复合材料加筋壁板低速冲击响应与冲击能量关系

基于ABAQUS有限元软件,采用Hashin损伤准则建立了一种有效的复合材料加筋壁板低速冲击模型。分析了接触力、加筋壁板吸收能量和损伤散逸能对冲击响应的影响。结果表明:随着冲击能量的增大,接触力峰值前移,且冲击后板吸收能量与损伤散逸能的差值变大。落锤冲击实验表明,低速冲击能量下损伤程度与冲击能量正相关。对比了损伤区域的仿真结果和实验结果,发现二者拟合较好。

机轮刹车振动破坏的仿真分析及优化设计

为了解决刹车机轮振动给机轮组件和刹车装置造成的严重破坏,以刹车机轮为研究对象,建立机轮刹车振动系统力学模型,采用ABAQUS软件对该振动过程进行仿真,提取机轮的固有频率,将仿真结果与试验结果进行对比,得出机轮试验系统出现共振是其产生严重振动的原因。据此提出了改变卡槽数量和增加垫片等优化方案,减小或隔离振动的传递,减轻了刹车力矩的波动,减缓了机轮的振动,并改变静盘受力和组合受力频率,避开机轮的固有频率,避免机轮试验系统出现共振,使机轮的气缸座振动加速度减小了8倍,位移减小了6倍,大幅度减弱了振动程度,提高了该型机轮的使用寿命。

Nomex蜂窝复合材料冲击损伤及剩余压缩强度试验

针对Nomex蜂窝复合材料冲击损伤问题,研究蜂窝材料在冲击作用下的损伤行为。对试件进行预制冲击损伤试验和冲击形貌分析。测试剩余压缩强度,根据试件应变值变化情况得出试件的屈曲载荷和破坏载荷,并与未进行冲击试件对比分析。结果表明:冲击损伤后,Nomex蜂窝复合材料试件压缩屈曲载荷保持率为80.0%左右,破坏载荷的保持率为67.7%左右,破坏最大应变的保持率为62.9%。

编织结构复合材料损伤胶接修理试验分析

对复合材料损伤构件进行胶接修理,在MTS试验机上进行强度试验,并在5个位置安装应变片,记录修理构件能够承受的最大载荷以及加载过程中的应变变化。分析结果表明:胶接补片改变了原来的应变分布,增加了试验件的强度,试验件的破坏从应变较大处开始。最佳的修补参数为复合材料修理补片与母板纤维方向成0/90°,补片大小为损伤面积的2～3倍,补片厚度为损伤深度的0.6～1倍。

飞机作战生存力设计参数灵敏度分析

针对灵敏度分析可以更深入地分析设计参数对飞机生存力的影响变化,研究了将灵敏度分析应用到飞机生存力设计的方法.基于飞机敏感性、易损性和作战能力模型建立了飞机生存力计算模型,分为旧机改型设计和新机方案设计两种情况对设计参数进行了灵敏度分析,为旧机改型设计中待改进参数的选取和新机方案设计中设计变量初始范围的缩减提供了依据.仿真实验及结果分析表明了文中方法的可行性.

考虑作战能力的飞机生存力权衡设计

针对飞机生存力设计是一个效益与代价的综合权衡过程,提出了一种包含飞机敏感性、易损性和作战能力的生存力权衡设计模型。推导了考虑飞机作战能力的生存力计算公式,基于雷达发现概率、导弹击中概率、破片杀伤概率以及飞机作战能力的计算模型,建立了以飞机生存力最大为目标,以重量代价为约束条件,以飞机雷达散射面积、装甲质量以及挂载武器质量为优化变量的飞机生存力权衡设计模型,并应用粒子群优化算法对模型进行求解。算例分析表明,所建立的模型符合实际、易于实现,可以为飞机生存力的权衡设计提供参考。

蜂窝芯体厚度对Nomex蜂窝夹层复合材料压缩性能的影响

以NRH-2-48芳纶纸为蜂窝芯体,碳纤维层合板为面板,制备了不同芯体厚度的Nomex蜂窝夹层复合材料,通过压缩试验研究了芯体厚度对复合材料压缩性能的影响,并探讨了芯体厚度与复合材料屈曲载荷和压缩破坏载荷的关系。结果表明:随芯体厚度的增加,复合材料的屈曲载荷和破坏载荷都相应增大,当复合材料的屈曲载荷与面板的破坏载荷相同时,蜂窝芯体厚度最佳。

损伤位置对复合材料加筋壁板剪切承载能力的影响

针对先进飞机上大量采用的复合材料加筋壁板结构对冲击损伤特别敏感的问题,通过对含冲击损伤复合材料加筋壁板进行剪切试验的方法,研究了不同损伤位置(目视可测损伤)对大尺寸复合材料加筋壁板剪切承载能力的影响。结果表明:损伤在两筋条之间时,离筋条中心越远,承载能力越低;蒙皮中央在较低能量冲击损伤后,破坏载荷约为完好加筋壁板的48%,损伤在筋条中心时,破坏载荷约为完好加筋壁板的84%。

基于非稳态间断刹车的刹车盘寿命计算

针对外场刹车盘使用寿命普遍短于试验预测值的问题,通过刹车摩擦系数曲线,以真实碳刹车使用统计规律为区间,拟合非稳态间断刹车的摩擦系数曲线,并运用动力学原理计算单次刹停和非稳态间断刹停的磨损行程,根据磨粒磨损计算公式得出2种刹车方式下的磨损比为1∶1.899 7~1∶2.036 3,与外场统计结果 1∶1.88~1∶2.09相比,精度较高.计算中发现,在非稳态间断刹车过程中磨损工况变差是造成外场磨损加剧的主要原因,验证了连续刹车过程中形成的摩擦膜对减小磨损的重要作用.研究成果对于刹车寿命试验的改进和不同材料刹车盘外场寿命预测提供了一种理论计算的方法.

Nomex蜂窝复合材料冲击损伤及剩余剪切强度试验

Nomex蜂窝复合材料在航空航天中的应用越来越广泛,但其对低速冲击损坏较为敏感,针对Nomex蜂窝复合材料冲击损伤问题,研究了蜂窝材料在冲击作用下的损伤行为,并进行了剩余剪切强度试验,观察试验件应变值变化,得出试验结构件破坏载荷和最大破坏应变,并与未进行冲击试验的试验件进行对比。结果表明:冲击损伤后,破坏载荷的保持率为69.0%左右,破坏最大应变的保持率为78.8%,即冲击损伤使蜂窝复合材料的力学性能恶化,且影响较大。

复合材料加筋壁板压缩屈曲与后屈曲分析

为了建立复合材料加筋壁板承受压缩载荷下屈曲、后屈曲和破坏整个失效过程的数值分析方法,对复合材料加筋壁板进行了压缩稳定性试验和有限元分析研究。采用特征值分析法对加筋壁板进行了屈曲分析,得到加筋壁板的屈曲模态、屈曲特征值及屈曲载荷;根据加载端的载荷-位移曲线采用弧长法(Riks),得到了弧长法的屈曲载荷及后屈曲承载路径;引入失效准则,得到后屈曲直至破坏的承载能力。对比两种有限元分析法与试验结果可以得到:加筋壁板的后屈曲承载能力很大,特征值法分析屈曲载荷较弧长法更精确,而弧长法可以更好模拟后屈曲行为,建立的分析法与试验结果吻合较好。

碳纤维增强树脂基复合材料的热膨胀行为

采用光纤法对碳纤维增强树脂基复合材料沿纤维方向的热膨胀应变进行测试,然后分别用传统的片状模型和改进模型对复合材料沿纤维方向的热膨胀应变进行了理论计算,将计算结果与测试结果进行对比分析;之后利用改进模型和ABAQUS有限元软件分别计算得到了复合材料沿垂直于纤维方向的热应力,并利用有限元模拟了纤维排布对热应力的影响,得到了热应力的分布。结果表明:随着温度升高,复合材料的热膨胀应变基本呈线性增加,纤维分布集中区域的热应力可达到一般区域的1.5倍以上,应力集中现象产生于纤维与基体的接触处;与片状模型相比,改进模型计算得到的热应变与试验结果更吻合,误差小于10%,证明了改进模型的正确性和所建有限元模型的合理性。

损伤位置对复合材料加筋壁板轴压承载能力的影响

通过落锤冲击试验分别在复合材料加筋壁板的蒙皮中央、长桁平筋边缘和长桁轴线处冲击出深约1mm的凹坑,然后对其进行轴压试验,研究了损伤位置对加筋壁板轴压承载能力的影响,并与未损伤试样进行了对比。结果表明:损伤位置对复合材料加筋壁板轴压承载能力有很大影响,损伤位于蒙皮中央、长桁平筋边缘、长桁轴线处加筋壁板的屈曲载荷分别为未损伤加筋壁板的83.1%,90.7%,96.1%,破坏载荷分别为未损伤加筋壁板的90.2%,84.8%,79.7%;蒙皮对加筋壁板的整体稳定性起主要作用,筋条对加筋壁板的最终承载能力起主要作用。

浅谈小学低年级学生口算能力的培养

《小学数学教学大纲》指出:口算是笔算、估算和简便计算的基础,是计算能力的重要组成部分,口算是提高计算能力的重要前提,也是提高学生学好数学的前提。因此,在小学数学教学中,培养和提高学生的口算能力成为了一个不可忽视的重要任务。经过我们小课题组半年的实验,结合我们的日常教学,我从以下几点来谈谈如何培养小学低年级学生的口算能力。

多损伤复合材料加筋壁板高周疲劳特性及剩余压缩强度

为研究常用于飞机垂尾的复合材料加筋壁板的冲击疲劳特性,设计了该型加筋壁板多点冲击试验、高周疲劳试验及剩余压缩强度试验。讨论了不同冲击能量对筋条边缘冲击损伤的影响,及施加低应力水平的疲劳载荷后各冲击损伤区域的扩展情况,对比分析了疲劳对冲击后剩余压缩强度的影响。结果表明:40J能量冲击后的损伤面积和凹坑深度较大,C扫描损伤形貌很不规则。100万次低应力疲劳后主损伤区附近衍生出新损伤,导致压缩破坏时产生向上、下夹具扩展的裂痕。该型加筋壁板疲劳后破坏载荷保持率为95.6%,有较好的抗冲击疲劳能力,为加筋壁板耐久性及后屈曲设计提供了思路。