轴向压力和端部转矩载荷联合作用下机匣结构稳定性的数值分析

以某航空发动机复合材料外涵道机匣构件进行结构有限元建模与线性屈曲特性的有限元分析。联接机匣的金属夹层板可起到提高机匣屈曲临界载荷的作用。利用圆柱壳体耦合载荷的研究成果,分析机匣受轴向压力和端部扭矩单独及组合作用下的屈曲行为规律,进而为航空发动机的结构设计提供参考依据,但要求得精确解还需通过实验进行适当的修正。     

面向对象的随机有限元程序设计

引入面向对象的程序设计方法,利用随机有限元法的通用性及其灵活性,结合C＋＋语言的封装性、继承性和多态性等优点,采用Visual C＋＋ 6．0设计了泰勒展开随机有限元和基于随机场局部平均理论的摄动随机有限元法相关的类及其方法,并编制了随机有限元计算程序。这种程序不仅可以用于随机结构的分析,还可以用于进行确定性问题的有限元计算,而且程序结构清晰、代码重利用率高、更易于维护和扩充。     

两种国产涡轮盘材料疲劳寿命概率分布规律初探

基于两种国产发动机轮盘材料GH4133和1Cr11Ni2W2MoV低循环疲劳实验数据,选择三种常用的分布函数(对数正态分布、双参数Weibull分布和三参数Weibull分布),用概率图法和柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫检验方法进行拟合优度检验,以考察分布函数的总体拟合效果.通过经验失效率的变化趋势来评估分布函数是否符合疲劳失效机制.结果表明:形状参数大于1的三参数Weibull分布函数是建立国产轮盘材料GH4133和1Cr11Ni2W2MoV疲劳寿命分布的理想数学模型.对数正态分布函数在本工作所研究的轮盘材料低循环疲劳寿命范围内是合理的.双参数Weibull分布函数用作国产轮盘材料疲劳寿命分布模型时必须进行假设检验.     

含孔复合材料层合板累积损伤仿真分析

针对面内静拉伸纤维增强复合材料含中孔层合板,发展了一种参数化三维逐渐损伤模型,并结合有限元三维逐渐损伤分析技术即应力分析、失效判定准则及损伤过程中材料性能退化等,对含孔层合板损伤扩展进行了仿真分析.本模型可以模拟含中孔层合板损伤起始、发展及最终结构破坏整个过程,并能较好地预测含孔层合板的破坏模式和破坏强度.该文同时对含孔层合板的损伤基本机理、类型及其相互关联作用进行了分析探讨,该文计算结果与文献实验结果非常吻合.     

考虑温度和纤维含量影响的单向层合板材料的退化模型

根据复合材料的疲劳损伤机理,重新定义了疲劳损伤因子。根据这个疲劳损伤因子,提出了一种考虑纤维的含量和温度影响的单向纤维增强复合材料剩余刚度和剩余强度的模型;进而根据室温剩余刚度-剩余强度关联模型引入温度修正参数得到了一定温度下的剩余刚度-剩余强度关联模型,并进一步得到了与剩余刚度相关的剩余强度模型。于是,在建立剩余强度模型时减少了剩余强度的试验量和数据分散性的影响。最后,对现有文献中复合材料疲劳试验数据和剩余强度试验数据进行拟合,证明本文提出的剩余刚度模型和剩余强度模型精确描述了剩余刚度和剩余强度下降的规律。根据剩余刚度模型预测了不同纤维体积分数的复合材料在不同温度下剩余刚度衰减的规律。     

多工位数控增效专用夹具的设计

针对零件的外部形状、压紧位置和压紧方式,设计了专用的多工位数控增效专用夹具。设计的专用夹具充分利用加工中心的工作台面,以减少装夹调试、换刀、空刀行走和开关门等辅助时间,保证高效、精准、高密度地装夹零件。设计的专用夹具能够将零件加工一次装夹、多工位加工,并且一次更换刀具后连续加工一组零件,延长了创效的实际加工时间,减少了开关门次数,降低了操作者的劳动强度,大大提高了生产效率和设备利用率,从而达到了一人多机精益生产的目的。     

一种用于复合材料固化监测的传感器的研究

光纤表面等离子体波传感器具有结构简单、灵敏度高等特点,它不仅具有理论上的研究价值,而且在工程中的应用前景也十分广阔。运用光纤表面等离子体波来测量折射率是一种简便、灵敏的方法,可以利用这一特性制作出通过检测折射率对复合材料进行固化检测的光纤表面等离子体波传感器。本文研究了利用光纤表面等离子体波传感器对不同折射率的溶液进行测试的方法。设计了一种用于折射测试的光纤传感探头,它性能可靠,使用方便。研制了溶     

2. 5维机织结构复合材料的几何模型

基于经纱矩形截面及纬纱双凸透镜截面假设 , 分析了 2. 5 维机织复合材料的细观几何结构 , 重点考虑了该结构表层经纱与内部经纱密度的不同及相同机织结构合成不同厚度和纤维束截面的情况 , 建立了 2. 5 维机织复合材料的单胞几何模型。该几何模型可以计算各种 2. 5 维机织结构单胞内各纱线系统的形态 , 包括取向角和纤维体积分数。通过对 8种结构 28 个试件纤维体积分数的测定 , 与计算预测结果的对比表明本文中建立的几何模型较好地反映了 2. 5维机织复合材料的内部结构。此外 , 利用本模型计算分析了 3 种不同结构的纤维体积分数和取向角。结果表明 : 单胞内经纬纱交织的次数是决定纤维体积含量的一个关键因素 ; 直联结构相比弯联结构 , 其经纱取向角明显降低。      

基于傅里叶级数的缠绕复合材料刚度预测方法

采用傅里叶级数有关理论,根据缠绕复合材料内部细观结构的特点,建立了缠绕复合材料刚度预测模型。该模型将缠绕复合材料特征单元的刚度作为一个刚度场,利用二维傅里叶级数展开得到描述该刚度场的函数。算例的结果表明,本文中所建立的模型可以预测缠绕复合材料整体刚度特性,同时通过傅里叶级数各阶展开项的叠加可以反映材料内部细观结构对缠绕复合材料刚度特性的影响。      

湿热环境下树脂基复合材料层合板强度分析方法

考虑湿热环境对复合材料的影响,在经典层合板理论的基础上对本构模型进行修正,使用逐渐累积损伤分析方法建立湿热环境下层合板强度预测模型.以T300/BMP316含孔板为研究对象,在ANSYS有限元软件中开展不同湿热环境下的拉伸强度数值仿真预测研究,预测结果与试验结果相比误差在±5％以内,证明了模型的可靠性.