民机大型加筋曲板在剪切载荷下失效破坏试验

对民用飞机机身加筋曲板在剪切载荷下承载能力进行了试验和工程算法研究,深入探索了机身壁板的各种破坏模式,进行了工程算法评估,并且把试验结果与计算结果进行了对比。给出了壁板剪切许用值与桁条、框剖面积和蒙皮厚度的关系曲线;按照材料性能参数修正后计算得出的壁板剪切许用值最符合试验结果;在误差控制范围内蒙皮厚度的偏差不会影响壁板的剪切强度。

压缩载荷下复合材料加筋曲板屈曲后屈曲分析

该文对复合材料加筋曲板结构建立了压缩载荷下的后屈曲非线性有限元模型。在曲板与筋条间采用界面单元模拟胶接界面。采用Hashin判据作为复合材料的失效准则,界面单元使用Quads判据作为失效准则。通过折减材料刚度的方法,研究了在压缩载荷下加筋曲板结构的渐进损伤过程。将有限元仿真获得的结果与试验值进行比对,两者一致性较好,证明了该有限元分析方法是合理的。

网格密度对加筋曲板稳定性有限元计算的影响

网格密度会直接影响加筋曲板稳定性有限元计算结果的准确性。该文以四边加桁条的铝合金曲板为例,改变网格密度和单元类型,应用有限元软件计算其稳定性。通过数值模拟可知,1个屈曲半波内需要6个四节点线性单元或2个八节点二次单元才能使计算结果达到相同的精度。当创建金属板加筋结构的有限元模型时,网格类型尽量选择二次单元。将有限元计算结果与理论解析值进行对比,从而验证了网格收敛性分析的必要性。

复合材料帽形长桁加筋曲板的自动化相控阵超声检测技术研究

采用基于脉冲反射模式的自动化相控阵超声检测技术,对复合材料帽形长桁加筋曲板结构进行自动化检测研究。分别针对曲面蒙皮和帽形长桁R角结构,选取不同探头、不同频率、不同聚焦方式,开展相控阵自动化检测仿形、C扫描成像及缺陷判定。结果表明,采用超声仿形测量的方法实现曲面蒙皮的自动化检测,能够检测出最小达Φ3 mm的缺陷;针对帽形长桁R角结构特点制定特殊的R角水靴,实现R角的自动化相控阵检测。

加筋壁板轴压载荷下后屈曲稳定性试验研究

对11种构型的民用飞机机身加筋曲板在轴压载荷下后屈曲承载能力进行了试验和工程算法研究,深入探索了机身壁板的各种破坏模式,对极限法、Johnson)物线法与欧拉法三种工程算法比较,并且把试验结果与计算结果进行了对比。研究结果表明:壁板后屈曲轴压许用值与桁条剖面积和蒙皮厚度成线形关系,主要取决于桁条剖面积;蒙皮的局部屈曲应力对初始缺陷敏感,但局部屈曲应力的偏差对壁板的轴压破坏载荷影响不明显;与工程计算结果对比发现Johnson抛物线法计算的破坏轴压与试验结果吻合较好。

数字图像相关技术在复合材料加筋曲板压缩试验中的应用

对复合材料自动铺丝和手工铺丝两种T型加筋曲板进行了单轴压缩试验,采用基于数字图像相关技术(Digital image correlation, DIC)的三维光学测量方法对该型加筋曲板的局部屈曲及后屈曲波形进行实时监测,并与传统应变、位移测量结果进行了对比分析。试验结果表明:DIC能够准确捕捉整个试验过程中的位移场,使用DIC设备观测到的屈曲模态与应变片数据反映的波形具有良好的一致性;不同于传统测量方法,DIC能够准确捕捉蒙皮在后屈曲阶段的屈曲模态转换的全过程;利用DIC技术能够对试验不同时间节点(即不同载荷水平)的屈曲模态进行清晰、直观的观测,因而能够较准确地获得结构的屈曲载荷,该载荷与由应变-载荷曲线确定的屈曲载荷相比,误差小于5%。采用ABAQUS有限元软件对试验过程进行了数值仿真分析,并通过与试验结果的对比表明了计算结果、DIC测量结果与传统方法测量结果三者具有良好的一致性。

复合材料加筋板后屈曲快速计算方法研究

为了提高使用材料的稳定性和有效性,针对航空航天飞行器中的典型结构复合材料加筋曲板的屈曲及后屈曲问题,根据等效宽度法的解析表达式,提出了一种快速计算方法,用MATLAB实现了屈曲临界载荷的数值解。改进方法与参考文献试验结论和有限元仿真有很好的一致性。研究了筋条高度变化对扭转刚度、弯曲刚度的影响,以及筋条高度与极限载荷、等效宽度之间的关系,为加筋板的实际工程开发和应用提供了便捷方法。

用加权残值法求解加筋圆柱曲板的临界载荷

本文将加筋圆柱曲板简化为正交各向异性板 ,应用加权残值法的最小二乘高斯配点法给出了问题的临界载荷。

加筋圆柱曲板稳定性的微分求积单元法分析

加筋圆柱壳和圆柱曲板在工程领域中有着广泛的应用,其稳定性特性是设计人员十分关注的一个问题。本文首次尝试应用微分求积单元法分析加筋圆柱曲板的稳定性问题。采用了新的确定权系数的方法建立了微分求积圆柱曲板单元,并给出了详细的分析过程。将微分求积单元法的计算结果与现有的数值结果进行了比较来验证所建立的微分求积单元法的分析过程及结果的正确性,还给出了一些新的数据和图线供设计参考或者用于新方法的验证。

壁板轴压后屈曲计算与结构敏感度分析

对11种构型的民用飞机机身加筋曲板的试验件建立了有限元模型,对其在轴压载荷下的后屈曲承载能力进行了非线性计算,得出壁板的破坏载荷与破坏模式,有限元计算结果与试验结果一致。在有限元模型验证的基础上,对该构型的壁板进行了试验设计,建立了二次响应面模型,并对壁板截面尺寸进行了敏感度计算。计算结果表明:在截面尺寸参数中,长桁的厚度为壁板破坏载荷值的主要影响因素,其敏感度指标为44.2%。最终给出的二次响应面模型多项式为设计提供了参考依据。