C-T Spar平台主体结构总强度初步分析

在C-T Spar平台主体结构初步设计的基础上,参照API规范,利用DNV/Wadam软件对波浪载荷进行预报,同时对平台主体结构在作业状态下的总强度进行了有限元计算,得到平台主体变形和应力分布规律。对Spar平台的结构强度分析为今后国内深水平台的设计研究提供借鉴。

基于C形梁质量控制的国产T300级碳纤维匹配性研究

以大长径比C形梁为研究对象,针对其表面质量、厚度、外形轮廓、金相分析等问题,制定工艺研究路线。通过比对国产T300级碳纤维织物及单向带预浸料的制造效果,明确了与大长径比、小R结构C形梁相匹配的国产T300级碳纤维预浸料的类型。通过设计直观的研究目标及高效的比对方案,阐明了国产T300级碳纤维单向带预浸料与大长径比C形梁构型的工艺匹配性强,为国产复合材料后续的研究方向提供借鉴,缩短了国产复合材料研究应用的周期。

复合材料C型梁成型质量影响因素研究

针对复合材料C型梁在采用自动铺带加热隔膜预成型制造时出现的褶皱问题,研究了自动铺带错拼缝间距、平板料层预压实、热隔膜次数及结构特征等因素对梁成型质量的影响,采用L/D的方法对零件质量进行表征,分析了不同因素下的梁缘条、腹板、R角等区域的褶皱情况,为梁产品研发时结构设计及制造工艺方案提供了参考。研究结果表明,自动铺带错拼缝间距对零件褶皱无影响,铺带后不进行预压实更有利于热隔膜预成型,降低缘条高度可一定程度上改善热隔膜预成型褶皱,分次热隔膜也能改善零件褶皱,但缘条高度较高时,分次热隔膜改善零件褶皱的效果不明显。

复合材料C型梁回弹变形影响因素权重分析

复合材料C型梁制造回弹变形的主要影响因素有几何结构、铺层间剪切效应和模具作用等。在复材固化过程中,这些因素共同作用,导致构件发生变形,对构件的几何精度产生不利影响。针对大飞机结构中常用的复合材料C型梁,通过理论分析、有限元计算和试验测量等方法,研究了上述因素对回弹变形的影响机理及其作用的权重,为精确预测和控制C型梁的回弹提供了依据。

海上漂浮式风力机Spar平台结构优化设计探究

以NREL 5MW海上风力机OC3-Hywind型Spar平台为研究对象,建立平台有限元模型,采用有限元方法分析了100年一遇极端海况下Spar平台的结构强度,并在满足结构强度要求的条件下,采用响应面优化设计方法,以平台结构自身重量为目标函数,对平台的内部结构进行优化设计。优化结果表明:优化后平台的结构强度符合设计规范要求;平台内部的各种肋板与加强筋的结构尺寸更加合理,并减少了平台结构的用钢量,降低了Spar平台的建造成本。

复合材料C型梁热隔膜成型影响因素分析

热隔膜成型工艺已成为国外大型飞机长桁等C型构件的自动化制造方法,对于热隔膜的研究也越来越多。在等截面及渐变铺层C型梁的热隔膜成型过程中,经常会面临褶皱缺陷。针对褶皱的形成原理,采用了国内外的3种对比材料、2种C型梁模型,通过不同厚度及温度、压力的工艺试验,对热隔膜成型过程中的温度、压力、材料、热隔膜次数及坯料的铺放形式进行了研究。试验结果表明,预成型温度要保持在65℃为宜,保压时间不低于15min,多次热隔膜压力不超过6kPa/min,可有效地抑制褶皱产生,同时由铺丝工艺制备的坯料在热隔膜时层间滑移更均匀。相关研究为国产大飞机热隔膜成型提供初步理论基础。

凹模成型C型复合材料梁制件制造技术研究

分析了不同工装结构的优缺点,对于某型选用牌号CYCOM 970/PWC T3003K环氧树脂增强碳纤维预浸料的民用支线飞机8米级C型实体层压复合材料梁,确定采用凸模铺贴和凹模固化的制造方案,预先设计厚度为3.48 mm的特征试验件,评估不同类型压力垫制备试件质量;整条式硅橡胶压力垫制备的3#试件,无损及外观、厚度均满足要求。选用整条式硅橡胶压力垫,使用凸模铺贴和凹模固化,制造出合格的8 m级C型梁零件。

CF/GF混杂复合材料性能分析及其在风电叶片上的应用

本文通过设计11组碳/玻混杂纤维复合材料（HFRP）样条的拉伸对比实验,分析研究CF与GF的不同混杂比对复合材料拉伸性能的影响。结果表明,随着玻璃纤维中加入碳纤维相对体积分数的增大,其拉伸强度和模量也随之增大,断裂延伸率随之降低。通过理论计算,50m长风电叶片主梁帽采用碳/玻混杂复合材料比采用纯玻纤其重量可降低10%～60%,成本将提高150%～310%,而相对于整支叶片重量可降低4%～22%,相对于整机其整体成本相当甚至降低。

基于变角度算法的复合材料翼梁自动铺丝

在采用固定角算法的复合材料"C"型翼梁自动铺丝试验中,预浸丝在翼梁的拐角区域出现严重的屈曲与皱褶。在分析了其原因的基础上,利用翼梁的结构和受力特点,使翼梁的自动铺丝轨迹尽量向测地线方向靠近,可以显著减小预浸丝在过拐角时的偏转角度,从而消除预浸丝的皱褶和屈曲。轨迹进入非可展翼梁曲面的缘条后,相邻预浸丝束间会出现无法通过自动增减纱动作进行控制的重叠或间隙,在拐角区域采用变角度轨迹设计方法消除微小的重叠或间隙,实现了"C"型翼梁的满覆性铺放,可减少缺陷,提高构件的力学性能。