得不再均勻，筋條根部應力較大，離筋條越遠應力基本保持為常值(如圖1(b)所示)。工程上為了計算方便，用一致的應力分布來代替不一致的應力分布，取中間板的初始失穩應力和板邊最大應力代替不一致應力分布，如圖1(d)所示。由以上分析可知，當載荷繼續增加，有效寬度會越來越窄，如圖1(b)所示。因此確定加筋薄板的有效寬度成為計算加筋板破壞載荷的關鍵因素。(a) 結構示意圖(b) 有效寬度的取法(c) 理論有效寬度(d) 應力的近似處理目前國內外對有效寬度計算有下列
航空工程進展 2020年3期2020-06-27
- 破片沖擊作用下艦船復合材料結構損傷的近場動力學模擬*
層方式、加筋板的筋條尺寸以及破片相對于筋條的沖擊位置的影響，分析高速破片沖擊下的用于艦船防護的復合材料層合板和加筋板結構的損傷形式，以及破片貫穿結構后的剩余速度情況。1 近場動力學（PD）理論近場動力學（Peridynamics，PD)[4]結合了分子動力學、無網格方法和有限元方法的優點，區別于傳統局部模型的位移偏微分方程求解模式，采用基于非局部思想的直接積分形式的運動方程，避免了基于連續性假設建模和求解空間微分方程的傳統宏觀方法在不連續問題時的奇異性，所
爆炸與沖擊 2020年2期2020-04-09
- 壓縮載荷下復合材料脫粘缺陷和補強加筋板仿真與試驗研究
明，在加載過程中筋條與壁板之間的界面脫粘影響了加筋板的承載能力，YAP[9]通過有限元分析發現，復合材料加筋板的失效經常是由于筋條和板的交界面的分離失效導致的。ORIFICI[10]認為筋條和板面交界處發生的典型失效導致加筋板迅速破壞失效，破壞區域擴展導致板面和筋條分離。他們重點研究無缺陷加筋板在外力作用下，界面強度對加筋板屈曲和后屈曲的影響，與前人研究不同的是，本文研究的是預置脫粘缺陷加筋板的力學行為，得出預置脫粘對加筋板失效的影響。目前，針對存在脫粘缺
科技與創新 2020年3期2020-03-12
- 碟式離心機流場分析及筋條結構優化
研究都基于直線型筋條徑向排列、周向均布且關于中性孔對稱分布，較少考慮筋條在周向上對流場的影響，存在一定的局限性[12］。然而筋條作為碟式離心機的碟片上的重要結構，設計參數的變化將會直接影響到碟片間薄層流場的分布，從而決定了整個碟式離心機的分離效率的高低。本工作通過對徑向排列、周向均布且關于中性孔對稱的傳統直線型筋條（簡稱直均筋條）的流場分析，了解物料在進入碟片間隙后的流向及分布規律，從而提出了對筋條的優化方案。1 直均筋條碟片建模與數值模擬1.1 建模與網
石油化工 2020年1期2020-03-06
- 復合材料帽型單筋板彎曲破壞數值分析
主承載構件中。其筋條形式常涵蓋開剖面的T型、L型以及I型等構型，得益于復合材料整體成型工藝的進步，結構穩定性好，傳遞周向載荷效率高的閉剖面形式的帽型筋條已成為機身段等筒狀結構部件的首選[3]。在飛機服役過程中，機身筒段帽型加筋壁板幾乎一直承受彎曲載荷[4]，相比其較強的軸向強度、剛度，彎曲性能較差，在彎曲載荷作用下，筋條與蒙皮間易出現脫粘失效，引起結構過早破壞，嚴重威脅飛行安全。針對復合材料帽型加筋壁板的彎曲破壞，國內外學者已從試驗及數值模擬等方面開展了研
兵器裝備工程學報 2019年4期2019-05-05
- 復合材料加筋板結構屈曲分析
?，F不考慮壁板和筋條之間脫膠等因素，使用ABAQUS軟件，建立壁板和筋條一體化結構模型。壁板選用2 m×2 m的復合材料層合板。經研究，取壁板網格密度為20×20，筋條網格密度為20×2。結構單元的網格劃分保證了結果的準確性，加筋板結構的有限元模型如圖1所示，以下算例以此為準。選用殼體單元中的S4R單元。允許有限薄膜應變和大旋轉角，考慮剪切變形的影響，適用于幾何非線性分析。圖1 復合材料加筋結構有限元模型Fig.1 Stiffened composite
中國民航大學學報 2019年1期2019-04-13
- 油品脫水用碟式離心機的流場及分離性能
沒有考慮到碟片上筋條結構對碟片間物料流動性的影響。因此，筆者對碟式離心機內的流場及分離性能進行了系統的研究，綜合考慮筋條結構對流體流動的影響，發現了碟片間物料存在旋轉滯后性，且各層進料流量及重相體積濃度不一致性等現象。這些現象嚴重影響到碟式離心機的分離性能。在一些特定條件下，航空煤油中往往穩定分布極小粒度的水滴，當含水量大到一定程度，會嚴重影響航空發動機的性能[15]。因此，國際航空業對于航空煤油的含水量要求很高。這些水滴相對于其它固態雜質更難以分離，目前
石油學報（石油加工） 2019年2期2019-03-22
- 無蒙皮復合材料網格結構設計與分析
料網格結構中網格筋條承載效率遠高于蒙皮［2-3］；無蒙皮復合材料網格結構通過成型網格筋條的方法，實現結構輕質化。網格結構網格筋條與蒙皮間的粘接界面是薄弱界面，無蒙皮復合材料網格結構自然克服了這一缺點，提高結構承載能力。由于無蒙皮復合材料網格結構無法通過蒙皮傳遞剪切力，有些網格形式不適合設計成無蒙皮復合材料網格結構，要有針對性地進行網格形式選擇。同時由于沒有蒙皮，網格筋條相交的節點處成型及網格筋條與端框的連接均更為困難。目前國內尚無自主設計生產的無蒙皮復合材
宇航材料工藝 2019年1期2019-03-01
- 受氣密載荷的平面加筋壁板結構設計研究
腹板的最大應力和筋條的最大應力不超過許用值。2 設計目標在滿足強度和功能性要求的前提下，使結構重量盡可能的小。3 關鍵參數分析氣密載荷作用下平面加筋板設計主要考慮3個方面：A.腹板厚度t；B.加強筋布置；C.加強筋截面。如圖2所示，加強筋的布置實質是設定腹板格子的大小，即長邊a和短邊b；機加加強筋截面可設計成矩形或T字型，矩形截面如圖3所示，筋條高度為h，筋條厚度為tb。T字型截面如圖4所示。矩形截面的加工較為簡單，應用更為廣泛。3.1 腹板分析平面氣密加
科技視界 2018年23期2018-12-12
- 成型工藝對復合材料帽型加筋板軸壓特性的影響
5-6]。加筋板筋條形式常采用易成型的T型、Z型及I型等，隨著復合材料成型技術的發展，尤其是以共固化和共膠接為核心的大面積整體成型技術的發展使得成型更復雜形式加筋板得以實現[7]。相對于其他筋條結構形式，帽型筋具有結構穩定性好，傳遞周向載荷效率高的優點，是機身段等筒狀結構部件的首選[8]。Mo等[9]對帽型加筋曲板進行了實驗和數值模擬研究，分析對比蒙皮曲率和厚度以及筋條間距對結構穩定性的影響，并給出修正后的工程簡化算法。張彌等[10]對共固化工藝和二次膠接
材料工程 2018年4期2018-04-18
- J型加筋復合材料壁板筋條“R”區質量控制技術研究
料壁板結構，J型筋條對蒙皮剛度提高較大，承載效率高，而且節省空間，特別在后期裝配時方便連接及安裝其他部件。J型加筋壁板由于其結構特殊，筋條存在上、下R角，在成型過程中R角由于壓力傳遞較弱容易產生分層等質量缺陷。本文針對J型加筋復合材料壁板結構，通過成型模具方案及軟模結構的優化，逐步解決了R角的內部質量問題[4-7]。1 結構介紹本文所規定的“R”區包括筋條下R區及上R角，下R區包括下R角及填充區，如圖1所示。J型加筋壁板在膠接共固化過程中“R”區質量較難控
科技與創新 2018年6期2018-03-30
- 兩種復合材料加筋壁板筋條“R”區質量控制技術研究
面和機身等部位，筋條對蒙皮的剛性方面有很大程度的增強，目前加筋壁板主要采用膠接共固化的成型工藝，在筋條膠接過程中，筋條R區容易產生分層、孔隙等缺陷。然而，R區是筋條承載的應力集中區，裂紋容易擴展，且后續無法進行補強，因此R區質量好壞對加筋壁板起著至關重要的作用。本文針對目前飛機上結構復合材料產品應用較多的兩類典型加筋結構，通過成型模具方案及相關工藝參數的優化，逐步解決了R區容易出現的質量問題，為后續類似結構復合材料產品的研制提供參考。1 加筋結構分類及缺陷
科技與創新 2018年5期2018-03-16
- 縱橫加筋碳纖維復合材料壁板整體成型技術研究
面和機身等部位。筋條對蒙皮的剛性在很大程度上有所增強，尤其用于飛機機身時，由于機身結構曲率比較大，復合材料制件一般是曲面縱橫加筋結構壁板。這種結構目前主要采用膠接共固化的成型工藝，先固化蒙皮，然后將未固化的筋條與蒙皮膠接共固化成型。在此過程中，蒙皮成型技術、筋條定位技術、膠接共固化技術對最終產品的質量影響尤為關鍵。本文以典型縱橫加筋壁板為例，如圖2所示，介紹了國產T700級碳纖維復合材料制件成型技術研究。圖2 典型縱橫加筋壁板盒段2 蒙皮成型技術對于復合材
科技與創新 2018年4期2018-02-28
- 復合材料平尾懸掛框設計
性失效。通過布置筋條的方式能有效地提高框腹板的穩定性?？蚋拱宓妮喞叽缬蓹C身的外形尺寸和機身蒙皮厚度尺寸等確定?？蚋拱迳闲枰却_定維修口的位置及大小，再確定筋條截面形式和尺寸以及間距。維修口尺寸比較大，優先采用方形大開口，開口四邊可以通過筋條來加強，有利于傳遞載荷，但方形開口的四個角半徑適當加大，減少纖維的剪斷。筋條剖面結構形式主要有T形、J形、I形，帽形等，如圖1所示。圖1 常見筋條剖面形狀按筋條的結構形式可以分為開敞和閉腔兩種結構形式。閉腔加筋的工藝形
裝備制造技術 2017年11期2018-01-15
- T800碳纖維增強復合材料加筋壁板壓縮穩定性試驗及工程計算方法驗證
過改變蒙皮厚度、筋條間距、筋條幾何參數等設計8種構型的試驗件，進行壓縮穩定性試驗；考慮側邊邊界條件及蒙皮有效寬度的影響，對兩種常用的壓縮屈曲載荷工程計算方法進行驗證。結果表明：在相同筋條面積下，筋條慣性矩提高屈曲載荷增大，加筋壁板的破壞載荷主要取決于壁板的橫截面積；蒙皮厚度和筋條間距對屈曲載荷的影響大于對破壞載荷的影響；對于薄蒙皮，當側邊簡支且蒙皮有效寬度b=D-b2/2時，計算值與試驗值最為接近；對于厚蒙皮，當側邊簡支且蒙皮有效寬度b=D時，計算值與試驗
航空工程進展 2017年3期2017-09-08
- 復合材料J型加筋壁板制造技術研究
造多使用螺釘連接筋條結構與蒙皮，這既增加了零部件數量和重量，還增加了不菲的裝配成本。為了降低零件重量，減少裝配件的使用，復合材料加筋壁板可以實現整體成型，即使用高強度結構膠膜將筋條與蒙皮直接粘接[7]。同時，為了滿足壁板的剛度要求，目前大量采用了J型、T型、Ω型等結構設計的加筋壁板，可較大程度提高加筋壁板結構的抗彎等方面力學性能。本文主要討論J型加筋壁板的成型工藝選擇、工藝方法和質量影響因素等問題，典型J型加筋壁板的截面見圖1。J型加筋壁板成型工藝選擇復合
航空制造技術 2017年16期2017-05-14
- 變截面加筋板尺寸-布局一體化設計
筋結構具有一致的筋條形貌，而多級加筋結構在不同層級間具有明顯的幾何或材料差異，形成變截面特征。由于結構層級的豐富，多級加筋結構對局部幾何缺陷[12]、裂紋擴展[13]等所引起的局部剛度衰減表現出優異的容忍性，有利于保持較高的結構承載力。盡管層級增多帶來的增益很大，但現有的多級加筋結構的研究工作中筋條大多不超過2個層級[9-14]，這是因為隨著結構層級的增多，設計變量的數目也將激增，給優化設計帶來巨大困難[15]。為了有效表征此類多層級加筋結構的變截面信息，
固體火箭技術 2017年2期2017-05-03
- 整體加筋壁板裂紋的應力強度因子研究
筋板面積比β(即筋條與壁板橫截面積之比)以及筋條高寬比(h/b)對壁板內中心對稱穿透直裂紋應力強度因子的影響。研究發現：在裂紋向兩側均勻擴展并不斷靠近筋條的過程中，只有合理設計筋條尺寸，筋條才能對裂紋應力強度因子起到有效削弱作用，從而延長結構疲勞壽命。給定筋板面積比，若筋條寬或者筋條高不大于壁板厚度(h/t≤1或b/t≤1)，應力強度因子隨著筋條高寬比的增大而增大，筋條止裂作用減弱；而當筋條寬和筋條高均大于壁板厚度時(h/t>1且b/t>1)，應力強度因子
四川輕化工大學學報(自然科學版) 2017年2期2017-04-27
- 復合材料網格-蒙皮構件缺陷形成機制及控制技術研究
果表明：優化網格筋條預壓實工藝、提高固化壓力能夠有效減少復合材料網格-蒙皮構件制造缺陷，提高內部質量及構件承載能力。復合材料；熱壓罐工藝；制造缺陷0 引 言復合材料網格-蒙皮結構具有優異的抗彎、抗屈曲性能，承受軸壓和外壓載荷能力強，結構效率突出[1～3]，廣泛應用于航天主承力結構。為同時滿足承力、部段對接及零件安裝等要求，復合材料網格-蒙皮構件通常包含網格筋條、蒙皮、端框、局部加厚區及局部開口等多種結構特征，成型工藝尤為復雜。而復合材料成型過程是在高溫高壓
導彈與航天運載技術 2017年1期2017-04-25
- 典型加筋板結構面內裂紋偏轉與擴展行為分析
0016)為研究筋條截面形式和多部位損傷對整體加筋板裂紋偏轉行為和斷裂特性的影響，采用斷裂力學和有限元方法對其進行分析.首先建立整體加筋板疲勞裂紋擴展模型，通過與裂紋擴展速率試驗進行比較驗證模型可靠性；在此基礎上討論筋條截面形式對裂紋斷裂參量和轉折行為的影響；最后對多裂紋問題進行研究.結果表明：筋條截面形式對斷裂參量的影響并不顯著，裂紋偏轉行為在遠離筋條區域擴展時發生的可能性最大；多裂紋情況下裂紋并不會轉折，而是筆直擴展進而連通成一條大裂紋，同時由于相鄰裂
哈爾濱工業大學學報 2017年4期2017-04-19
- 一種帶單向功能的無針加藥接頭
置有一凸緣和若干筋條，所述若干筋條均布在所述接頭連接件的上端開口的內壁面，所述凸緣呈環形，且所述凸緣位于所述筋條的下方；所述魯爾公接頭通過所述接頭連接件與所述魯爾母接頭相連，所述單向閥膜片設置在所述魯爾公接頭與所述接頭連接件之間。該實用新型的帶單向功能的無針加藥接頭，能夠使輸液操作是只能從體外到體內進行，保證了輸液過程中不會出現回血現象。
科技創新導報 2016年24期2017-03-13
- 加筋土擋墻優化設計砂箱模型試驗研究
擋板，擋墻紙板和筋條承受土壓力，裝配工作完成。1.2.2 加載階段待自重情形下的加筋土擋墻穩定1 min后，在墻頂放置一塊雙向塑料土工格柵，格柵伸出墻面10 cm，用砂土填滿格柵網孔，再在其上放置矩形加載箱，箱底邊緣距離墻面7 cm。向加載箱中倒入砂土作為附加豎向荷載。最大附加豎向荷載為50 kg。若施加附加豎向荷載1 min后擋墻保持穩定，則用數顯測力計水平拉墻面一側土工格柵，以施加水平荷載。擋墻破壞或失效的判定：擋墻發生明顯的整體或局部垮塌，則視為擋墻
山西交通科技 2016年2期2016-12-03
- Z-pin增強復合材料帽型單加筋板彎曲性能
彎曲載荷作用下，筋條與蒙皮的界面處極易發生脫粘失效，界面脫粘往往會導致結構提前破壞，限制了復合材料的力學優勢的發揮，并且對飛機安全構成極大的威脅。國內外學者已經開展了復合材料加筋壁板在彎曲載荷作用下的失效研究。Krueger等[3-4]研究了復合材料加筋結構在三點彎曲載荷作用下的界面脫粘，提出了Shell/3D建模方法，數值模擬結果與試驗結果吻合較好。Bertolini等[5]對帽型加筋板局部結構施加橫向的四點彎曲加載試驗，結果發現自由端起裂為I型拉脫開裂
航空學報 2016年12期2016-11-18
- 先進復合材料薄壁加筋板軸壓屈曲特性及后屈曲承載性能
壓屈曲形式依次是筋條間蒙皮的初始屈曲、部分蒙皮的二次屈曲以及4根筋條的柱屈曲；蒙皮發生屈曲后，蒙皮承擔的部分載荷轉移至筋條,使筋條成為主要承力部分，當筋條發生斷裂后，試驗件迅速整體破壞；其破壞載荷平均值為482.67 kN，屈曲載荷的平均值為204 kN，前者為后者的2.37倍，說明該型結構具有很大的后屈曲承載空間。復合材料；加筋壁板；屈曲載荷；屈曲模態；后屈曲碳纖維增強復合材料由于具有比剛度大、比強度高、抗疲勞性能好、可設計性強、易于整體成形等諸多優點[
航空材料學報 2016年4期2016-08-16
- 整體次加筋壁板屈曲載荷近似計算方法
，一些學者從豐富筋條結構層次的角度出發，提出了次加筋板(sub－stiffened panel)的概念(見 1.1 節).次加筋板是一種含有比主筋條(primary stiffener)尺寸小的、能夠起到提高穩定性作用的次筋條(sub－stiffener)的加筋板［2］.它與傳統整體加筋板相比，在同等壁板結構重量條件下，可較大地提高結構的抗失穩性能和抑制裂紋擴展的能力.通過在傳統加筋板的主筋條之間布置次筋條，可以改變主筋條之間面板(簡稱帶板)發生初始屈曲時
北京航空航天大學學報 2015年3期2015-12-20
- 濕熱環境對復合材料加筋板壓縮性能的影響
驗材料為由蒙皮和筋條組成的纖維增強樹脂基復合材料加筋板，筋條間距為150mm，長桁截面為工字型（上寬30mm，下寬60mm，高40mm），蒙皮材料和筋條材料為單向帶5228A/CCFXXX，單層厚度為0.125mm，蒙皮鋪層方式為［45/45/0/0/0/-45/90/45/45/0/0/0/-45/90］s，厚3.5mm，筋條鋪層方式為［0/0/45/0/0/-45/90/45/0/0/-45］s。試樣尺寸為600mm×820mm，兩端適當延長，端部進行
機械工程材料 2015年1期2015-12-09
- 7075 鋁合金帶筋板漸進蠕變時效成形有限元仿真
影響的研究，發現筋條、凸臺、凹槽3 個結構因素占全部因素權重的41%，表明成形件的結構因素對其成形影響很大。鄭英等［7］研究了單曲率網格筋條壁板蠕變時效成形的特點及規律，結果表明網格筋條壁板的蠕變時效成形過程是一個非線性成形過程。湛利華等［8］基于鋁合金時效成形機理的蠕變統一本構方程，對7055 鋁合金帶筋板蠕變時效成形過程進行仿真模擬，發現筋條對成形件的回彈起到一定的抑制作用，蠕變時效后帶筋板的幾何形狀由筋條的塑性應變和成形件的蠕變共同決定。盡管蠕變時效
武漢理工大學學報（信息與管理工程版） 2015年4期2015-05-26
- 側邊約束對復合材料加筋板屈曲及后屈曲特性的影響
板結構承載主要由筋條決定，而筋條蒙皮大面積脫粘發生在結構失效之后。復合材料加筋板；固支；簡支；屈曲；后屈曲纖維增強復合材料因其比強度比剛度高、可設計性強、疲勞特性好、耐腐蝕等許多優異特性，近年來被廣泛運用到飛機結構設計中[1-2]。飛機機翼機身結構多為加筋結構，加筋結構主要破壞模式是喪失穩定性。Ovesy等[3]使用有限條素法對加筋結構穩定性進行了研究，Stamatelos等[4]特別研究了加筋結構的局部失穩問題。復合材料加筋板在局部失穩后仍具有較強的承載
沈陽航空航天大學學報 2015年5期2015-05-18
- 基于拓撲優化的薄板加筋方法研究
結構可以通過改變筋條的截面形式、筋條間距以及筋條和薄板自身的尺寸來滿足工程實際對加筋板結構強度、剛度和穩定性等多方面的要求。常規的加筋板優化設計，可以先按滿應力設計計算出相應載荷下的等效蒙皮厚度，然后選取一定的加筋比和厚度比對該等效板進行穩定性設計。拓撲優化方法將結構的拓撲布局作為主要的設計變量，通常要求在一定的設計空間內尋找出最優的材料分布形式，在滿足結構相關力學性能的前提下使結構質量最小化［1］。如果將拓撲優化設計方法跟薄板加筋優化設計聯系起來，可以將
機械設計與制造工程 2015年1期2015-05-07
- 薄壁加筋圓柱殼后屈曲分析方法研究
了加筋圓柱殼結構筋條截面高寬比、蒙皮厚度、加筋疏密程度等結構幾何參數對顯式非線性算法計算屈曲臨界載荷與隱式非線性算法計算結果的差異。研究結果表明，結構筋條質量與蒙皮質量之比大于0.4時，顯式計算結果與隱式計算結果趨于一致，當筋條質量與蒙皮質量之比小于0.4時，顯式算法計算結果與隱式算法計算結果會產生波動性差異。顯式非線性分析能快速高效分析筋條質量與蒙皮質量之比大于0.4的薄壁加筋圓柱殼結構后屈曲行為。加筋圓柱殼；后屈曲；顯式動力學分析0 引言薄壁圓柱殼是工
固體火箭技術 2015年4期2015-04-22
- 成型工藝對復合材料加筋結構脫粘性能的影響
要研究兩種工藝對筋條蒙皮脫粘損傷及破壞機理的影響。復合材料加筋結構的脫粘失效研究，一直是國內外學者關注的重點。Vijayaraju等［1］研究T型加筋結構在拉拔載荷作用下的失效，并分析對比含襯墊及含覆蓋層對失效模式的影響，研究結果表明襯墊結構能明顯提高失效載荷;Yap等［2，3］研究預制脫粘區域的位置、尺寸及數目對以脫粘為失效模式的T型多筋條加筋板后屈曲性能的影響，結果表明脫粘位置決定裂紋擴展及屈曲的順序;Krueger等［4］提出了一種有效的模擬筋條蒙皮
航空材料學報 2015年2期2015-03-13
- 整體壁板參數化設計與敏感性分析
損傷容限［3］.筋條使裂紋分支，減緩了裂紋擴展速率.盡管鉚接筋條可以得到很好的止裂效果，但是鉚釘孔的應力集中會導致初始裂紋的萌生.此外，整體壁板可以提高視覺檢查能力，從而增加檢測出裂紋的可能性.因此，對含裂紋整體壁板的力學行為進行研究，以確定結構是否具有破損安全或安全裂紋擴展的能力具有重要的工程意義.在線彈性范圍內，應力強度因子是確定含裂紋結構的破損安全應力和裂紋擴展的重要參數.對含裂紋加筋板應力強度因子的研究已見于較多文獻，Chen［4］對拉伸時中心開裂
哈爾濱商業大學學報（自然科學版） 2013年4期2013-10-21
- 復合材料加筋壁板鳥撞動響應分析
hell163。筋條布局共有四種型式，分別在沿板方向均勻布置1個、2個、3個和4個筋條，筋條軸向尺寸為0.02 m×0.01 m，單元類型采用SOLID164。圖1給出布置1個和3個筋條時的布局型式。圖1 復合材料加筋壁板筋條布局型式Fig.1 Stiffener layout of composite reinforced panel鳥撞動響應數值分析采用LS-DANA，算法采用接觸碰撞耦合算法。鳥撞方式分為垂直沖擊和斜沖擊復合材料加筋壁板中心，斜沖擊時
振動與沖擊 2013年4期2013-09-08
- 汽車鈑金沖壓件疊料問題解決案例分析—
區域各增加了一條筋條。增加的筋條可以將聚集的材料展開，從而改善疊料問題。增加筋條需要考慮兩方面因素：一方面筋條不能引起零件匹配干涉；另一方面筋條高度不能太高，否則會造成凸模強度不足。所以增加吸料筋條的尺寸有限，改善零件疊料的效果也有限。優化零件沖壓工藝。由于增加吸料筋條解決零件疊料問題的效果有限，所以同時考慮優化零件的沖壓工藝。采用成形工藝時，可以通過選擇合理的沖壓方向，優化材料流動，抑制疊料缺陷。采用改進后的沖壓方向，利于疊料區域在沖壓時材料流動，從而改
金屬加工(熱加工) 2013年5期2013-08-28
- 鋁合金加筋板軸壓屈曲穩定性的有限元分析
的情況下，加筋板筋條形式及結構參數對結構屈曲穩定性的影響，并將有限元模擬結果與工程計算結果進行了比較，期望為鋁合金加筋板結構的設計優化及工程應用提供參考。1 鋁合金加筋板的構型7050鋁合金加筋板為整體成型，其筋條選取常用的T型和Z型，而且筋條均勻分布，蒙皮均為邊長500mm的正方形，加筋板的截面示意如圖1所示。T型筋條和Z型筋條具有相同的截面面積，具體尺寸如圖2所示。當薄壁加筋板受面內壓縮載荷作用時，常見的失效模式為屈曲失穩，因此主要考慮筋條間距及蒙皮厚
機械工程材料 2013年3期2013-08-16
- 海拉蓄電池產品正式上市
池蓋設計和帶彈性筋條蓄電池槽設計。迷宮式蓄電池蓋內裝防爆片，杜絕雜質進入，獨特的結構設計可實現迷宮式排氣并防止電解液溢出，避免用戶受酸液溢出的傷害，安全實現液氣分離，同時讓使用環境更清潔。帶彈性筋條的蓄電池槽可對內部零件提高適當松緊的支撐，減緩顛簸路面對極板造成的振動，從而延長蓄電池的使用壽命。實驗表明，使用彈性筋條設計的蓄電池與傳統的蓄電池相比，壽命延長一倍以上。作為海拉易損件系列中的又一重量級產品，海拉鋒能系列免維護蓄電池具有高可靠性、壽命長、免維護等
汽車維修與保養 2013年9期2013-04-21
- 復合材料網格圓柱結構減重優化設計①
由蒙皮和縱、環向筋條組成，在導彈發動機頭錐殼體、運載火箭、大型商用飛機等航空航天結構上有著廣泛的應用前景。此結構采用了先進的高模量、高強度炭纖維材料，并輔助以縱、環向筋條梁結構加強，使其滿足載荷承載性能和質量比要求。本文對固體發動機復合材料網格圓柱結構進行優化設計，在滿足結構一定的載荷承載能力和屈曲約束條件下，對結構中蒙皮鋪層參數和縱向、環向筋條寬度和數量進行了優化計算［1－4］，從而降低了結構質量，提高了發動機質量比。其中，考慮到結構尺寸約束條件，所以文
固體火箭技術 2013年2期2013-01-16