大尺寸金属埋件与碳纤维蒙皮蜂窝夹层结构热膨胀匹配研究

作为卫星重要结构件,含铝合金埋件的碳纤维蒙皮蜂窝夹层结构成为卫星减重的热点研究对象。由于大尺寸铝合金埋件与碳纤维蒙皮热膨胀系数差异大,蜂窝夹层结构固化后,易致使蒙皮开裂,成为该项技术推广应用的难点。本文采用有限元分析法对降温过程中由于金属埋件收缩蜂窝夹层结构产生内应力进行计算,发现蒙皮因厚度减薄导致的强度不足是开裂的主要原因,再结合分析计算和对比试验验证,最终确认在铝合金埋件和碳纤维蒙皮之间添加0.5 mm厚高强碳纤维编制布过渡层可以有效解决开裂难题,为蜂窝夹层结构设计优化提供技术支撑。

二滩水电站水轮机金属埋件焊缝质量的NDT控制

本文以二滩水电站4#、5#、6#机蜗壳、座环及连接板的工地焊缝的焊接探伤实践为基础,论述如何通过NDT有效地控制超大型水电站水轮机金属埋件焊缝质量的方法。

阴极保护技术在水工金属结构埋件上的应用

制作了水工金属结构埋件模型,研究不同种类牺牲阳极和外加电流方法对埋件的保护作用,以寻找切实可行的水工金属结构埋件长效保护方案。结果表明:采用牺牲阳极法进行阴极保护,当溶液电导率为2000μS/cm时,镁合金对水工金属结构埋件的保护距离可达到100cm,具有较好的保护效果;铝合金和锌合金由于表面钝化作用,对水工金属结构埋件起不到保护作用。恒电位极化方法可在不同电导率情况下对埋件起到较好的保护效果。

法向载荷下含金属预埋件碳纤维层合板强度分析

建立了含圆柱形金属预埋件和阶梯形金属预埋件碳纤维/环氧树脂层合板的三维分析模型,单层板简化为三维正交各向异性材料。采用有限元方法对法向载荷下含金属预埋件四边简支层合板进行了应力分析,给出了发生初始损伤单层板各材料主方向应力分布和金属预埋件的VON MISES应力分布。基于复合材料单层板的最大应力强度准则给出了两种分析模型的极限载荷。分析结果表明,含圆柱形预埋件层合板初始损伤发生在45°铺层靠近孔边的2点钟方位,破坏模式为基体剪切破坏;含阶梯型预埋件层合板初始损伤发生在-45°铺层靠近孔边的10点钟方位,破坏模式为基体拉伸破坏。法向载荷作用下,阶梯型预埋件结构比圆柱形预埋件结构具有更大的传力面积,大部分纤维处于适宜的受拉状态,其极限载荷比圆柱形预埋件结构提高了40.36%。

含金属预埋件碳纤维层合板在单向拉伸载荷作用下的强度分析

基于工程中金属预埋件在复合材料层合板中的应用情况,建立了含圆柱形金属预埋件和含阶梯形金属预埋件碳纤维/环氧树脂层合板的三维分析模型。层合板中的单层板简化为三维正交各向异性材料。采用有限元方法对单向拉伸载荷下含金属预埋件层合板进行了应力分析,给出了单层板各主方向应力分布和金属预埋件的VON MISES应力分布。基于复合材料单层板的最大应力强度准则给出了两种分析模型的极限载荷。分析结果表明,两种预埋件层合板模型的首次破坏均发生在90°铺层,破坏模式均为树脂基体拉伸断裂。圆柱形预埋件层合板的损伤位于中心孔边约12点钟位置,阶梯形预埋件层合板的损伤位于铺层与金属预埋件台阶面边缘约6点钟位置。由于不连续纤维含量较大,阶梯形预埋件的极限载荷比圆柱形预埋件小18.03%。

钻井井壁金属预埋件电涡流法探测

介绍以电涡流原理制成的金属探测仪，用以探测钻井井壁内预埋钢板，具体论述了其原理及应用。

三峡升船机高精度金属结构埋件安装技术

针对三峡升船机工程金属结构一期及二期埋件的布置特点,并结合现场施工环境,对高精度安装作业进行了详细分析,提出了适宜三峡工程金属结构埋件安装的多种施工方案,并在三峡工程中得到广泛成功应用,解决了施工中埋件变形控制、快速高精度调整定位和高精度测量保障等技术难题,为同类工程的施工提供了借鉴。

水电站金属结构及埋件的防腐蚀方法

在水电站金属结构以及埋件施工中,所应用的施工材料不同,防腐性能也有一定的区别,如果水电站金属结构以及埋件腐蚀问题严重,就会对水电站总体运行质量造成不良影响.对此,本文首先对水电站金属结构及埋件腐蚀影响因素进行介绍,然后对常用防腐方式进行分析,并以某水电站弧形闸门为研究对象,对闸门腐蚀成因以及防腐措施进行详细探究,以期为类似工程提供借鉴.

VARI成型碳纤维泡沫夹层结构预埋件拉脱强度研究

对VARI成型碳纤维泡沫夹层结构预埋件拉脱强度进行研究,分析了不同材质的金属预埋件的拉脱强度。结果表明:进行加强处理的钢预埋件拉脱强度能够达到20kN以上,夹层板表面基本无变形,预埋件处出现脱丝现象,铝预埋件拉脱强度较低,适合载荷较小的部位。

基于碳纤维复合材料的空间相机高比刚度主承力板优化设计

提出了复合材料和金属预埋件互嵌整体成型的设计方法。根据同轴三反光学系统中光学元件的空间布局和碳纤维复合材料的工艺特点和材料属性,设计了一种碳纤维基体与钛合金预埋件互为镶嵌的相机主承力板。首先,以碳纤维复合材料基体为核心,优化设计了基体的筋格形式和厚度,并对金属预埋件进行了布局和轻量化设计;然后,分析了碳纤维主承力板的模态和变形;最后,进行了振动环境试验,验证了设计及分析的准确性。检测和试验表明,纤维主承力板的最大外接圆直径为Φ870mm,厚度为130mm,质量为15.6kg,平均体密度仅为0.313g/cm3,主承力板一阶频率达到479.2Hz,满足了空间相机的高动态刚度、轻质量、高安装精度要求。

预埋FBG传感器的CFRP螺旋桨成型工艺研究

设计了一种预埋FBG传感器的分体式金属预埋件桨叶结构的CFRP螺旋桨,该结构桨叶为金属预埋件和碳纤维材料复合而成,相较于纯复合材料螺旋桨叶片,其根部强度更高,后续对该CFRP螺旋桨制作时容易铺放碳纤维预浸布。使用ANSYS ICEM软件和3D打印技术得到11个不同铺层厚度的桨叶三维实体模型,并由此得到不同碳纤维铺层的铺层模板,其形状尺寸与理论设计的更为接近。采用模压成型工艺完成预埋FBG传感器的制备,并对预埋的FBG传感器损坏的原因进行分析,可知使用模压成型工艺制备复合材料结构件,需要采用开槽方式对光纤进行引出、保护,同时对于光纤可能受弯或受较大剪切力的地方,增大其倒角或圆角,防止光纤损坏。

影响超声波测厚仪示值的因素分析和改进措施

结合葛洲坝电站水工建筑物过流金属埋件水下检查工程、胜利八号平台坞修无损检验工程中采用超声波测厚仪检测时遇到的问题,分析影响超声波测厚仪示值的因素,并总结出提高精度的有效途径和技术措施,对类似金属结构水下检测工程具有实用价值。