挖补修理蜂窝夹芯结构侧压强度的可靠性及灵敏度分析

以挖补修理复合材料蜂窝夹芯结构为研究对象,考虑胶层性能的不确定性,通过ABAQUS-MATLAB-Python联合仿真,建立挖补修理蜂窝夹芯结构侧向压缩渐进损伤分析模型,得到随机变量与其所对应的输出响应。基于蒙特卡罗法进行可靠性分析,采用基于方差和失效概率的全局灵敏度分析方法进行参数灵敏度分析。结果表明:外载荷在不同数值区间下结构失效概率具有较大差异,在接近极限破坏载荷时失效概率显著增加;胶层厚度方向的弹性模量和面内两个相互垂直方向上的剪切模量对挖补修理蜂窝夹芯结构侧压强度方差和失效概率的影响较大。

含液金属蜂窝夹芯梁抗冲击性能研究

提出了含液金属蜂窝夹芯结构的防护方案;设计了含液金属蜂窝夹芯结构的制备方法,以满足结构内液体的密封、液体含量以及填充位置可调控的需求;并通过冲击实验获得了结构在不同冲击速度下的动态响应,同时采用有限元方法进一步讨论了冲击速度、液体含量对结构抗冲击以及冲后振动特性的影响。研究结果表明含液结构的抗冲击表现优于无填充结构,且含液结构抗冲击、冲后振动特性受含液量的影响,当芯体内充满液体时结构可获得最优的抗冲击性能。

泡沫填充蜂窝夹层结构汽车吸能盒吸能特性研究

吸能盒是交通事故中尤其是低速碰撞最先进行溃缩吸能的结构,传统吸能盒一般为薄壁方形管结构,随着设计理念的发展,提升吸能能力最主要的两条路线为泡沫填充和复合夹层结构填充。本文分别将EPP泡沫填充六边形,类四边形和类蜂窝夹层,形成复合型泡沫填充蜂窝夹层吸能盒,采用理论分析与数值仿真的方式,以相应的碰撞评价参数对其进行吸能特性研究。结果表明:泡沫填充蜂窝夹层结构吸能盒大大提升了传统吸能盒的吸能能力,并且采用泡沫填充后,蜂窝夹层结构吸能盒的吸能特性也得到了进一步增强。

复合材料蜂窝夹芯结构修理后强度研究

对复合材料蜂窝夹芯结构受损伤之后的几种典型修理方法及修理材料、修理工艺等内容进行了试验研究。试验件分别模拟伤及单侧面板的非穿透损伤和伤及双侧面板的穿透损伤 ,分别采用单侧挖补、单侧加衬挖补和双面贴补法进行修理 ,然后进行面内单向压缩试验。给出了复合材料蜂窝夹芯结构修理前后的刚度和强度变化规律。为了同试验结果进行对比 ,还采用 NASTRAN软件对典型的非穿透挖补修理件进行了三维有限元应力分析 ,计算结果与试验结果吻合较好。

蜂窝夹层结构的灌注修补工艺研究

在对蜂窝夹层结构常见的缺陷 /损伤形式、修补方法以及修补时对设备、材料及工艺的要求等进行分析总结的基础上 ,着重对灌注修补工艺进行了研究。研究表明 ,采用适当的灌注修补材料如G7A—2 0 ,可室温固化 ,适于操作 ,密度≤ 0 .8g/cm3,剥离强度≥ 2 9.4N/cm、拉离强度≥ 3.4MPa ;修补后压缩强度和模量恢复原结构设计许用值的 80

蜂窝夹芯结构板芯脱胶修补研究

针对复合材料蜂窝夹芯结构面板与芯子脱胶损伤问题,提出一模拟面板、胶层及芯子的有限元模型,采用NASTRAN分析软件计算了板芯脱胶结构的剩余强度及修补后的强度恢复。研究了脱胶区域大小对剩余强度的影响及胶接修补质量对强度恢复的影响。

玻璃钢蜂窝夹层结构制品常见缺陷修补技术

主要研究低压成型玻璃钢及其蜂窝夹层结构制品中常见缺陷(板-芯脱胶,蒙皮分层)的修补技术。制备了SC-13基体/玻璃布低压成型玻璃钢蜂窝夹层结构制品中常见的板-芯脱胶与蒙皮分层2种缺陷试样,分别用树脂注射法和贴补法对缺陷进行修补,对3种试样(含缺陷试样、无缺陷试样和缺陷修补试样)进行了检测,测试了试样的弯曲强度,分析了修补方法和所用材料的合理性、修补技术的可行性。研究结果证实,采用铁锚204与无碱布-60制备的胶膜贴补修补板-芯脱胶、采用J-153低粘度环氧胶黏剂注射修补蒙皮分层均有效,且修补工艺方法简单,修补后剪切强度恢复率与弯曲强度恢复率均较高,达80%以上。

复合材料蜂窝夹层结构的局部脱粘缺陷修补评价

对于复合材料蜂窝夹层结构中出现的局部脱粘缺陷(Z≤100mm),提出局部注射修补的方法,依托ANSYS商业有限元软件建立有限元模型,并结合试验考察局部注射修补方法对局部脱粘缺陷的修补效果。结果表明,对于局部脱粘缺陷,局部注射修补后压缩强度能达到原有的80%左右,建立的有限元模型能够较为准确地预测蜂窝夹层试样的压缩强度和破坏模式。

修理工艺对边缘封闭蜂窝夹层结构弯曲性能的影响

采用四点弯加载方式研究含损伤的边缘封闭蜂窝夹层结构修理后的弯曲性能,同时分析损伤直径、损伤类型和修理设备对修理板弯曲性能的影响。结果表明:所有修理板的抗弯强度恢复率基本处于90%以上;热压罐固化比热补仪固化效果稍好;胶接质量好的前提下,损伤大小对修理效果没有影响,然而损伤越严重,对胶接质量的要求就越高;修理后结构中央的抗弯强度恢复率比结构边缘损伤的高。

胶接修理后边缘闭合蜂窝夹芯板的侧压性能

为研究工艺因素对含损伤边缘闭合复合材料蜂窝夹芯板胶接修理效果的影响,使用不同工艺参数对含单侧蒙皮损伤和穿透损伤的蜂窝夹芯板进行胶接修理,并对修理后结构的侧压性能进行了试验研究.使用k样本AndersonDarling检验方法对试验结果进行分析,以比较固化温度及固化设备等工艺因素对修理后试件侧压性能的影响.结果表明:两种修理方法均可以有效地恢复试件的侧压强度,所有试件的压缩强度恢复率均达到无损伤板的90%以上;使用中温固化材料完成修理会明显降低结构的侧压性能,同时使用热压罐完成固化可以提升修理后试件的侧压强度,但提升程度十分有限;另外修理时要尽量避免非对称结构对承载能力造成的不利影响.

复合材料蜂窝夹芯修补结构弯曲特性与温度相关性研究

建立复合材料蜂窝夹芯修补结构的渐进损伤分析模型,研究修补后蜂窝夹芯结构在弯曲载荷作用下的极限承载能力及损伤破坏模式,并进一步研究修补结构弯曲性能与温度的相关性。通过编写VUMAT子程序,设置补片以及蜂窝损伤板的失效准则及刚度退化模式,选用Cohesive单元以模拟修补结构中胶层的损伤状况,完成复合材料蜂窝夹芯修补结构的渐进损伤分析。研究结果表明:结构弯曲承载能力和胶层的粘结能力受温度影响较大,结构弯曲承载强度随温度的升高而减小,且脱粘失效会破坏结构的完整性;蜂窝夹芯结构面板基体损伤首先发生在90°方向铺层处,纤维基体剪切损伤首先发生在面板0°铺层处,并沿垂直于施载方向扩展至自由边界。

挖补修理平纹编织面板蜂窝夹芯结构侧向压缩渐进失效机理

针对单侧面板挖补、单侧面板加芯子挖补、双侧面板加芯子挖补3种修理方式,采用一维阶梯挖补模型代替三维模型研究挖补修理平纹编织面板蜂窝夹芯结构侧向压缩渐进失效机理。建立能够模拟蜂窝壁损伤演化的有限元模型,利用内聚力模型模拟胶层损伤。试验和仿真结果表明,完好件和各种挖补方式试验件的破坏模式均为向非修补面板内凹的屈曲变形;各种挖补方式的侧压强度恢复率均在75%以上,大小排序为:单侧面板挖补、双侧面板加芯子挖补、单侧面板加芯子挖补;完好件和各种挖补方式试验件均未出现面板损伤,均出现蜂窝壁横向损伤和剪切损伤,且横向损伤均先出现,均在与发生大变形的蜂窝芯格相连的胶层处出现应力集中;蜂窝壁纵向损伤仅出现在单侧面板挖补件上,胶层损伤只出现在双侧面板加芯子挖补件上;芯子蜂窝壁损伤均发生在靠近替芯的母体芯材上。

修复方式对蜂窝夹芯结构弯曲性能的影响

针对夹芯结构经常出现的三种损伤方式:单面板损伤、单面板和蜂窝损伤以及穿透性损伤,利用真空袋压工艺,采用高强玻璃布补片和Nomex蜂窝芯作为修补材料,通过复合材料胶接与挖补修复工艺对损伤结构进行修复,主要探讨了修复前后不同损伤孔径对其弯曲性能的影响。结果表明,三种损伤方式对蜂窝夹芯结构的最大载荷和弯曲刚度都有很大影响;三种损伤方式的夹芯结构的最大载荷和弯曲刚度都随着损伤孔径的增大而降低;用复合材料胶接与挖补工艺对三种损伤方式的夹芯结构进行修复,能大大提高受损结构的弯曲性能;修复后的最大弯曲载荷达到完好夹芯结构的80%以上,修复后的弯曲刚度达到完好夹芯结构的85%以上。

T700/双马复合材料蜂窝夹芯结构损伤修复实验研究

本文制备了复合材料蜂窝夹芯结构件和三种孔径的半穿透损伤件,采用挖补工艺对损伤件进行了两种不同体系的修复,并测试了完好件、损伤件和修复件在常温和高温下的力学性能。两种体系修复后测试结果表明,高温修复(同质修复)和中温修复(异质修复)对损伤构件的性能恢复差异较小,但是由于同质修复工艺性差,固化温度高于177℃,容易造成其他构件的损伤,而异质修复工艺性较好、固化温度低,所以采用异质修复工艺能够实现对损伤构件的性能恢复,且适合于外场快速修复。

树脂基复合材料蜂窝夹层结构修补技术研究

为了降低复合材料蜂窝夹层结构件制造成本及延长其使用寿命,修理技术是必不可缺的。本文主要针对面芯脱胶复合材料蜂窝夹层结构进行了平拉、侧压和疲劳试验,为修补提供依据;同时根据不同修理方法和材料体系对复合材料蜂窝夹层结构修理技术进行了研究。结果表明。

热补仪挖补修理复合材料蜂窝夹层结构

利用热补仪进行复合材料蜂窝夹层结构的挖补修理实验研究。利用热电偶测试热补仪修补复合材料蜂窝夹层结构的面内及厚度方向的温度分布;采用光学显微镜观察不同修补层数下的HTS/977-2与HTS/MTM44-1两种预浸料在热补仪固化下的内部质量;并测试不同损伤程度下蜂窝夹层试验件修补后的侧压性能及弯曲性能。结果表明:使用热补仪修补蜂窝夹层结构时在厚度方向上温度分布不均匀,因此在面板及芯子损伤、穿透损伤情况下,应采用分步修理;热补仪对单次修补层数具有局限性,修补材料特性不同,单次修补固化层数上限不同,对HTS/977-2,热补仪最佳单次固化层数为4层或5层,对HTS/MTM44-1,热补仪最佳单次固化层数为10层以上;试验中不同损伤程度的蜂窝夹层结构试验件进行热补仪修补后,侧压强度达到完好状态的79.9%以上,弯曲强度达到完好状态的89.4%以上,验证了热补仪挖补修理复合材料蜂窝夹层结构的可行性。

铝蜂窝填砂复合夹芯结构的低速冲击响应试验研究

以防护结构设计为背景,提出一种铝蜂窝填砂复合夹芯结构。从理论角度对填砂蜂窝模型进行力学分析,通过落锤冲击试验,对不同芯层规格的试件在梯度能级冲击下的响应进行了对比,根据荷载、位移和挠度的变化规律和破坏模式得到以下结论:在低能级冲击下,蜂窝芯层较软的试件填砂后对于其结构强度和刚度的提升作用较为明显,同时,在铝蜂窝质量相同的前提下,优先选择蜂窝胞元较小、高度较低的蜂窝作为填砂复合夹芯结构的芯层,可提高结构比强(刚)度;在高能级冲击下,当芯层高度达到一定值时,变形挠度减小,破坏范围缩小为局部贯穿破坏,芯层填砂对结构抗冲击性能产生较为积极的影响。研究结果为铝蜂窝填砂复合夹芯结构在防护结构中的应用奠定了基础。

蜂窝夹层结构板-芯脱粘后的修补及对透气性的影响研究

介绍了蜂窝夹层结构板-芯脱粘的注胶修补、挖补和贴片加强方法,分析了不同修补方法对夹层结构胶接质量、强度、重量和透气性的影响。结果表明:两种修补方法配合贴片加强后均可满足结构的胶接质量和设计许用强度要求;采取挖补方法不会影响原有结构的透气性,试件停止抽真空后压力恢复时间不到2 s,且修补增重最小;采取侧向定位注胶修补方法对原有结构4.5 mm高度外的透气性基本没有影响,试件停止抽真空后压力恢复时间约为4 s,但修补增重略大;采取竖直注胶修补方法对原有结构的透气性影响最大,修补区域或有1/3的蜂窝格孔会被胶液完全填充,因此试件停止抽真空后压力恢复时间最长,约为9 s,且修补增重最大。所得结果可为优化产品修补工艺提供参考。

蜂窝夹层结构件的损伤修理工艺研究

文章主要介绍了蜂窝夹层结构零部件在使用中经常出现的几种损伤形式,以及蜂窝夹层结构零部件的故障检查方法,并列举了几种典型故障的修理方法,最后提出了蜂窝夹层产品装机后的使用维护建议。

蜂窝夹芯结构粘接修理研究

目前,蜂窝夹芯结构已广泛应用到航空领域,伴随而来的是蜂窝夹芯结构的修理问题。以试验研究为主,探究用挖补法修补芳纶纸蜂窝夹芯结构的抗冲击和抗压缩性能。通过把面板尺寸、蜂窝替芯的紧密程度和胶层的类型等相关变量进行相应的排列组合,设置试验方案,探究出了最佳的修补方案。试件修补后,无论抗冲击性能还是抗压缩性能都能够恢复到或者近似恢复到试件完好时的性能;并且正方形面板、紧密的蜂窝芯子和环氧树脂胶层修补的试件抗冲击性能最好;正方形面板、紧密的蜂窝芯子和聚酰胺树脂胶层修补的试件抗压缩性能最好。