飞机复合材料蒙皮搭接结构电气性能分析与优化

本文旨在分析和优化飞机复合材料蒙皮搭接结构的电气性能。通过建立Comsol模型和Simulink等效电路模型,研究电流在结构中的分布和流动情况,并验证Comsol模型的准确性。通过对电阻值的计算和比较。结果表明,优化后的蒙皮搭接结构能够提高电气性能,使电流更加均匀地分布在结构中,从而提高整体的电导率和性能。

一种温度自适应碳环密封结构及性能验证

介绍了一种新型的温度自适应碳环密封结构,包括碳环结构及材料、密封试验方法、温度自适应碳环密封效果及应用环境。与传统的碳环密封不同,该温度自适应碳环密封能够随着工作环境温度变化,自动调整碳环内孔尺寸,始终保持碳环与转轴(或轴套)的间隙值为初始间隙,有效地减少了密封泄漏量。对比验证结果表明,该温度自适应碳环密封比传统碳环密封具有更好的密封性能和应用价值。

含多处损伤搭接结构应力强度因子有限元分析

采用铆钉的两种表现形式(详细杆元和简化的弹簧元)的组合方式建立了含多处损伤(MSD)多铆钉搭接结构的有限元模型,通过分析得到了不同损伤模式下的应力强度因子(SIF)随裂纹扩展历程变化规律的曲线。结果表明,相对于单裂纹和无腐蚀情况,MSD和腐蚀损伤都会增加SIF值,当裂纹间距大于孔间距一半时,可不考虑裂纹间干涉效应;在给定的循环应力幅下,应力强度因子幅随干涉量的增加而降低,但干涉量大到一定值时,SIF对其不再敏感;铆钉材料对SIF的影响很小,而铆钉直径增大20%,SIF约增加6%。反平面翘曲对SIF有很大的影响,相对于无反平面翘曲,SIF下降一个数量级。

铝合金搭接结构的搅拌摩擦焊接技术

阐述了铝合金搭接结构搅拌摩擦焊接基本原理及特点,评述了国内外研究和应用进展,指出采用搅拌摩擦焊接技术制造搭接结构产品是重要的发展方向,展望了后续发展的重点。

高速磁浮列车悬浮搭接结构控制研究

为了实现悬浮系统的冗余,高速磁浮列车中采用搭接结构作为悬浮系统的基本结构形式,由于一个悬浮搭接结构由2个悬浮电磁铁共同支撑,其结构和控制方法与单电磁铁悬浮系统有很大区别。本文通过分析悬浮搭接结构的受力,给出悬浮搭接结构的数学模型;根据悬浮搭接结构的工作特点探讨其控制要求和控制方法,提出将搭接结构作为一个整体进行控制器设计的思路;通过设计状态观测器获取了悬浮搭接结构的全部状态,并采用最优控制算法设计悬浮搭接结构的全状态反馈控制算法。仿真分析表明:整体控制算法综合考虑了电磁铁和托臂的运动,具有比独立控制算法更好的性能。

基于搭接结构的磁浮列车同时镇定容错控制

利用高速磁浮列车搭接结构的冗余机制,采用有理函数稳定因式分解的方法,设计了一种针对典型开环不稳定线性系统的被动容错控制器。利用经典极点配置方法搜索同时镇定问题的解,具体设计了不需繁琐的公式推导和复杂的控制器设计算法。仿真表明,在搭接结构中一个电磁铁组完全失效的情况下,该控制器仍然能够实现搭接结构稳定悬浮。试验结果表明,该控制器对被控对象的参数特性变化具有鲁棒性,对系统故障具有稳定意义上的容错能力。

搭接柱转换结构的试验研究与设计要点

介绍了搭接柱转换结构的特点 ,通过 1∶5结构模型静力试验研究 ,分析了竖向荷载作用下搭接块、受拉楼盖、搭接块上下柱的裂缝开展情况、预应力施加效果、应力分布、破坏形态及承载能力等 。

无干涉铆接搭接结构的多裂纹扩展预测方法

建立了含有广布损伤(MSD)裂纹的无干涉铆接搭接结构三维有限元模型,求解裂纹尖端左右两侧的应力强度因子,并提出了等效应力强度因子的概念。以Paris公式为基础,结合改进的载荷循环叠加方法、塑性区连通准则,并考虑MSD裂纹扩展中的相关性,建立了等幅谱下MSD裂纹扩展预测模型。计算结果与试验结果表明,使用该方法预测的3种开裂模式下的寿命值误差均在7%以内;对搭接结构进行分析不能简化为二维模型;MSD裂纹扩展寿命与结构开裂模式有关,结构中共存的裂纹越多其裂纹扩展寿命越短。

上部边框柱外移时搭接柱转换结构的试验研究

通过一个缩尺比例约为1∶4的搭接柱转换结构模型试验,研究了搭接柱的传力机制、变形特征以及转换搭接柱上、下层梁的受力特点。研究表明,转换搭接柱刚度极大,上部竖向荷载以桁架模型传至下层柱,是良好的竖向荷载转换形式。转换层上层梁偏心受拉,下层梁偏心受压,能有效抵抗上部柱子轴力所形成的偏心弯矩。在总结了搭接柱转换结构各组成部分的受力变形特征后,提出了相应的设计建议。

福建兴业银行大厦搭接柱转换结构研究应用

全面介绍了深圳福建兴业银行大厦工程中采用的搭接柱转换结构。通过该工程整体结构模型振动台试验研究、转换层结构模型试验、整体结构两种楼盖假定计算分析、局部有限元分析和实际工程应用 ,揭示了搭接柱转换结构的优越抗震性能 ,总结了搭接柱转换结构的工作机理和设计要点。

热力耦合作用下复合材料搭接结构强度研究

复合材料铆钉搭接结构在温度变化情况下强度的研究对复合材料在航空领域上的应用具有重要的意义。为研究温度的变化对复合材料铆钉搭接结构强度的影响,考虑到模型具有高度的非线性问题,因此选用ABAQUS/Explicit求解器进行热力耦合过程的准静态模拟。通过编写VUMAT子程序,修改了材料的本构模型,考虑了温度对复合材料基本属性的影响,添加了混合失效准则以及材料失效后的参数退化方式。在25℃和105℃条件下分别对有开孔的复合材料板进行了压缩的模拟和复合材料铆钉搭接结构进行了拉伸的模拟。研究结果表明,温度的升高会降低压缩载荷作用下复合材料板和拉伸载荷作用下复合材料铆钉搭接结构的刚度与强度。

福建兴业银行大厦搭接柱转换结构有限元分析和预应力策略

深圳福建兴业银行大厦采用了新颖的搭接柱转换结构 ,为了验证搭接柱转换的可靠性和受力性能 ,设计过程中进行了 1∶5的搭接柱破坏试验。用SAP2 0 0 0有限元软件对模型的受力变形进行分析 ,并针对工程采用的主动预应力设计施工 ,进行了设计分析研究。

红外检测在老龄飞机蒙皮搭接结构腐蚀检测中的应用分析

随着服役时间的增加,老龄飞机的腐蚀问题不断积累,严重影响了飞机的使用寿命和飞行安全。在对退役飞机进行检测时发现,在蒙皮搭接结构中经常发生腐蚀产生的蚀坑。这种蚀坑由于隐蔽性强,目视检查无法发现,使用常规的无损检测技术,检测效果不好。根据红外检测技术的原理,模拟检测环境,对蒙皮搭接结构进行有限元建模,分析了在表面划伤情况下的模型表面温度场变化,验证了红外检测技术对于老龄飞机蒙皮搭接结构腐蚀问题的可行性,为红外检测技术的应用提供了理论基础。

基于有限元理论的飞机蒙皮搭接结构腐蚀红外检测建模分析

飞机蒙皮搭接结构的腐蚀问题直接危害飞机的使用寿命和结构强度,制约飞行安全。由于腐蚀发生位置隐蔽性高,常规无损检测的检测效果不理想。利用有限元分析方法,使用AN-SYS软件模拟检测环境,通过建立飞机蒙皮搭接结构模型,计算模型表面温度场分布。重点从腐蚀面积、腐蚀深度、表面划伤等问题对红外检测技术的可行性进行了分析,为其对蒙皮搭接结构检测的应用提供了理论依据。

轮盘搭接干摩擦接触结构转子减振特性研究

轮盘搭接干摩擦接触结构转子广泛应用于航空发动机、燃气轮机等机械中,搭接结构在旋转时系统的振动响应发生变化,会影响设备的正常运转,因此有必要对搭接摩擦结构转子的振动特性进行研究。考虑到搭接结构的接触面的干摩擦特性,采用带有迟滞特性的宏观滑移模型模拟搭接结构的接触面摩擦,将转子工作时搭接结构接触面的非线性摩擦力转化为等效刚度和等效阻尼的影响。搭建搭接转子试验台,并与非搭接结构转子和螺栓连接结构转子进行对比,试验结果表明:当轮盘搭接结构转子旋转时,搭接接触面出现相对滑移,通过摩擦耗散振动能量,从而达到减振效果;螺栓连接结构和搭接结构均可降低转子振动加速度的最大值,且轮盘搭接结构转子的减振效果优于螺栓连接结构转子;增加搭接间隙会导致振动位移增大。

金属-复合材料搭接结构性能研究

基于三维渐进损伤理论,研究了新型金属-复合材料搭接结构(由铝合金基片和双层CFRP复合材料增强结构组成)在铆接、胶接、混合连接等接头形式下,在静载作用下的失效形式,并进一步探讨了该结构在胶接中胶接参数对失效载荷的影响。结果表明:铆接接头的失效形式为铆钉剪切失效;胶接接头的失效形式为胶层失效;混合接头最初为胶层失效,后因铆钉剪切失效而整体失效;随着上胶层厚度的增加,结构的失效载荷先减少后增加,随着下胶层厚度的增加则先增加后减少;搭接结构的失效载荷随着胶接宽度的增加而逐渐增加;随着胶接长度的增加,搭接结构的失效载荷先逐渐增加后逐渐趋于稳定。

桥隧搭接结构围岩动土压力响应规律

采用振动台试验研究了桥隧搭接结构模型在不同加载方向的汶川波和不同加速度峰值的El-Centro波条件下,围岩动土压力的动力响应规律。结果表明:围岩动压力主要由水平向地震波产生;扩大段在低地震强度时拱腰处围岩动压力最大,在高地震强度时仰拱处围岩动压力最大;由于扩大段靠近隧道洞口的仰坡临空面,扩大段围岩的动压力峰值显著大于标准段。

基于实际工程的SBS改性沥青防水卷材搭接边结构耐久性分析

在屋面防水工程中,SBS改性沥青防水卷材搭接边结构的可靠性和耐久性一直是行业最为关注的问题之一。本研究对实际工程案例进行了现场勘测和取样检测,表征了工程样品中卷材本身以及搭接边结构的关键性能指标,经与同型号未使用的卷材以及国家标准要求进行对比,分析了工程样品中搭接边性能的劣化程度。研究表明,经过12年的屋面防水工程服役,SBS改性沥青防水卷材本身仍然具备防水功能,搭接边结构的机械强度仍然满足标准要求,外观上也未见明显缺陷,但搭接边热熔粘结结构的防水功能已经失效,搭接边热熔粘结结构的老化速度比卷材本身的老化速度更快。

铝合金车体搭接塞焊结构有限元建模方法研究

为了建立一种适用于铝合金车体搭接塞焊结构的简化FE模型,基于ANSYS平台,建立了6种搭接塞焊结构的简化FE分析模型,并与全实体单元FE模型进行了比较分析。在此基础上提出了点焊集对塞焊结构进行离散的方法,结合ANSYS的APDL语言,给出点焊集自动化建模的源代码,并将其成功运用于某铝合金车体强度分析中。研究表明:使用该方法对搭接塞焊结构进行离散时,塞焊区域及远离塞焊孔区域的应力与全实体单元模型略有偏差,但相对误差不超过15%;在对大型搭接塞焊结构进行强度分析时,在保证其计算精度的前提下,采用文中方法可显著提高FE建模和仿真分析效率。

高速磁浮列车搭接结构的相邻磁铁电流平衡算法

搭接结构是高速磁浮列车悬浮系统的基本组成单元,相邻磁铁电流平衡是列车正常运行的必要条件。磁浮列车悬浮系统的间隙传感器往往存在测量静差,引起悬浮系统的搭接结构两侧电流不平衡。本文根据动力学和电磁学理论建立搭接结构数学模型;分析电流不平衡现象的产生及其对系统的不利影响,提出3种电流平衡算法;分别将搭接结构的两侧电流瞬时值之差、两侧电流均值之差、两侧电流差的积分引入控制量,在起浮阶段、外力干扰、间隙干扰三种条件下对比各控制算法。得出结论:将两侧电流差的积分引入反馈能实现搭接结构左右两侧电磁铁电流平衡,提高系统抗干扰能力,有利于高速磁浮列车的安全稳定运行。