复合材料蜂窝夹芯板低速冲击损伤研究

本文对蜂窝夹芯板试件进行了低速冲击试验，然后用Ｘ光技术、热揭层技术、断面显微技术和外观检测等对冲击后板的损伤进行了较为全面的研究，讨论了表面布的作用，分析了外观损伤、面板损伤、蜂窝损伤等与冲击能量的关系。

金属蜂窝夹芯板等效弹性模量的实验测试

总结了以往所用的金属蜂窝夹芯板的等效弹性模量的计算方法,在此基础上提出了金属蜂窝夹芯板的等效弹性模量的实验测试方案,通过三点弯曲线载荷两端简支板的挠度测试,得到金属蜂窝夹芯板的等效弹性模量,并与非金属复合材料如玻璃钢材料的等效弹性模量方法进行比较,说明金属蜂窝板的等效弹性模量计算与非金属蜂窝板之间存在较大的差异,证明金属蜂窝夹芯板的等效弹性模量实验测试方案是有效可行的.

方形蜂窝夹层曲板的振动特性研究

针对专用车辆罐体的方形蜂窝夹层封头,研究了四边简支方形蜂窝夹层曲板结构的振动特性。以Hoff夹层板理论为基础,通过能量法将蜂窝层芯等效为面内各向同性夹层,并考虑曲率的影响,建立了四边简支方形蜂窝夹层板振动理论模型。基于有限元软件建立了考虑蜂窝层芯细节的有限元模型,对理论模型结果进行了验证,两者结果取得良好吻合。通过理论模型和有限元模型研究了夹层几何参数及内压对蜂窝夹层曲板结构固有频率和振动模态的影响。研究表明:蜂窝夹层曲板的振动模态与均质实心曲板振动模态相似,其固有频率随着内压的增大而提高,相同质量的蜂窝夹层曲板固有频率远高于均质实心曲板的同阶固有频率。所得结果为蜂窝夹层曲板结构的动力学优化设计提供了必要的理论参考。

折叠式夹层板水下爆炸试验研究

论文作者在前期数值仿真研究的基础上,对V型折叠式夹层板水下爆炸防护性能试验进行了研究。设计和加工折叠式夹层板及试件支撑围壁结构,制定夹层板水下爆炸试验方案。通过试验确定典型计算工况,对V型夹层板的动态力学行为进行试验研究。研究得到了可用于夹层板板格水下爆炸防护性能试验研究的试验方案,包括试件制备、试验装置、测试工况、测试技术等。试验结果表明,下面板呈现整体弯曲与板格局部凹陷相叠加的变形模式,塑性变形量较大;上面板呈现整体弯曲的变形模式;夹芯层发生压皱变形,使得传递到上面板的载荷减小,上面板的塑性变形量也较小,起到良好的防护作用。

低速冲击后复合材料蜂窝夹芯板的拉伸特性

对含低速冲击损伤的蜂窝夹芯板试件进行了拉伸试验，用Ｘ光技术、热揭层技术和外观检测等对拉伸破坏过程进行了研究，分析了剩余拉伸强度与冲击能量的关系。结果表明：拉伸过程中，四种破坏形式同时存在且相互作用；冲击损伤严重影响了蜂窝夹芯板的抗拉能力。

梯度铝合金蜂窝夹芯板复合材料的力学响应

通过改变蜂窝芯层的胞壁长度,利用试验和有限元模拟相结合的方法研究了梯度蜂窝夹芯板在准静态及动态冲击条件下的面外压缩过程和力学响应,计算结果表明,在准静态压缩过程中,梯度铝合金蜂窝夹芯板从相对密度低的层级向相对密度高的层级逐级变形,相对密度越高的层级所产生的塑性铰越多。而在高速冲击下,梯度蜂窝夹芯板的变形主要受冲击惯性的影响,梯度蜂窝夹芯板的变形与准静态下蜂窝夹芯板的变形存在明显的不同。并且当梯度率为0.0276时,梯度蜂窝夹芯板的吸能性达到最好,相较于同等质量的均质蜂窝夹芯板,能量吸收提高了10.63%,因此,对蜂窝夹芯板进行梯度设计可以有效提高其能量吸收能力。

Nomex蜂窝夹层结构面内剪切性能试验研究

采用改进设计的像框试验对Nomex蜂窝夹层结构的面内剪切性能进行了表征测试与研究。试验结果表明,在像框的持续性剪切载荷作用下,夹层结构首先发生了板-芯界面脱粘,继而蒙皮在竖直方向上形成了巨大的鼓包和皱褶。随着剪切载荷的增加,夹层结构最终发生了横向的断裂。多次试验结果所得的低于3%的离散率也预示出面内剪切像框试验的有效性和准确性。此外,试样和夹具之间的固定程度是影响面内剪切像框试验的关键因素。仅采用螺钉进行固定的试样测试时,螺钉受拉力的移动直接导致了夹层结构边缘破坏,然而样件本身所受像框的面内剪切载荷有限,试验无效。

预埋件对玻璃钢蜂窝夹层结构增强效应的实验研究

研究了某地面雷达天线罩采用的含有预埋件的玻璃钢蜂窝夹层结构试件的强度和刚度 ,讨论了预埋件对玻璃钢蜂窝夹层结构的增强效应 ,比较了内含预埋件结构和外加加强片结构的增强效果 。

金属蜂窝夹芯面板有效导热系数的数值计算

对具有漫灰体内壁的金属蜂窝夹芯面板,忽略蜂窝内腔的空气导热,综合考虑蜂窝结构的热传导和热辐射等热传递过程,利用有限元方法求解了周期性分布的蜂窝单胞稳态热传导控制方程,蜂窝内壁的边界条件是由净热量法得到的热辐射换热积分方程,由胞元的温度场分布数据及Fourier定律得到了蜂窝结构的有效导热系数。与现有文献相比,采用了较少近似的模型及较高精度的离散方法,计算结果表明计算模型及方法是可靠有效的。

复合材料车体蜂窝夹层结构强度分析技术

以某地铁项目复合材料车体结构为研究对象,分析车体结构的关键部位门角、窗角为研究对象,针对此次车体结构特征,建立了蜂窝夹层结构强度分析的方法与流程。对蜂窝夹层板结构分别从总体屈曲、剪切皱曲、蜂窝格间屈曲以及夹层板面板皱曲进行校核。此外,对刚度较小的蜂窝夹芯的剪切强度进行单独校核,所得强度分析结果为结构设计提供可靠依据。

蜂窝夹层板强度分析模型对比研究

在蜂窝夹层板强度设计中,为了降低计算成本,并得到准确的计算结果,需要对蜂窝夹层板进行有效的等效建模。以简化的仪器安装板为例,对比研究了等效板、三明治夹芯板、三明治实体夹芯板和蜂窝体夹芯板4种强度分析模型,并基于蜂窝体夹芯板计算模型,对4种强度分析模型下的变形、应力和频率计算结果分别进行了对比研究,得到计算精度、适用范围等工程结论,同时形成相关软件应用界面,指导飞行器结构设计。

三种蜂窝夹芯板的抗爆性能分析

为进一步理解强爆炸载荷下蜂窝夹芯板的抗爆机理,采用ABAQUS/Explicit有限元软件,对3种蜂窝夹芯板的抗爆性能进行了数值模拟分析.对比了圆孔蜂窝、六边形蜂窝和六角排列圆管3种芯层结构的单胞的面外压缩性能,分析了夹芯板在爆炸载荷作用下的变形过程.结果表明:对于相同相对密度的3种芯层,在准静态压缩下,六角排列圆管最容易压缩,其平台应力最低,而圆孔蜂窝的平台应力最高.在相同的结构参数与爆炸载荷作用下,六角排列圆管夹芯板的背板挠度最小,抗爆性能最优.分析了圆管夹芯板抗爆性能的参数影响,结合载荷传递与芯层压缩变形机制,阐明了夹芯板的抗爆机理,并指出总吸能量不能直接反映夹芯板抗爆性能优劣.

复合材料夹芯板低速冲击后弯曲及横向静压特性

对低速冲击后的复合材料 Nomex蜂窝夹芯板进行了纯弯曲和准静态横向压缩实验 ,用 X光技术、热揭层技术和外观检测等对板内的损伤进行测量 ,分析了被冲击面在受压情况下蜂窝夹芯板的弯曲破坏特点 ,对比了横向静压与低速冲击所造成的板内损伤 ,讨论了不同横向压缩速度时接触力 P-压入位移 Δh的变化规律和损伤情况。结果表明 :低速冲击可使蜂窝夹芯板的弯曲强度大幅度降低 ;Nomex蜂窝夹芯板对低速冲击不敏感。

等腰梯形蜂窝芯玻璃钢夹芯板的面外压缩性能

利用材料试验机对玻璃钢(FRP)夹芯板面外压缩性能进行实验测试与模拟研究。结果表明:夹芯板面外压缩变形可分为弹性变形与断裂两个阶段。蜂窝芯中part 2胞壁厚度t1与part 2高度h比值t1/h较大时,夹芯板以屈服方式变形;t1/h较小时,夹芯板以屈曲方式变形。蜂窝芯中part 2为夹芯板主要承载构件,蜂窝芯中part 1与part 3对part 2起到固支作用,面板对蜂窝芯起到固支作用。蜂窝芯中part 2胞壁厚度为夹芯板面外压缩抗压强度影响的主要因素,蜂窝芯胞壁边长影响次之,而蜂窝芯中part 1,part 3与面板厚度的影响较小。夹芯板总高度一定时,随着蜂窝芯层数增加,夹芯板抗压强度逐渐增大。

复合材料蜂窝夹芯板四点弯曲环境因子试验研究

为解决实际工程问题,通过对试验件的湿热处理,采用四点弯曲的试验方法,分别在常温和湿热状态下,对蜂窝夹芯复合材料的力学性能进行测试,给出试验件的破坏应变和破坏载荷;并参考ASTMD5467标准,给出试验件破坏应力的计算方法;在统计规律的基础上,给出了在B基准条件下的环境因子值,为工程应用提供可靠的试验依据。

金属蜂窝材料的弹塑性屈曲临界应力值

本文参考Hexcel公司生产的各种规格的金属蜂窝芯,讨论了金属蜂窝芯夹层板承受单轴面外压力时的屈曲模式,发现大多数商用金属蜂窝夹层板受到面外压力作用时发生弹塑性屈曲。基于二维蜂窝结构的代表性单元,建立了金属蜂窝材料弹塑性屈曲的力学模型,进而推导出其临界应力显式公式。该公式反映了蜂窝材料的几何特征及其母材的力学性能,并通过单参数表征金属蜂窝材料的弹塑性屈曲特性。本文还探讨了相对密度和开度角对金属蜂窝材料弹塑性屈曲值的影响规律。最后,通过与已有理论结果和实验结果的比较证实:本文采用的屈曲模式合理,与实验测定值符合较好表明理论预测公式有一定应用价值。

复合材料整流罩声学等效建模与低频隔声性能研究

运载火箭发射过程中的恶劣噪声环境会导致整流罩内部电子设备失效。开展整流罩的内声场环境预测以及隔声分析,对其降噪研究和优化设计具有重要意义。复合材料整流罩舱壁大量使用蜂窝夹芯板,基于蜂窝夹芯结构精细化模型开展整流罩内声场环境预示计算量大,无法适用。本文建立了复合材料蜂窝夹芯板的力/声学等效模型,并利用精细化模型验证等效模型的精度;进一步基于有限元-边界元方法对某整流罩结构进行低频声振分析;同时,对整流罩的隔声量进行了评价。结果表明:整流罩内声场在频率为160 Hz附近声学环境较为恶劣,整流罩的降噪研究应针对该频段进行。

加载方式对玻璃钢蜂窝夹层结构性能的影响

研究了某地面雷达天线罩所使用的含有预埋件的玻璃钢蜂窝夹层结构的强度 ,其中预埋件由雷达天线罩常用的两种不同材料制成 ,选用了两种不同的预埋件的形式。试验中模拟天线罩的实际受力特点 ,采用相当于正压与负压作用的两种不同的加载方式 ,讨论了当玻璃钢蜂窝夹层结构具有不对称的形式时 ,加载方式对其强度的影响。

蜂窝夹芯塑料板材发展现状与室内空间装饰工程应用

从蜂窝夹芯塑料板材发展现状和其在室内空间装饰工程应用两方面进行研究,研究表明,蜂窝夹芯材料在航空、交通运输(火车、汽车、赛车等)、建筑等领域都得到了很好的应用和发展。研究表明,蜂窝夹芯塑料板材具有良好的保温隔热性能和防火安全性能,并且蜂窝夹芯塑料整体性和设计性强,能够很好地应用于室内空间装饰工程。

复合材料蜂窝夹层与长桁加筋形式在翼面类结构上的对比选用

从飞机翼面类结构选型设计的角度出发,在等重量基准下,比较了蜂窝夹层和长桁加筋的壁板形式对于翼面主要载荷的承载能力。主要通过工程算法,计算分析了两种壁板结构形式下翼面整体的抗弯能力和局部弯曲刚度,并从复合材料层压板厚度、蒙皮宽度、翼型高度分类对二者承载能力做了比较。得到结论:对于翼型高度低、层板厚度小的次承力翼面结构(如活动面等),蜂窝结构的局部抗弯结构效率一般要高于长桁加筋结构。对于翼型高度高、层板厚度大的主承力翼面结构(如外翼盒段、中央翼等),长桁结构的局部抗弯结构效率一般要高于蜂窝结构。