Fe基软磁复合材料的断裂性能研究

基于两步热处理法进行了Fe基软磁复合材料的制备研究,成功制备出具有较高抗弯强度的软磁复合材料(SMCs),研究并分析了微观组织结构与抗弯强度的内在关系。将Fe粉表面钝化增加了Fe与具有优异介电性能的有机硅环氧树脂的结合键,提高了材料的抗弯强度,其强度达到45.3 MPa。能谱(EDS)及有限元方法(FEM)分析表明,SMCs制备中产生的孔洞及裂纹主要分布在树脂层及树脂-Fe界面,在外加载荷作用下,裂纹影响孔洞外缘的应力分布,并朝着共同断裂失效的方向扩展,故对SMCs的强度产生不利影响。为了提高SMCs的强度,需要保证树脂涂覆完整,并进一步提高树脂层本身及树脂与纯铁的粘结强度,采用热压方式减少材料中的孔洞数量。

聚苯乙烯泡沫材料的动态压缩特性

通过万能材料试验机和落锤式冲击试验装置,对发泡聚苯乙烯泡沫材料进行准静态和动态压缩试验,探讨密度和加载速率对材料动态压缩特性的影响。基于落锤试验数据,考虑密度相关性,通过修正得到恒定应变率下材料动态本构关系的经验公式。基于LS-DYNA中的MAT57和MAT163以及ABAQUS中的Low Density Foam和Crushable Foam 4种材料模型,建立了适用于有限元仿真的发泡聚苯乙烯泡沫本构模型。通过模拟落锤冲击过程,对比试验结果发现:MAT163和Crushable Foam模型能较好地预测材料动态响应和能量吸收性能,验证了动态本构模型的可靠性,并且这两种特定的材料模型在模拟发泡聚苯乙烯泡沫冲击碰撞时具有良好的适用性。

正常盘旋飞机油箱液面晃动与结构动力学分析

针对飞机油箱晃动流固耦合问题,采用ABAQUS与Star-CCM+联合仿真流固耦合方法,通过对比验证单向和双向流固耦合,确定了采用单向流固耦合方法分析油箱晃动流固耦合问题的可行性,并对某型飞机正常盘旋过程中的油箱晃动流固耦合问题进行研究。验证了满油状态下飞机油箱的结构安全性,并探究了不同充液率对飞机油箱晃动流固耦合效应的影响。结果表明:满油状态下飞机油箱结构安全性满足要求;充液率不同,各因素对油箱部件应力的影响程度不同。

机动行为下飞机油箱晃动流固耦合动力学分析

飞机执行机动飞行时整体处于大过载状态,此时的油箱晃动流固耦合问题较为复杂。针对这一问题,以某型飞机整体油箱为研究对象,建立ABAQUS与Star-CCM+联合仿真流固耦合方法,对飞机半滚倒转机动行为下的油箱晃动流固耦合效应进行分析,得到了半滚倒转过程中燃油的形态变化,流体域压力以及油箱部件的应力时程曲线等结果,并探究了油箱充液率变化对流固耦合效应的影响。结果表明:机动过载对油箱部件应力应变的影响大于燃油晃动冲击,除上蒙皮外部件应力均随着充液率增加而增加。