泡沫夹芯厚度对碳纤维复合材料夹层板冲击性能的影响

复合材料的不断发展使其在航空航天等各个领域的工程应用越来越广泛,为了满足各领域进一步的发展需求,对复合材料的力学性能要求也逐渐提高。本文研究了碳纤维泡沫夹芯结构(材料牌号:W-3021FF/H60)在不同夹芯厚度和不同冲击能量下的损伤情况,采用超声C扫描对冲击损伤区域的深度与面积进行测量,最后通过试验和测试结果分析冲击能量与泡沫夹芯厚度对冲击损伤情况的影响。结果表明:泡沫夹芯结构的冲击损伤深度与面积和冲击能量正相关,并随着冲击能量的提高,损伤深度与面积的增长速率发生改变;泡沫夹芯的厚度越大,对冲击能量的展向引导能量越强,损伤面积越大,损伤深度越小。

铺层方向对碳纤维泡沫夹芯结构抗冲击性能的影响

随着航空技术的发展,普通复合材料的抗冲击性能一直无法符合要求,而泡沫夹芯结构试验件在抗冲击应用中具有不同的耗能机制,显示出更优的比刚度和比强度性能。采用落锤冲击的方式,对碳纤维泡沫夹芯结构试件(材料牌号:W-3021 FF/H60)的抗低速冲击性能进行了研究。利用超声C扫描对冲击破坏区域进行扫描,得到不同冲击能量、不同铺层顺序对碳纤维复合材料泡沫夹芯试件的冲击损伤情况影响。结果表明:夹芯结构损伤深度和损伤面直径会随冲击能量的增加而增加;在相同能量下,夹芯试件的碳纤维布排布层数越多,深度损伤程度越大,损伤面直径越小;在相同冲击条件下,铺层结构中增加了±45°铺层的比例,能够提高夹芯试验件的抗冲击性,非对称铺层会降低试件的抗冲击性。

焊接位置对管状大厚度V形接头焊接残余应力场的影响

为了得到管状大厚度V形接头最佳焊接位置工艺方案和不同焊接位置的残余应力变化规律,从不同焊接位置的角度出发,利用非线性有限元软件Marc,对管状大厚度V形接头焊接温度场和残余应力场的影响进行了有限元数值分析,并通过实际测试结果进行验证。结果表明:在管状大厚度V形接头多层焊的过程中,起弧端距离“凸台”位置越近,焊接残余应力越容易表现为拉应力;焊接位置与结构“凸台”保持一定的距离,可以减少焊接接头残余应力的产生。