带划痕缺陷的碳纤维增强树脂复合材料疲劳寿命研究

针对带有划痕的3238A/CF3052碳纤维复合材料,从试验和计算角度分别探究其疲劳剩余强度性能,并预测疲劳寿命。考虑材料组分、划痕深度、应力比等因素的影响,同时将缺陷尺寸效应引入模型,建立含缺陷尺寸效应的疲劳寿命理论。通过试验结果与模拟结果的对比,验证了理论的有效性,并分析材料的疲劳寿命规律。利用有限元软件对有划痕材料进行模拟,得到材料应力分布,并进一步计算寿命曲线,结果与试验结果一致,表明能够有效预测材料疲劳寿命。

太赫兹光谱技术在直升机中的应用

纤维增强复合材料(fiber reinforced materials,FRM)由于其轻且强的特点,被广泛地应用于军事及民用工业的各个领域,在航空航天所作出的卓越贡献尤其受瞩目。复合材料结构在疲劳载荷的循环作用下容易产生微小裂纹,裂纹扩展缓慢,因此具有更高的疲劳寿命。但是复合材料在生产制造过程中,容易产生缺陷和损伤,影响其性能和寿命。此外,当复合材料应用于直升机旋翼时,高速旋转的桨叶桨尖速度可达到290m/s,直升机服役期间桨叶容易产生内部损伤,难以通过目视、敲击等常规检查手段判断内部损伤。直升机复合材料桨叶常见的缺陷包括裂纹、分层、开胶、穿孔等,引起结构强度、刚度下降,大大影响直升机结构的安全性。

基于信号整数抽取的频谱细化算法在直升机振动信号分析中的应用

当信号中含多个比较密集的谐波分量时,受内存和CPU的限制,计算机能够处理的FFT点数是有限的,无法对较长、完整的离散信号进行FFT分析,只能截取1段离散信号进行FFT分析,此时的频谱分辨率又无法有效识别信号中的密集频率成分。基于信号整数抽取和DFT变换频移的特性,该文提出了一种高效细化局部频谱算法,并证明了该算法的可行性。仿真算例表明,在不提升FFT点数的条件下,该算法可以有效分析窄带内的频率成分。