Stress Concentration around the Embedding of the Honeycomb Sandwich Structure

Honeycomb structures and other sandwich materials are being used as designs which have demanded high-stiffness and lightweight structures. The embedding design can further decrease the total weight of the products. Embedding will inevitably generate defect of the honeycomb and cause stress concentration. This study mainly discusses the tensile stress distribution near the defect in a quantitative way with the finite element and analytical method. The prediction function of the stress distribution is proposed. X and y directional stress distribution properties are found. These results are proved to be validate through a representative defect case. The bending stress distribution is investigated through material mechanics method and the prediction equation of the maximum bending stress is given.

钢制金属I型夹芯板界面疲劳脱粘特性分析

[目的]针对金属I型夹芯板界面的脱粘失效破坏,开展金属夹芯板界面疲劳脱粘特性分析。[方法]基于内聚力模型理论,考虑时间历程、三维结构节点多自由度的损伤演化方程与收敛判定准则,开发适用于三维复杂结构的界面疲劳脱粘模拟程序;与焊接接头脱粘实验结果进行对比,验证所开发程序的准确性,并进一步对钢制金属I型夹芯板的界面疲劳脱粘行为进行数值模拟。[结果]结果显示,所开发的三维界面疲劳脱粘数值模拟程序与焊接接头脱粘实验间最大的模拟误差仅为14.05%;I型夹芯板承受面外载荷时,夹芯板界面处的脱粘破坏主要表现为沿焊缝方向的表面裂纹扩展,当裂纹扩展至夹芯板长度的70%左右时,裂纹开始贯穿腹板形成贯穿裂纹。[结论]所开发的三维复杂结构界面疲劳脱粘程序可以实现对金属夹芯板界面疲劳脱粘寿命的有效评估,对实际工程应用具有一定的指导意义。

铝面板泡沫夹芯结构材料脱粘缺陷的超声脉冲多次反射法检测

针对铝面板泡沫夹芯结构材料脱粘缺陷的检测问题,开展了超声脉冲多次反射法检测技术研究。分析了超声脉冲多次反射法的检测原理,制作了人工模拟缺陷试样,进行了自动检测C扫描成像,通过灰度点数量统计方法分析和优化了缺陷识别的结果。研究结果表明,超声脉冲多次反射法能有效检出铝面板泡沫夹芯结构材料中的脱粘缺陷,为材料研制和质量评估提供依据。

高温环境下含典型凹坑缺陷蜂窝夹芯板特征值屈曲性能

蜂窝夹芯板是飞行器中一种常见的热结构,在服役过程中其面板表面容易形成不同形状的凹坑。为了研究不同形状凹坑对蜂窝夹芯板屈曲性能的影响,基于Python语言构建了含圆形凹坑缺陷、含正方形凹坑缺陷、含正三角形凹坑缺陷蜂窝夹芯板参数化有限元模型,分析了恒温和变温下凹坑缺陷关键参数对蜂窝夹芯板特征值屈曲性能影响规律,结果表明不管是恒温环境还是变温环境,随着凹坑缺陷直径(边长)或者凹坑深度的增大,蜂窝夹芯板临界失稳载荷降低;对比分析了等面积缺陷和等周长缺陷下3种典型缺陷对结构特征值屈曲性能的影响,结果表明等面积缺陷下,含圆形凹坑缺陷蜂窝夹芯板的临界失稳载荷略大于其余两者,等周长缺陷下,含正三角形凹坑缺陷蜂窝夹芯板的临界失稳载荷略大于其余两者。

蜂窝夹层结构缺陷红外热成像检测及缺陷分类

为实现GFRP/NOMEX蜂窝夹层结构常见缺陷的准确分类,基于红外热成像无损检测技术,采用卷积神经网络及迁移学习技术建立GFRP/NOMEX蜂窝夹层结构缺陷的分类模型,比较微调的VGG16、MobileNetV2、ResNet50、InceptionV3、DenseNet201模型对于缺陷的分类效果,结果表明以上模型针对GFRP/NOMEX蜂窝夹层结构蒙皮脱粘缺陷、夹层脱粘缺陷、积水缺陷、堵胶缺陷及健康区域均可实现准确的识别分类,其准确率均在94%以上。其中基于VGG16的两种迁移学习模型及ResNet50的迁移学习模型对于此数据集的分类效果优于其余几种经典模型的迁移学习网络,其准确率分别达到99.94%、99.10%、98.95%,五个类别φ值得分均高于96%,可实现缺陷区域及健康区域的有效分类。

间接挤压铸件中冷夹层的形成机理研究

研究了间接挤压铸件中冷夹层的形成过程及机理,给出了冷夹层形貌的微观分析结果。认为:注入到压室中的合金液产生的激冷层是导致挤压铸件中形成冷夹层的主要原因,消除制件中冷夹层的基本条件是保持合金液具有一定的过热度,将压室内的激冷层在挤入模具型腔时,使其破碎、重熔;此外,适当提高模具温度,控制涂料性质、合金液在压室中的停留时间以及合金液的充填状态,均可减少或消除制件中冷夹层的形成。

蜂窝夹层结构常见制造缺陷分析

蜂窝夹层结构已成为卫星结构设计中广泛应用的重要材料。基于蜂窝夹层结构制造过程的复杂性和不可逆性,注重工艺控制对产品质量的保证是非常重要的。文章对蜂窝夹层结构制造过程中,由于工艺条件不当造成的缺陷和改进方法进行了分析。

含初始缺陷的蜂窝夹芯板疲劳行为

借助四点弯曲装置,对含有初始芯面脱焊缺陷的钢质蜂窝夹芯板开展了室温疲劳行为研究.载荷比为0.20,载荷水平在15%～90%.通过考虑不同脱焊尺寸研究该类结构的失效,得到疲劳寿命S-N曲线和疲劳极限.利用曲线拟合和外推技术,得到疲劳阈值为105次不发生破坏的临界缺陷尺寸为7.04 mm.失效模式分析表明:当芯子和面层脱焊缺陷尺寸为30～40 mm时,较易发生脱焊区的整体横向断裂;缺陷尺寸为15～20 mm时,主要以脱焊尖端的蜂窝芯壁撕裂和坍塌为主.

玻璃钢蜂窝夹层结构制品常见缺陷修补技术

主要研究低压成型玻璃钢及其蜂窝夹层结构制品中常见缺陷(板-芯脱胶,蒙皮分层)的修补技术。制备了SC-13基体/玻璃布低压成型玻璃钢蜂窝夹层结构制品中常见的板-芯脱胶与蒙皮分层2种缺陷试样,分别用树脂注射法和贴补法对缺陷进行修补,对3种试样(含缺陷试样、无缺陷试样和缺陷修补试样)进行了检测,测试了试样的弯曲强度,分析了修补方法和所用材料的合理性、修补技术的可行性。研究结果证实,采用铁锚204与无碱布-60制备的胶膜贴补修补板-芯脱胶、采用J-153低粘度环氧胶黏剂注射修补蒙皮分层均有效,且修补工艺方法简单,修补后剪切强度恢复率与弯曲强度恢复率均较高,达80%以上。

不同材料修复楔状缺损后粘接力的对比研究

目的:研究不同充填材料修复楔状缺损后对粘接力的影响。方法:将70颗人离体前磨牙颊侧颈部制备统一标准的楔状缺损,随机分为7组(n=10):1组:单纯常规玻璃离子水门汀(GIC)充填(对照组);2组:GIC垫底+FiltekTMZ350纳米树脂充填;3组:Fuji II玻璃离子充填;4组:Fuji II LC Improved充填;5组:单纯流动复合树脂(Esthet-X Flow)充填;6组:单纯Z350纳米树脂充填;7组:Esthet-X Flow垫底+FiltekTMZ350纳米树脂充填。经冷热循环老化试验用剪切方法比较不同组的粘接力。结果:Kruskal-Wallis H检验显示,7组的剪切力值不完全相同(P<0.05)。Wilcoxon秩和检验显示:2、5、6组间无差别,均分别高于1、3、4组,均低于第7组(P<0.05)。结论:Esthet-X Flow垫底+FiltekTMZ350纳米树脂夹层组粘接力最高。

局部自体骨粉末夹层法修复骨缺损的临床研究

目的：研究刮取局部临近自体骨碎末应用夹层法覆盖种植体表面修复种植体周围骨缺损的效果。方法：种植骨缺损区周围刮取部分皮质骨及松质骨,均匀铺在种植体表面,再放置Bio-Oss骨粉及Bio-Gide膜。结果：覆盖种植体表面的自体骨碎末外加Bio-Oss骨粉恢复了一定的骨缺损,所有种植体骨结合良好,6-9个月行烤瓷冠修复,形态和功能良好,患者满意。结论：在植入区附近刮取粉末状骨可以与种植体形成良好的骨结合,又恢复种植体周围骨缺损,是完全可行的。

不同充填材料修复楔状缺损的临床疗效评价

目的比较应用玻璃离子水门汀材料,光固化复合树脂材料及两种材料相结合的夹层技术对楔状缺损修复的临床疗效。方法 60例275颗楔缺牙分别用玻璃离子水门汀和光固化树脂及夹层技术修复,于修复后2年内用改良的USPHS系统评价修复体的质量。比较三组间修复体的质量和具体失败原因。结果夹层技术组修复体优良率均优于另外两组(χ2=18.6,P<0.005)。结论修复2年内,夹层技术治疗楔状缺损优于玻璃离子水门汀和光固化树脂。

复合材料蜂窝夹层结构的局部脱粘缺陷修补评价

对于复合材料蜂窝夹层结构中出现的局部脱粘缺陷(Z≤100mm),提出局部注射修补的方法,依托ANSYS商业有限元软件建立有限元模型,并结合试验考察局部注射修补方法对局部脱粘缺陷的修补效果。结果表明,对于局部脱粘缺陷,局部注射修补后压缩强度能达到原有的80%左右,建立的有限元模型能够较为准确地预测蜂窝夹层试样的压缩强度和破坏模式。

CFRP夹层结构超声特征成像检测

采用便携式超声特征成像检测系统全波列采集检测信号,通过对缺陷特征信号的提取和重构,实现自动识别,可适用于曲面等不规则面的检测,定量精度达到0.1 mm。实验结果表明低频窄带超声换能器能够减小铜网对声波的衰减和畸变,超声特征成像层析成像方法可以对表面铜网结构CFRP泡沫夹层中分层、冲击和脱粘缺陷进行识别并精确定位和定量。检测方法快捷准确、重复性好、可靠性高。

硬质聚氨酯泡沫塑料夹芯气孔缺陷研究

在介绍了泡沫塑料成型机理与过程的基础上,重点研究了模塑成型的硬质聚氨酯泡沫塑料夹芯上气孔缺陷的类型及产生原因,指出可从发泡原料组分、发泡工艺及模塑型腔设计等方面采取措施来显著减轻夹芯气孔缺陷。

爆炸焊接结构钢-不锈钢复合板界面的微观缺陷

以Q235A低碳钢,16Mn、15MnVN低合金钢等3种结构钢为基板,以304不锈钢为覆板,采用爆炸焊接方法制备了结构钢-不锈钢复合板,利用超声波探伤、扫描电镜观察、能谱检测等分析了结合界面处的微观缺陷。结果表明:爆炸焊接复合板界面处存在空洞和微缝隙缺陷,这些缺陷不能通过热轧消除;空洞处的主要成分为铁元素,与原始钢板的成分有较大差异;当爆速增大、基板材料塑性降低时,复合板界面区的微裂纹率会增加;热轧后,复合板界面的局部区域出现夹层缺陷,夹层缺陷位于覆板一侧,其成分与基板的相近。

夹层钢板冲压的成形机理与缺陷分析

介绍了夹层钢板的材料结构、夹层钢板的冲压成形性及在成形过程中容易产生的缺陷,总结了影响夹层钢板成形性能的因素。介绍了夹层钢板在汽车行业中的应用情况及国内外的研究现状,并指出了当前车用夹层钢板研究的热点难点,对夹层钢板在此行业中应用发展做了展望。

热轧板带边部缺陷形成机理及研究现状

对热轧板带常见的边部缺陷如边裂、边部夹层和"黑线"等进行了概述性总结,对其形成机理以及研究现状进行了介绍,并给出了有关于边部夹层和黑线的最新研究成果。利用显示动力学方法和重启动方法,以现场实际轧制参数为基础,对五道次可逆立—平轧制过程进行数值模拟。对比数值模拟结果与现场实测值,误差均在允许范围之内,可以为立-平轧制的各道次提供准确的轧制参数,且为消除边部夹层和黑线提供了理论依据。同时阐述了有限元软件在热轧板带生产中的应用现状以及亟待解决的问题,对以后的课题研究具有一定的指导意义。

下颌前部连续多颗牙缺失区夹层植骨和种植修复的临床研究

目的：评价下颌前部连续多颗牙缺失伴重度骨缺损，以夹层骨移植，同期进行常规种植的临床效果。方法：2002-05--2004．03北京协和医院口腔种植中心的8例患者，下颌前牙区37颗缺牙位点，行夹层骨移植，同期植入24枚种植体；平均4个月愈合期后再次植入12枚种植体；再经过3-6个月后完成最终修复。结果：术后平均垂直向高度提升7．6mm，牙槽嵴顶厚度增加6mm；骨块无坏死；所有种植体实现骨结合。随访5．3-7．1年，非种植区骨块牙槽嵴顶冠根向骨吸收〈0．16mm．种植体周围碟形骨吸收〈0．25mm。结论：夹层骨移植是修复下颌前牙区重度骨缺损的有效方法。并可同期种植。减少了手术次数，缩短了治疗时间。

超轻X型点阵芯体金属夹层板的剪切疲劳机制

通过试验测量了超轻X型结构芯体与金字塔点阵芯体不锈钢夹层板的剪切性能和剪切疲劳性能,并对二者的标准化疲劳极限Δτe/τp值进行了比较分析.结果表明:X型结构夹层板的Δτe/τp值不仅与钎焊结点的平台化相关,而且也与其剪切应变幅度相关.理论分析认为,在低剪切应变幅度和高载荷率的情况下,金属网在剪切和扩展工艺过程中形成的裂纹等加工缺陷是导致夹层板剪切疲劳极限降低的主要因素.