成型工艺对复合材料加筋蒙皮结构固化变形的影响

考虑不同成型工艺的影响,研究了加筋蒙皮复合材料结构的固化变形。通过真空袋压工艺,分别采用共固化、共胶结和二次胶结固化制备了碳纤维/环氧复合材料加筋蒙皮结构并测量其固化变形。针对不同的成型工艺,采用瞬时线弹性固化本构模型,将固化残余应力作为预应力,提出一种考虑不同成型方式的有限元仿真方法,并与实验结果进行对比。分析了成型工艺、铺层方式和加筋厚度对加筋蒙皮结构固化变形的影响。结果表明:成型工艺、铺层和加筋厚度等对结构的固化变形有较大影响,通过合理的铺层,增加加筋厚度及选择合适的成型工艺,可以较大降低加筋蒙皮结构的变形量。

复合材料加筋蒙皮的研制

单向加筋的复合材料蒙皮应用领域广泛,为保证筋条与蒙皮的胶接强度和筋条的直线度,研究比较了筋条与蒙皮的共固化、共胶接、二次胶接3种方式;针对共固化过程筋条加压要求,研究分析了全钢模、半钢模、全软模3种结构,并且对材料的工艺性进行了试验和研究。

缝合与非缝合加筋蒙皮结构强度试验研究

缝合技术是增强断裂韧性和加强连接的重要手段。为了验证其相比于传统胶接强度的提高程度,研究设计了复合材料缝合与非缝合T型和L型加筋蒙皮试验件和试验夹具,进行了拉脱破坏强度的对比试验,结果表明缝合后的L型试件平均强度提高了93.4%,而T型试件强度并没有得到提高。从试验现象上分析了出现这种情况的原因。

复合材料加筋蒙皮壁板的RFI成型工艺试验

试制了适用于树脂膜熔融渗透(RFI)工艺的180℃固化改性环氧树脂基体及其碳纤维预制体.试验对比了加筋蒙皮壁板的成型工艺参数.

加筋蒙皮金属胶接结构表面凹陷分析

随着胶接工艺技术的不断提高和新型胶粘剂的不断开发,金属胶接结构在可靠性、耐久性、结构减重等方面的优越性日益凸显,在现代飞机制造业中的应用越来越多。本文主要通过工艺试验,对加筋蒙皮金属胶接结构表面凹陷产生的机理及影响因素进行了分析,为加筋蒙皮金属胶接结构的设计及成型工艺的改进提供依据。

基于超梁降阶模型的蒙皮加筋圆柱壳频率分析

在基于梁平截面假设的复杂结构动力模型降阶方法基础上,文章提出了建立梁超单元和超梁降阶模型的方法。通过对比考虑剪切变形的Timoshenko梁单元刚度阵,给出了梁超单元刚度矩阵的修正方法,提高了超梁降阶模型的计算精度。以蒙皮加筋圆柱壳为例,对比了超梁降阶模型与几种等效梁模型的频率分析结果。结果表明,超梁降阶模型建立方法灵活简单,具有较高的计算精度,能够为火箭结构动特性分析提供参考。

民用飞机蒙皮加筋壁板损伤容限分析方法探讨

主要介绍了民用飞机蒙皮加筋壁板损伤容限的分析方法,以中间筋条断裂的两跨纵向裂纹为例,将影响结构损伤容限特性的因素分为三部分进行计算,分别是加筋效应、鼓胀效应以及应力分布效应,最终得到相对应的裂纹尖端的应力强度因子并且进行裂纹扩展分析及剩余强度计算。文中选取实例采用这种方法进行计算,并将计算结果与试验数据对比,两者吻合较好,说明了本方法的可行性及实用性。

U形双曲率蒙皮加筋复合材料构件成型工艺研究

主要介绍了U形双曲率蒙皮加筋复合材料构件的结构特点和工程要求,并从复合材料构件的成型工艺、胶接夹具的结构、复合材料构件的加热加压工艺等方面进行了分析研究,证明了采用二次胶接工艺、自适应定位的胶接夹具、固化炉加热机械加压工艺能够满足U形双曲率蒙皮加筋复合材料构件的工程要求,可为类似结构复合材料构件的研制提供工程应用经验。

考虑几何缺陷的轴压双层蒙皮加筋柱壳结构设计

将点阵结构引入薄壁筒壳结构的壁面构型中,构建双层蒙皮加筋柱壳结构.应用点阵结构的高比刚度、高比强度等优良力学性能,提高薄壁筒壳结构的轴压极限承载力.双层蒙皮网格加筋柱壳结构是在传统网格加筋结构的内侧增加一层蒙皮,使得该网格加筋结构的横截面为"工"字型,提高了该结构抗弯刚度,进而提高了结构的轴压承载力.针对双层蒙皮网格加筋结构,本文开展了基于模态缺陷和基于单点凹陷的缺陷敏感性分析,对比分析双层蒙皮网格加筋结构与传统网格加筋结构的轴压承载效率.结果显示双层蒙皮网格加筋结构较传统结构具有显著的高承载力优点.进一步,本文给出了考虑几何缺陷的轴压双层蒙皮加筋柱壳结构的优化设计,最优设计有效地提高了结构折减因子,提高了结构抗缺陷能力.

基于梁模型的蒙皮加筋结构纵横扭一体化建模研究

系统研究了蒙皮加筋结构的拉压、弯曲和扭转刚度以及桁条面积等效、惯性矩等效对此类结构刚度特性的影响.分析了蒙皮加筋结构弯曲刚度采用面积等效的合理性,给出了扭转刚度采用面积等效需要乘以修正系数的原因.给出了在NASTRAN软件中可实现的蒙皮加筋结构拉压刚度、弯曲刚度和扭转刚度一体化建模方法,并据此建立了捆绑火箭的有限元模型,通过地面试验验证了模型的合理性,为捆绑火箭纵向与横向、纵向与扭转、横向与扭转模态耦合模态分析及相关动力学研究提供了依据.

蒙皮加筋结构承力筒胶接装配型架设计制造

介绍了蒙皮加筋结构承力筒的结构及其特点，承力筒胶接装配质量的要求。找出了胶接装配型架设计制造技术问题，并进一步分析难点。确定了型架的设计方案，设计制造出满足胶接装配使用的型架，结果表明型架是研制高质量蒙皮加筋结构承力筒的重要环节。