压电复合材料三维壳体简化数值建模研究

为有效分析三维压电复合材料壳体结构非线性、单向耦合压电弹性问题,基于变分渐近方法(VAM)建立了壳体结构在机械和电场作用下的简化模型。推导了基于旋转张量分解概念的压电复合材料三维壳体能量表达式;利用变分渐近法将三维壳体严格拆分为二维壳体线性分析和沿法线方向的一维非线性分析;进行了降维后近似能量推导及Reissner-Mindlin形式转换;提供了三维场重构关系以得到沿厚度方向的准确应力分布。通过对由4层压电复合材料构成的壳体柱形弯曲算例分析表明:基于该理论和重构过程开发的变分渐近程序VAPAS重构生成的三维应力场精确性较一阶剪切变形理论和古典层合理论更好,与三维有限元精确解相吻合,表明该压电复合材料壳体模型的有效性。

复合材料壳体固体发动机药柱工作内压三维结构分析

对复合材料壳体的固体发动机药柱在工作内压作用下的变形和三维应力、应变进行了计算。复合材料壳体简化为正交各向异性结构 ,确定其弹性材料常数和材料的主轴方向 ,壳体变形计算值和多次水压测试结果基本一致 ,在此基础上进行了药柱的三维应力、应变分析 ,为药柱完整性分析提供了参考。

三维编织复合材料加筋壳体的稳定性研究

采用单胞几何模型(也称纤维几何模型)计算了编织复合材料的力学参数,并把其作为输入数据用来建立结构的有限元模型,进一步研究四向三维编织复合材料加筋壳体的稳定性问题,分析了结构编织参数对加筋壳体稳定性的影响.结果表明,合理选择结构的编织参数可以有效改善三维编织壳体的稳定性.

三维四向整体编织复合材料圆筒壳体临界外压计算及试验验证

提出了三维四向整体编织复合材料壳体临界外压计算方法。给出了两个三维四向整体编织碳 /环氧复合材料圆筒壳体临界外压的试验结果。计算结果与试验结果相符较好 ,提出的计算方法得到试验验证 ,可供设计计算使用。

三维四向整体编织碳/环氧复合材料圆锥壳体的外压稳定性研究

本文给出了两个三维四向整体编织碳 /环氧复合材料圆锥壳体临界外压的试验结果 ,进一步验证了三维四向整体编织复合材料壳体临界外压计算方法。计算结果与试验结果相符较好 ,计算时试验修正系数可取 0 .8。

复合材料壳体发动机推进剂药柱立式贮存应力分析

固体火箭发动机(SRM)推进剂药柱在立式贮存时要承受两种主要载荷联合作用,即固化降温趋于平衡后的长期温差热载荷以及轴向的重力载荷作用。根据推进剂的材料特性以及不同的加载条件,采用线弹性理论,分别进行了SRM药柱在两种载荷作用下的三维有限元应力、应变计算,对药柱及其界面的危险部位重点进行了分析。

复合材料层合壳体的弹性理论解

本文研究了正交铺层并可具有各向同性层的纤维增强圆柱壳体,两端为简支,承受轴对称分布载荷的层问应力问题。纤维单层可简化为正交向异性的或横观各向同性的材料,直接应用三维弹性理论求得精确解。实例计算分析了在均布压力作用下的双层与三层叠层圆柱壳体。所得结果不但可作为评价其它近似方法的参考,而且在层合结构的设计中也有较大的实用价值。

复合材料层合壳体的三维本构方程

本文推导出了复合材料层合壳体的三维本构方程，修正了Ｒｅｄｄｙ 和Ｌｉｕ 论文中的错误。

芳纶角联锁织物复合材料头盔壳体的成型工艺

与大多数复合材料头盔壳体的设计方案不同,本文将不通过二维织物的层层叠加平铺复合成型头盔壳体,而是使用三维织物头盔壳体一体成型的制作工艺。以五层经角联锁为织物基本组织结构,在小样机上将1500D的芳纶长丝织造出三维角联锁宽幅织物,同时使用环氧树脂、稀释剂、三乙烯四胺及丙酮作为增强相,采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺(VARTM)将平铺在模具上的织物进行复合。运用此种复合工艺可使织物更高效的一体成型出平滑的头盔壳体。工艺优点为成品高耐冲击,低模具成本,一体成型,尺寸精准,产品开发周期短。最终织物平铺均匀且成品无褶皱,效果美观且实用。