特殊对称铺设复合材料层合矩形板的全局动力学研究

应用广义Melnikov方法首次研究了四边简支正交异性对称铺设复合材料层合矩形板的全局分岔和混沌动力学。通过坐标变换理论得到复合材料层合矩形板的五维非线性动力系统,由广义Melnikov理论计算出系统的k-脉冲Melnikov函数,得到复合材料层合矩形板系统的混沌阈值区间。利用Matlab软件,对理论结果进行数值模拟,得到复合材料层合矩形板的分岔图、相图和时间历程图来验证理论分析的正确性。最后,通过理论分析和数值模拟进一步表明复合材料层合矩形板存在多脉冲混沌运动。

单曲面复合材料层合构件的固化变形计算

用建立在铺层热胀效应和化学收缩效应基础上的层合板等效自由固化应变，来描述采用对称均衡铺层设计的复合材料构件的固化变形特征。在此基础上给出一种相对简单、快速的有限元计算模型，用于预测单曲面层合构件的固化变形趋向。

矩形脉冲作用下复合材料层合扁球壳的冲击屈曲分析

研究了计及横向剪切的复合材料层合扁球壳在矩形脉冲载荷作用下的非线性动力屈曲问题;采用Galerkin方法得到以顶点挠度表达的动力响应方程,并用Runge-Kutta方法进行数值求解,应用Budiansky-Roth准则(简称B-R准则)确定冲击屈曲的临界荷载;讨论了壳体几何尺寸和物理参数对复合材料层合扁球壳冲击屈曲的影响;数值算例表明,该方法是可行的.

复合材料层合矩形板非线性湿热振动

在考虑湿热影响的基础上 ,研究了复合材料层合矩形板的非线性湿热振动 ,并讨论分析了湿度、温度。

复合材料层合开顶扁球壳在集中冲击下的非线性动力屈曲

研究了具有刚性中心的复合材料层合开顶扁球壳在中心集中冲击载荷作用下的非线性动力屈曲问题。通过增加横向转动惯量项得到中心集中冲击下复合材料层合开顶扁球壳非线性稳定性的控制方程,采用Galerk in方法得到以刚性中心位移表达的冲击动力响应方程,并用Runge-Kutta方法进行数值求解,应用Bud iansky-Roth准则(简称B-R准则)确定冲击屈曲的临界荷载;讨论了壳体几何尺寸对复合材料层合开顶扁球壳冲击屈曲的影响。

复合材料层合扁球壳在集中冲击下的非线性动力屈曲

研究了复合材料层合扁球壳在中心集中冲击载荷作用下的非线性动力屈曲问题;通过在复合材料层合扁球壳非线性稳定性的基本方程中增加横向转动惯量项并引入的中心集中冲击载荷,采用Galerk in方法得到以顶点位移表达的冲击动力响应方程,并用Runge-Kutta方法进行数值求解,得到了不同载荷幅值下的位移响应曲线,应用Bud iansky-Roth准则(简称B-R准则)确定了冲击屈曲的临界荷载;讨论了壳体几何尺寸对复合材料层合扁球壳冲击屈曲的影响;数值算例表明,该方法是可行的.

航空复合材料的组合凸轮式Z-pin预植入机的设计与实现

为解决当前Z-pin植入设备植入效率低、Z-pin易折断或打滑等问题,并推动Z-pin增强技术高效地应用于民用和国防事业,开发了基于组合凸轮的高效高精度Z-pin预植入机。首先,根据航空矩形类复合材料层合构件的预植入工艺技术要求,分析了预植入机的功能需求。其次,提出了先"剪切"后"植入"组合凸轮式预植入机的机构运动方案。采用解析法设计了预植入机的凸轮机构,计算了凸轮机构的理论轮廓曲线。然后,构建了含有间隙凸轮机构的弹性动力学模型,优化了组合凸轮的转速,进行了组合凸轮的虚拟样机运动仿真。最后,设计制造了实验样机,通过植入实验验证了组合凸轮设计的正确性和合理性,并根据实验中出现的问题优化了植入运动方案。实验结果表明,该方案使Z-pin植入效率得到大幅提高,以植入间距3mm×3mm为例,其效率能够达到5 080mm2/min,植入成功率控制在99%以上,植入间距、植入深度和纤维长度等参数的精度均控制在±0.01mm以内。预植入机操作方便,人机界面友好,长时间工作平稳,无Z-pin折断等问题出现,能满足当前对Z-pin植入设备植入效率、植入精度的要求。

波音787的复合材料构件生产

波音787复合材料构件重量占全机结构重量的50%左右,是迄今为止复合材料用量最多的一个机型:其机身、机尾翼采用碳纤维层合结构;而升降舵、方向舵却保留了过去采用的碳纤维夹芯结构;发动机舱除受力大的发动机吊架外均采用碳纤维夹芯结构;整流罩采用玻璃纤维夹芯结构。

各向异性层合矩形板的自由振动

对具有任意分层、任意纤维铺设角的层合矩形板的自由振动进行了研究，提出了一种确定各向异性层合矩形板各阶固有频率及相应振型的三维弹性分析方法．板由多层纤维增强材料制成，每层纤维对板边可接任意方位角铺设．层数、层厚及板的尺寸均为任意，沿板田边的支承条件可为固定、简支和自由的任意组合．文中提供了若干数值算例。