空冷型高温轴换热及应力分析

对CRC辊式破碎机空冷型高温轴进行了换热模拟及热态下的应力分析。模拟分析结果表明,带扰流叶片的冷却风道具有更强的冷却换热效果,不同边界温度和不同冷却风量会使高温轴产生较大且不同方向的温度差和热梯度,进而产生较大的额外热应力。通过将热态下的模型导入应力分析软件,进一步分析了热梯度对轴应力的影响,发现轴在热态下的等效应力远大于冷态下的等效应力,设计选材时应评估热梯度应力的影响,采取适当措施减轻或平衡应力。

固化湿度对复合材料层合板力学性能的影响与分析

树脂基复合材料在固化过程中,环境湿度对基体和增强纤维固化成型的影响最直接的表现是复合材料件的强度。为了研究固化湿度(相对湿度)对复合材料层合板力学性能的影响规律,本工作以T3003K40B/1000(增强纤维)与LY1564SPT(基体树脂)为例,分别对固化环境湿度为30%和60%下固化成型的碳纤维复合材料层合板标准试样进行力学性能测试,并通过扫描电子显微镜对试样的断口区域进行检测扫描。检测及试验结果表明:在其他固化条件均一致的情况下,固化环境湿度为30%时的碳纤维复合材料层合板的拉伸、压缩强度值均高于固化环境湿度为60%时的碳纤维复合材料层合板;固化环境湿度为30%时的碳纤维复合材料层合板的层间结合效果较好;测试及分析结果可为技术人员进行相同材料的制备提供一定的参考依据。

CFRP复合材料层板冲击损伤的空气耦合超声无损检测

为了研究冲击能量对2mm厚CFRP层压板冲击损伤的影响规律，分别采用2、5、8J3种能量进行冲击试验，通过目视、空气耦合超声C扫描、金相显微镜等对CFRP层压板试样的冲击损伤进行观察检测。试验结果表明：冲击能量为2J时表面无目视可见的损伤，当能量增加至5J、8J时冲击面可见凹坑，背面可见沿0°方向的开裂。冲击能量在2～8J范围内，随着冲击能量的增加，层压板的损伤面积增大。低能量冲击会在层压板内部造成纤维断裂和分层损伤，在能量较低时损伤的投影形状近似呈圆形，在能量较高时近似呈菱形。

空间曲面类复合材料构件固化变形修正技术研究

针对空间曲面类复材构件固化变形问题,提出采用在标准工装上预铺复材型面的方式获取变形规律,预测构件的固化变形,通过反向修正预先补偿变形量生成工艺数模,用于制作模具型面。详细介绍了修正计算方法和步骤,并通过对机翼曲面进行实际修正,获得了理想的成型精度,证明了该方法可以有效的降低变形,提高制件精度。

复合材料层合板孔挤压力学性能试验研究

复合材料结构件间的装配需大量孔加工,出、入口和孔内壁的加工损伤会严重削弱结构的抗破坏性,影响结构件的承载能力和服役时间,甚至导致严重的安全问题。为了研究复合材料层合板孔挤压力学性能及失效形式,对4 mm厚的碳纤维复合材料层合板标准试样进行孔挤压性能测试,并通过扫描电子显微镜(SEM)对试样的断口区域进行检测扫描。检测及试验结果表明:4 mm碳纤维复合材料层合板孔挤压平均强度值为745.71 MPa,失效形式为撕脱。

复合材料飞机机身工装模具一体化设计及验证

针对RX1E复合材料轻型飞机一体成型、胶结连接为主的工艺特性,进行了工艺方案的总体设计,包括装配顺序的确定和装配工装基准的选择等。其次,进行了一体化工装的结构设计,细化了制件模具的成型方案和结构零件的定位夹紧形式。最后,重新进行了尾翼、阻力板等较小部件制造,对一体化工装的实际使用进行了验证,类比分析了工装模具一体化的方案在复合材料结构轻型飞机机身上的技术可行性和先进性。研究成果可为复合材料飞机工装提供设计思路和参考。

不同试验标准对复合材料压缩强度的影响

为了研究应力与应变的关系问题,采用ASTM D3410对一系列复合材料进行压缩试验。研究结果表明对于低性能复合材料,应力应变呈线性关系,而对于高性能复合材料,应力应变不再呈线性关系,出现了失稳破坏,降低了压缩强度值。针对USN46200的压缩试验出现失稳破坏,分别采取增加厚度和改变试验标准进行试验,结果表明增加试验件厚度不能解决此问题,改变试验标准有效地解决了该问题。对于高性能的复合材料压缩试验建议采用ASTM D6641试验方法。

某型四座电动飞机复合材料机翼剪切性能试验与分析

为了验证某型四座电动飞机复合材料机翼结构强度是否满足适航规定(CCAR 23-R3《正常类、实用类、特技类和通勤类飞机适航规定》)要求,本工作对该复合材料机翼的翼梁、翼肋、蒙皮、前缘、后缘的布局和铺层等结构形式,以及机翼与机翼、机翼与机身的连接形式进行了研究分析,建立了四座电动飞机全机有限元数值分析模型,并计算了在适航规定要求的限制剪切载荷下,复合材料机翼的变形和应力分布情况,最后通过全机静力试验验证了有限元模拟结果的准确性。结果表明:有限元分析和试验结果有较好的一致性;该电动飞机复合材料机翼的结构设计形式,满足适航所规定的结构强度要求。

聚合物基复合材料压缩试验方法研究

分析了聚合物基复合材料压缩试验的三种加载方式:端部加载、剪切加载和混合加载,以及三种加载方式所对应的试验标准、试验夹具和适用范围。指出了混合加载所对应的ASTM D6641标准是复合材料较科学和合理的压缩试验方法。分析了影响压缩力学性能试验结果的主要因素,如试样的尺寸、对中度和有无加强片等,重点分析了有无加强片对压缩试验结果的影响。

空间曲面类复合材料构件固化变形修正软件开发

利用CATIA/CAA二次开发技术,以CATIA软件作为开发平台,开发复合材料修正软件,能够完成空间曲面类复合材料构件的固化变形修正,生成用于制造模具的工艺数模。详细介绍了软件的总体结构和各功能模块实现方法,并以机翼曲面为例进行了实验验证。实验结果表明:经过该软件的修正后,有效控制了复材构件的变形量,提高了产品精度。

水泥厂熟料篦冷机冷却小风管的优化设计

在建材、冶金等行业的工矿企业中需要设计布置很多小通风管道以满足生产需要。看似简单的通风管道,在很多生产线上却存在设计不合理的现象,导致管道阻力大,进而给系统带来不必要的能耗损失。以篦冷机的冷却小风管为例,利用软件仿真分析不同风管的阻力,结论是:在一定风速下带导流叶片的矩形管道更适合作为篦冷机的冷却风管,其压力损失最小,从长期看具有一定的节能降耗减排效果。