复合材料飞机结构材料和设计许用值的确定方法

分析国内外复合材料飞机结构材料许用值、设计许用值的确定原则和方法,研究给出了复合材料结构材料许用值的表征和应用、试验以及试验数据的统计分析方法,以及静强度、疲劳强度、损伤容限和修理设计许用值的确定方法。

确定复合材料许用值的高精度小样本方法

提出了一种确定复合材料许用值的高精度小样本方法，该方法可以充分利用以往积累的经验和数据，并结合当前少量的试验就能对复合材料许用值进行预测。从而克服了由于复合材料性能分散性大，用现行方法确定其许用值所需试件个数多、试验经费昂贵的缺点。通过３种复合材料在拉、压、弯、剪４种受力状态下的５组对比试验表明：在精度相同的情况下，该方法可以比现行方法节省５０％试件；而在试件数一定的条件下，它又能比现行方法大大提高预测精度。还给出了一种带缩放系数的Ｆ检验方法，进而解决了变异系数的检验问题。

民机复合材料结构设计许用值及其确定方法

设计许用值是复合材料结构设计和验证的关键基础,目前国内相关研究仍处于起步阶段。本文介绍了设计许用值的概念,详细解读了设计许用值的适航要求,并根据设计标准给出了合适的试验矩阵以及相应的试验方法。最后应用某民机壁板实例验证了此方法的可行性,为进一步研究复合材料设计许用值提供参考。

脆值的设计许用值研究

在讨论脆值的设计许用值基本概念的基础上 ,对其试验数据进行了分布拟合讨论 ,并应用正态分布和对数正态分布分别计算了其 - 30基值 ,A基值和B基值 ,从而为脆值的可靠性计算奠定基础。

SW220/430LV复合材料拉-拉疲劳强度材料许用值试验研究

拉伸强度材料许用值是开展舰用复合材料结构设计所需的重要指标参量。SW220/430LV复合材料是目前较为常用的舰用复合材料体系之一。首先依据规范GB/T 1447-2005开展0°/90°铺层试件拉伸强度试验研究,并根据B基准值要求,得出拉伸强度基准值XT。在此基础上,分别针对不同折减系数条件下的载荷值,开展拉-拉疲劳特性、疲劳承载后剩余强度/刚度试验研究,并同时探讨了载荷特征、应力比、加载频率、疲劳周期等对SW220/430LV复合材料疲劳特性的影响规律。研究结果表明,当计及结构疲劳承载时,SW220/430LV复合材料拉伸强度材料许用值可取为0.45XT。

复合材料结构设计许用值试验数据处理方法

基于现有文献资料中对于复合材料许用值试验数据统计方法的总结,论述了复合材料许用值试验数据处理方法,包括正则化要求,异常数据的处理以及B基准统计方法,并对B基准统计过程中的批间差异检验、方差等同性检验和正态分布检验的工程判断进行了详细的介绍。重点阐述了合并法、单点法、小样本方法和最小批次B基准值方法的使用方法与限制条件,提出了B基准统计方法的选择流程。在B基准统计过程中,提出了采用修改离散系数方法补偿过低的变异性,以提高通过批间变异性和方差等同性检验的概率,并得到保守的复合材料许用值。采用所述方法对2组复合材料许用值试验数据进行了B基准值计算,结果表明:合并法与单点法得到的B基准值比较稳定且差异较小;小样本统计方法得到相对保守的B基准值,但是与母体的B基准值十分接近;最小批次B基准值方法得到的B基准值不一定保守,得到的B基准值不够稳定,需补充试验数据以得到用于设计和强度分析的许用值。

利用虚拟许用值计算计算加快航空CFRP材料开发和认证

在轻量化解决方案的研究中,CFRP的使用在过去几十年中急剧增加,目前约占新型商用飞机所用材料的50%。然而,设计师们仍然面临着加速引入新材料体系以用于实际应用的挑战。主要挑战之一是缩短材料认证时间,然而材料认证时间仅依赖于实验程序。从全球范围来看,以数字形式进行材料定义和认证来满足平台要求的方法成为一种趋势。这种方法可以过用高级仿真取代手工测试来降低新材料的成本和开发时间。本文提出并加以描述一个全面的仿真方法。此方法能够定义一个完整的测试矩阵,以便生成给定材料系统的B基准许用值。该方法的实施必须考虑几个方面。第一个方面涉及材料建模以及强度和失效行为。这种建模方式结合了通过平均场均质化推导出的细观力学模型与从材料本构和微观结构描述和渐进失效中得出非线性复合属性。第二个方面考虑需要定义的测试矩阵,此方面可以涵盖铺层定义、待仿真测试类型和环境条件。有限元模型将按照相应条件生成。最后一个方面考虑了在不确定性定量方法下由参数分散度导致的材料敏感性。平均场均质化提供了一种方法,用于从材料属性(硬度和强度组成特性)、制造过程(纤维分数、空隙)和测试条件的变化(纤维方向不对中)来研究复合材料分散度的来源。具体的复合材料试片示例将说明此流程,可以在UD或woven增强聚合物的完整虚拟测试后生成B基准许用值。该过程完全集成于DIGIMAT软件包中。

确定汽车底盘零部件可靠度许用值的模糊方法

汽车底盘的各部分零件或总成之类的机械产品的可靠度许用值，受产品发生故障后所引起的危险性、造成的经济损失等因素的影响，这些因素又存在着较大的模糊性。如果按常规凭经验确定机械产品的可靠度许用值，就具有一定的盲目性。因此，应用模糊理论，以汽车底盘的机械零部件为例，探讨用模糊方法确定机械产品的可靠性水平等级及其对应的可靠度许用值。

机器零件强度和疲劳耐久强度许用值确定的新方法

根据机器零件强度和疲劳耐久强度的模拟试验,用概率论及相关函数对试验数据进行处理。提出了用99.7％的零件不破坏概率时的强度值和疲劳耐久强度值作为零件强度和疲劳耐久强度的许用值。用这种方法确定的许用值,在设计时既能保证机器零件安全可靠不破坏,也能充分利用材料强度,节约材料,避免了设计者在选取安全系数值时存在随意性大的缺点。

民机复合材料层压板强度许用值的渐进失效模拟方法研究

复合材料许用值的确定是复合材料结构设计的基础,通常需要通过大量试验来获得。提出了民机复合材料层压板结构强度许用值的渐进损伤模拟计算方法,并通过实例计算,且与试验结果对比验证,表明该方法可用于复合材料强度计算研究和复合材料试验预估等,将大大节省试验经费,并加速复合材料结构研发进程。

确定雷达罩设计许用值的方法研究

按照CCAR25.613条款"材料与结构许用值"的要求,民用飞机雷达罩需进行许用值设计。本文通过研究确定了进行雷达罩玻璃纤维复合材料设计许用值试验的试验项目、试验采用的标准、试验环境、试验件数量以及试验数据的处理方法等,并将采用ASTM标准测试得到的许用值试验数据与用GB标准得到的测试数据进行了比较。结果表明,按照ASTM标准进行玻璃纤维复合材料结构设计许用值试验得到的数据分散性小,许用值的测试数据高,避免了采用国内标准导致的性能数据低的情况。该设计许用值已成功应用于新型涡扇支线飞机雷达罩的设计和静力试验。

复合材料许用值试验件制造过程质量控制与检验

民用飞机复合材料许用值试验件的类型繁杂、批次多且制造精度要求高,试验件的制造过程需要严格的质量控制以提高试验件的合格率;复合材料许用值试验件数量庞大且每个试验件需要检测的参数多,要提高试验件的检测效率就必须有合理的检测方法。根据自身从事复合材料许用值工作的经验,提炼了一些制造过程质量控制方法和检测方法,为复合材料许用值试验件的制造提供参考。

复合材料飞机结构设计许用值及其确定原则

阐明了复合材料许用值和结构设计许用值的关系和区别，给出了它们更明确的定义。回顾了国内外在确定设计许用值方面的研究概况，介绍了复合材料飞机结构完整性方面的补充要求，给出了设计许用值的确定原则和进一步提高设计许用值的研究方向。

35CrMoV钢硬度概率分布与抗拉强度设计许用值预测分析

采用最小二乘法和K-S检验方法进行分布拟合检验,在求得35CrMoV钢硬度和抗拉强度正态分布的基础上,对其硬度和抗拉强度关系进行相关性研究,运用线性相关系数判断硬度和抗拉强度之间具有强正线性相关关系。运用正态代数运算方法,从硬度的概率分布估计抗拉强度的概率分布,预测其设计许用值,并与从抗拉强度概率分布计算得到的设计许用值进行分析比较,预测的结果均值误差较小,方差误差较大,故求得的设计许用值有一定的误差。

民用飞机复合材料设计许用值试验矩阵设计

试验矩阵是民用飞机复合材料设计许用值试验工作顺利推进的基础,为建立民用飞机复合材料设计许用值试验矩阵设计方法,对试验矩阵的各组成要素——试验项目、试验方法、试验数量、试验件铺层以及设计许用值影响因素分别进行了研究。试验项目取决于复合材料结构分析方法,给出了各试验项目对应的试验标准;提出的铺层选取原则适用于型号各阶段的设计许用值试验工作;试验数量的确定应综合考虑结构的重要性、试验数据的处理方法和设计许用值影响因素的衡量方法。最后,通过某型民用飞机的具体案例结合所述的试验矩阵的构成要素,详细论述了民用飞机复合材料设计许用值试验矩阵的设计方法。

T800级碳纤维复合材料结构压缩设计许用值确定方法研究

本文阐述了T300级碳纤维复合材料(以下简称“T300级复合材料”)结构压缩设计许用值确定方法,并延用到T800级碳纤维增强复合材料(以下简称“T800级复合材料”)体系中。但由于T800级复合材料韧性高,试验证明采用T300级复合材料结构压缩设计许用值确定方法,将无法发挥T800级复合材料的性能优势.不能实现结构减重。因此通过与国外同级别复合材料的结构压缩设计许用值对比,分析原来方法在新材料体系应用中的不足,进而从结构设计完整性出发,结合积木式试验验证,提出适合T800级碳纤维增强复合材料体系的结构压缩设计许用值确定方法,最终实现结构减重。

常用航空结构紧固件选用与许用值确定

完整的飞机结构通常都是通过大量的机械紧固件连接而成,飞机结构最常见的破坏也就是连接结构破坏。而紧固件及孔的破坏是连接破坏的一种主要形式。目前,我国航空工业常用的资料手册中关于紧固件选用与许用值计算相关内容过于简单或过于保守。本文通过参考大量欧美常用的航空结构设计和分析资料手册,给出较详细准确的紧固件选用和许用值确定方法。

基于虚拟试验的复合材料设计许用值的确定及结构强度验证

总结复合材料结构积木式验证体系及设计许用值确定方法,给出了基于Digimat-VA虚拟试验模块进行设计许用值计算的流程,该虚拟试验通过模拟纤维、基体材料参数的分散度以及工艺误差带来的分散性,并利用均匀化理论及有限元方法得出CFRP(碳纤维增强塑料)强度的B基准值及刚度平均值,最后利用该方法对某型市域车复合材料司机室结构进行强度验证.

局部应力的许用值问题

在IBM-PC机压力容器设计计算软件包中,计算局部应力模块M14只向用户提供了由外载荷在设备壳体中产生的局部应力表。并指明了最大表面应力和最大膜应力的数值,但未对其安定性作出判断,给用户在实际使用中带来一定的困难,这是软件的编制人员所不愿看到的事实,可实际的情况是国内的规范还未对此问题作出指导性意见,鉴于上述情况,今将我所见到的这方面内容叙述如下,供大家在应力分析时参考。