先进复合材料格栅结构(AGS)应用与研究进展

具有空间点阵的先进复合材料格栅结构(AGS)是一种新型高效的结构形式,在航空、航天结构中具有良好的应用前景。介绍了AGS优良的各项性能以及在美、俄等国航空、航天工程中的应用现状,着重描述了混合工艺法、模具膨胀工艺和拉挤-互锁格栅结构几种现行工艺方法,并对当前国内外针对格栅结构的力学性能和结构健康监测的研究进行了概述。最后提出了AGS进一步研究的工作展望。

格栅结构吸波性能探索研究

探索研究了格栅结构作为吸波结构的可能性,利用F loquet定理分析格栅结构传播电磁波的特性,通过传输线和等效电路法设计格栅结构,为展宽吸波频带和提高吸波性能,将电路屏引入格栅结构,结果表明当电路屏与格栅结构匹配时,含有电路屏的格栅结构在8~18GHz内反射率≤-5dB,在频率点为16.4GHz时最大峰值为-24.4dB。

复合材料格栅结构稳定性分析

推导了复合材料层合壳单元和层合梁单元的切线刚度阵,并给出用于复合材料格栅结构分析的梁壳刚度阵,建立了相应的复合材料格栅壳体结构有限元模型,并对其特征值稳定性的计算进行了研究。考虑了单元剖分大小对结构屈曲临界力和模态波形图的影响,并结合实际情况分析了边界条件变化对结构屈曲稳定性的影响,为工程中复合材料格栅结构的设计提供了有益结论。

复合材料格栅结构屈曲特性分析

复合材料格栅结构是由连续纤维缠绕的斜向及环向肋和蒙皮组成的结构。基于Mindlin一阶剪切变形理论下的层合板和层合梁单元,模拟格栅结构的蒙皮和肋骨,通过空间坐标变换和利用蒙皮和肋骨的几何连续条件,获得了复合材料格栅结构的单元切线刚度阵,并给出了复合材料格栅结构的屈曲有限元数值模拟方法。通过对设计状态的复合材料格栅结构的计算分析,并与实际轴压试验结果比对,,证明该计算方法可行,能够满足结构屈曲特性分析的要求。

复合材料格栅结构单元力学性能预测

采用商业有限元软件MSC.Nastran,运用简单的Shell单元对复合材料格栅结构蒙皮和加强筋进行模拟,预测复合材料格栅结构名义纵向拉伸强度/模量,弯曲强度/模量。计算结果表明,随着复合材料格栅中肋高度的增加,名义弯曲强度/模量和拉伸强度/模量均有下降趋势。

复合材料格栅结构扁球壳的外压稳定性分析

采用有限元法分析均布外压作用下复合材料扁球壳结构的屈曲和后屈曲行为,讨论了铺层顺序等对屈曲及后屈曲行为的影响,在此基础上提出扁球壳体的格栅加筋方案并进行优化设计。结果表明,该格栅加筋方案可有效提高此类结构的抗屈曲能力,可供飞机结构中复合材料后压力框等类似部件的设计参考。

先进复合材料格栅结构与大型飞机

复合材料低成本制造技术是先进复合材料格栅结构能否广泛应用的关键。目前,以混合工艺法、模具膨胀工艺和拉挤-互锁及其增强改进工艺为代表的工艺方法已经取得较大的成功和应用,我们应该继续研究可靠性高、可重复性强和自动化的成型工艺方法,引进和发展大型AGS结构的自动化生产设备。

先进复合材料格栅结构力学性能仿真分析

以玻璃纤维增强聚丙烯基复合材料格栅结构为研究对象,针对格栅结构参数与格栅结构强度的关系,使用有限元分析软件Ansys对格栅角度和格栅厚度两个重要的结构参数进行仿真模拟。以等效应力和应力体积比大小为依据,考虑构件实际受力情况,作力学模型简化,通过仿真分析得出格栅角度与格栅厚度的理论优化值为42°和1.5mm,实现对热塑性复合材料格栅结构的最优化设计。

复合材料格栅结构的强度分析(英文)

复合材料格栅结构是由连续纤维缠绕的斜向及环向肋和蒙皮组成的结构。对ANSYS软件进行了二次开发,分别采用层合板和层合梁单元模拟复合材料格栅结构的蒙皮和肋。根据复合材料格栅结构的几何特征及其载荷分布特征,采用周期对称有限元模型,分别以最大应力准则、最大应变准则和蔡-吴准则和Chang刚度退化准则对轴压载荷作用下的复合材料格栅结构破坏过程进行了强度预测,计算结果表明采用蔡-吴准则预测并结合Chang刚度退化准则的计算结果与试验结果的一致性较好。

格栅结构复合地基的应用研究

格栅结构复合地基是一种有侧限结构复合地基。通过载荷试验和相关测试研究表明:格栅结构的侧向变形受到相邻桩的限制,侧向变形减少;格栅内的地基土没有侧向位移;地基土内有应力集中和应力分担比增加的规律。

格栅结构受力分析与载荷重构研究

本文基于有限元软件自动生成系统(FEPG),编制了先进复合材料格栅结构(AGS)在低速冲击作用下的有限元分析程序,实现了AGS在低速冲击载荷作用下的响应分析,通过实验验证了FEPG生成程序的正确性。将有限元与遗传算法相结合进行了载荷重构的初步研究,采用遗传算法对载荷进行了时程重构,为复杂结构的载荷重构提供了依据。

格栅结构地基承载力折减系数计算方法研究

深层搅拌桩复合地基承载力计算公式中的土承载力折减系数常依工程经验而确定。由于规范取值范围较宽并与土层参数相关性较差,以致准确计算复合地基承载力的难度较大。论文根据结构与土共同作用的原理,推导出了折减系数的计算表达式。通过高层建筑结构地基静载试验资料的对比,证实了推导的计算表达式是适宜的。

先进复合材料格栅结构制造工艺技术的研究进展

介绍了复合材料格栅结构的特点及发展现状,并回顾了传统复合材料成型工艺方法和格栅结构的早期制造方法。另外,介绍2种新型的格栅结构加工方法,即混合加工法、膨胀模块加工法以及改进的格栅结构:互锁复合材料格栅结构、加套管的槽形连接格栅结构和TR IG结构;并分别说明了每种结构的优点。其中重点介绍了混合加工法并从理论上推导其可行性。最后总结了复合材料格栅结构制造工艺的发展趋势。

不同芯子构型格栅结构冲击实验与分析

基于先进复合材料格栅结构(AGS)有较强的可设计性和多种优良性能,研究其在动态载荷作用下的吸能性能.本文设计并制作了三类芯子构型———正方形芯型、六边形芯型和三角形芯型的试件,采用实验研究和理论分析相结合的方法,研究了其在动载作用下的力学行为和吸能性能.并利用载荷峰值和试件相对密度求得了比吸能和比载荷,并从这三类芯子构型试件实验结果比较中得到吸能性能优化的满意效果.

连续格栅结构内力计算研究

将由传递矩阵法和矩阵位移法组合而成的矩阵混合法运用于连续格栅结构内力计算 ,并将其计算结果与有限元计算方法计算结果进行了比较 。

分段Lagrange插值多项式求解格栅结构的动力反应

在求解格栅结构动力反应的Duham el积分中利用分段Lagrange插值多项式逼近任意动力荷载,推导了相关公式.当动力荷载为分段多项式时,Duham el积分是有精确解的,因而与一般的数值积分法和逐步积分法相比,本文方法不但具有较高的计算精度,而且大大减少了计算工作量.

基于频响函数的复合材料格栅结构(AGS)损伤检测研究

针对复合材料格栅结构(AGS)典型损伤,本文提出了一种基于频响函数虚部的损伤检测方法。首先,在Patran有限元软件中建立有限元模型,对格栅结构在不同频率激励信号作用下的振动响应进行仿真分析,并计算其振动响应虚部的损伤检测指标,实现对损伤位置的准确判断和定位;随后为了验证该方法的有效性和准确性,在复合材料格栅结果实验模型上完成了两种损伤的实验验证。仿真和实验结果表明,该方法能够有效地检测格栅结构的肋板断裂、脱粘和蒙皮压裂等各种损伤,对于实际工程结构中的格栅结构损伤定位研究具有一定的参考意义。

平板型复合材料格栅结构的增强改进与参数设计

在拉挤-互锁平板型复合材料格栅结构的制作演示基础上,提出了几种增强改进的方法,并实现了一种平板型复合材料格栅结构的制造。借助有限元模型,考虑到结构的力学性能和制作工艺,对结构的最优化几何参数进行了研究,建立了加帽增强平板型格栅结构几何参数的初步设计方法。

复合材料格栅结构的力学性能研究

先进复合材料格栅结构(AGS)是一种新型的高性能结构材料,为对其力学性能进行研究,采用玻璃纤维复合材料制备三角形格栅试件,应用电阻式应变传感器对其力学性能进行测试,测试结果与有限元仿真结果基本吻合。在此基础上,分别对正三角形格栅和六边形蜂窝结构进行有限元分析。结果表明:单面蒙皮时,三角格栅结构的抗弯性能优于六边形蜂窝结构;双面蒙皮时,抗弯性能的优劣取决于蒙皮厚度。

平板型复合材料格栅结构载荷重构研究--Ⅱ：反演模型与验证

将最优化方法应用到复合材料格栅板的载荷重构中,基于文献[11]所建立的前向响应模型,通过构造误差性能指标J表征前向响应模型与实测响应的差,将载荷的反演转换为所定义误差性能指标极值条件的获取,应用平滑算法对指标J的极值进行了求解;并借助分布式响应的功率梯度云和指标J极值点的搜索给出了一套由粗到精的载荷定位方法,实现了AGS板的载荷时程和载荷位置的同时重构。算例与实验研究表明,本文方法具有较高的反演精度和鲁棒性,从而为AGS的工程应用提供了必要的技术储备。