基于拓扑描述函数的特定性能复合材料设计

提出了一种基于拓扑描述函数进行特定性能复合材料设计的新方法.采用拓扑描述函数作为设计变量,把复合材料微结构的设计问题转化为一个在周期性单胞上的拓扑优化问题.拓扑描述函数以及相应正则化机制的引入不仅可以有效消除棋盘格式等数值不稳定现象,而且能够有效地抑制传统算法处理此类优化问题时所引发的边界扩散效应.数值结果表明所提出的方法可以稳定高效地实现具有特定性能的复合材料微结构设计.

复合材料设计与分析软件的介绍

伴着复合材料的广泛应用,多种复合材料设计、分析软件相继开发出来,使复合材料的设计与分析变的更加便捷、准确。本文介绍了Laminate Tools、ESAComp等4种复合材料设计、分析软件,描述了各自的主要功能和特性,以及在复合材料设计、分析中发挥的作用。

轨道交通装备复合材料设计问题及开发过程探讨

1轨道交通装备复合材料发展背景及现状节能、绿色、环保、高效是轨道交通车辆发展的主要趋势和总体要求。各种新材料、新工艺和新技术的涌现推动轨道交通车辆的不断升级换代,必然要求轨道交通车辆的轻量化水平逐步提高。轻质化的车辆可以降低运营能耗,改变中国高铁运营一直亏损的状态,提高中国轨道车辆的国际市场竞争力。

光催化复合材料设计取得系列进展

近日,中国科学技术大学熊宇杰教授课题组,通过与江俊教授和张群副教授在材料设计与合成、理论模拟和先进表征中的“三位一体化”合作,在光催化复合材料设计方面取得系列进展。 众所周知,功能材料的开发及应用发展到现阶段遇到了严重的瓶颈,单一材料体系已无法突破性能上的限制并满足应用领域的需求。每种特定的材料一般都具有某方面独特的性能及优势,材料的复合是突破单一材料性能瓶颈的有效途径,并有望通过复合单元间的协同作用增强各自的性能（即1＋1〉2）。具体到光催化体系,复合材料中不同的组成单元可以扮演产生及分离电荷、吸附活化分子等各种重要角色。然而事实上，复合材料的性能往往很难实现组成单元各自性能的叠加，其关键瓶颈在于复合材料体系界面的结构调控十分困难，导致光生电荷在界面上的严重复合和极大浪费。

新型NASA月球车车轮采用复合材料设计

Michelin北美公司开展下一代NASA月球车车轮研究,采用复合材料制造车轮支撑结构件和机轮组件。该项创新将帮助Michelin公司满足NASA未来10年有人驾驶和无人驾驶月球车辆的机动性要求。

纤维缠绕复合材料气瓶设计分析平台开发研究

本文结合非线性结构分析软件MSC.Marc进行软件二次开发,基于气瓶实际工程设计分析研发流程,搭建了面向设计、仿真、工艺等应用场景的快速设计分析平台,实现纤维缠绕复合材料气瓶模型快速参数化建模、部件材料属性定义、复合材料快速铺层设计(包含铺层角度与厚度等)、整体结构化网格快速划分等标准化功能。该平台规范了纤维缠绕复合材料气瓶的设计仿真流程,大幅度提高纤维缠绕复合材料气瓶的多方案建模与仿真分析准确度和研发效率。

碳纤维增强树脂基复合材料固化残余应力评估方法研究现状

在碳纤维增强树脂基复合材料设计及制备阶段,对成型过程残余应力进行准确的测试、评估,可为结构优化、工艺参数制定、模具参数选择等提供理论依据,也为后续应用阶段残余应力对复合材料构件性能结构稳定性影响研究提供基础。文中概述了碳纤维增强树脂基复合材料固化残余应力的形成机制,介绍了测试方法以及仿真模拟的原理、特点及在碳纤维增强树脂基复合材料残余应力评估中的应用,对仿真所需的主要性能参数的数值、测试方法进行了总结,基于仿真方法的多种优势,认为该方法为残余应力评估重点发展方向,提出该方法未来的研究重点,为进一步优化热物理、力学等性能时变特性模型,提高仿真模型的准确性,并将性能测试方法标准化;建立各类树脂、纤维仿真数据库;进行各类型复合材料构件的残余应力仿真结果准确度的验证研究。

航天复合材料产品设计与工艺一体化研制模式

航天产品轻质化、小型化、功能化、高可靠性要求的发展趋势,对复合材料产品研制过程中的新技术、新工艺进行研究显得非常重要。近年来,随着计算机和精益管理技术的飞速发展,越来越多的企业将数字化设计与集成产品开发模式运用到复合材料的设计中,如波音公司在787项目中将复合材料设计工艺数字化集成技术应用到设计、制造整个过程,效果非常显著;空客集团的A350、庞巴迪公司C系列飞机均大量应用复合材料数字化产品设计工艺集成研制技术,大幅度提高了研制效率。这些案例表明,借鉴国外已有先进经验,

复合材料加筋壁板设计、分析与试验研究

由于复合材料加筋壁板结构具有整体成型性好、承载效率高、连接件数量少等诸多优势,所以在直升机/飞机的结构上获得了广泛的应用。本文主要针对典型纵向加筋壁板开展了设计、分析、工艺及试验研究,采用理论分析和试验研究相结合的方法,对两种典型加筋壁板的承载能力进行分析和验证。研究表明:在质量相同的情况下,T型加筋壁板比泡沫填充帽型加筋壁板有更高的承载能力。研究中开发应用了全新的复合材料非线性屈曲分析方法,为复合材料加筋壁板结构承载能力预测提供了一种新途径。研究成果为复合材料加筋壁板的设计提供了依据,为复合材料在未来中、重型直升机主承力结构上的应用储备了技术。

神经网络和专家系统复合材料优化设计研究

论述了复合材料设计及优化的基本方法,介绍了神经网络和专家系统人工智能方法,并对复合材料设计及优化中的两种智能方法进行了详细论述,总结了两种方法在复合材料优化设计中的分类、建模、预测和应用。举例说明了神经网络和专家系统方法在复合材料优化设计中具有重要的研究价值。最后对该领域的发展提出了建议。

模式识别和神经网络在复合材料优化设计中的研究和应用

综述了模式识别和神经网络两种智能理论用于复合材料设计及优化方法,举例说明两种智能方法在复合材料优化设计中性能预测、仿真建模、工艺优化等多领域的应用价值和研究进展,分析讨论了两智能理论应用于材料设计研究时的主要问题及其解决方案,并对其发展方向提出了若干建议。

大型客机复合材料中央翼整体化设计研究

本文从复合材料整体化的发展趋势和国外大型客机典型中央翼结构特点出发,结合复合材料设计和制造的固有特点,设计了一种整体化成型的中央翼方案。通过论证和分析,从设计性、强度、可靠性、质量、腐蚀、疲劳、维护、功能性、工艺性等方面说明了整体化中央翼方案的优点;从设计难度、制造难度等方面说明了该设计的风险。最后,结合现今设计技术和制造技术的发展说明了复合材料中央翼整体成型方案的可行性。

“复合材料产品设计”课程教学改革探索与实践--基于南昌航空大学创新创业教育改革背景

"复合材料产品设计"作为复合材料与工程专业的实践性很强的课程,在培养学生实践能力方面具有重要意义。在创新创业教育改革背景下,对"复合材料产品设计"课程进行了教学改革和实践。本文首先分析了该课程在进行创新创业教育下改革的必要性和课程教学现状;然后从教学内容、教学方法和考核方式3个方面总结了改革的过程;最后得到了课程改革实施的教学体会与效果。对实施创新创业改革的毕业生跟踪调查结果证实:学生的处理专业技术问题"上手更快",动手能力更强,创新创业能力明显优于前几届的同专业学生。

ESAComp——复合材料结构设计的专用软件

复合材料层合板的设计过程存在着同传统金属结构设计不同的阶段。虽然有限元程序能够对复合材料进行分析,但是却不能够涵盖所有涉及复合材料设计和分析方面的问题。

全三维的复合材料升降舵结构设计与表达技术

0引言 复合材料由于其本身具有的优异性能已被广泛应用于航空领域,在飞机上的应用从口盖、整流罩到次级承力结构的操纵面开始,已逐步过渡到机翼、机身等主承力结构。波音787飞机的复合材料用量已达到了50%,采用先进的缠绕工艺制造的整体化机身结构技术成功引导了复合材料结构设计与制造的发展方向。

复合材料产品设计课程教学电子信息化改革探索

传统复合材料产品设计课程教学以讲为主,难以满足时代需要,因此本文试探索其电子信息化改革。电子信息化可以革新教学模式、教学手段和教学效果评估方法,改变传统的以讲为主的课堂教学形态,有利于复合材料产品设计课程更直观、更生动和贴近学生,有效促进复合材料产品设计课程的开展。

设计中调用复合材料模块

近日,Dassault Systemes宣布,成都飞机工业集团正在使用DS的CATIA复合材料设计模块开发飞机零件。复合材料质量超轻并可以被制成任何形状,可应用在创新的工业设计中,它将成为成都飞机工业集团成功克服21世纪航空挑战和获得强有力竞争优势的重要筹码。

深海用复合材料耐压壳体结构设计方法研究

与金属材料相比,复合材料具有更高的比强度和比模量,从美国等水下科技强国的设备来看,碳纤维复合材料是制作深海用耐压舱的重要途径。但是,目前国内尚无成熟的复合材料耐压舱设计方法和规范,因此本文以水下1000 m级复合材料耐压舱为例,采用经验公式对其进行壁厚估算,然后基于ANSYS有限元分析软件对耐压舱进行强度校核和稳定性分析,最终通过外压性能测试对复合材料耐压舱进行验证。研究发现,对于薄壁圆筒型复合材料耐压舱,其破坏模式为失稳破坏,本文采用的经验公式可用于薄壁复合材料耐压舱的工程应用设计。

大疫背景下《复合材料结构设计》网课教学策略与教学质量考核评价体系构建

针对疫情期间,《复合材料结构设计》网课教学策略进行论述。讨论了影响在线教学质量的四个主要因素。针对疫情期间《复合材料结构设计》网课教学要求,详尽地阐述课前、课中、课后的教学策略。分析了疫情结束后,《复合材料结构设计》课堂教学模式及特点,论述了科教融合、产教融合的特质及实施可行性。构建在线教学的网课教学质量考核评价体系。

大型复合材料构件数字化制造技术的研究

数字化制造技术在飞机复合材料构件制造上的应用主要体现在模具的设计和制造技术、预浸料自动下料技术、铺叠中插层的激光定位技术、大型构件自动铺放技术等方面,不仅提高了产品质量和生产效率,还降低了生产制造成本,目前已成为复材构件制造的主流。