民机风挡结构抗鸟撞仿真分析与设计

针对某民机风挡结构鸟撞试验,采用LS-DYNA有限元软件再现了风挡结构的鸟撞动响应结果,计算所得结构破坏区域与破坏形式及试验结果吻合.分析认为导致龙骨破坏的原因是夹持玻璃的龙骨整体刚度不够,而局部刚度又相对过强.为此参考波音飞机风挡结构构型,提出将原风挡夹持结构改为螺栓连接悬挂结构,并对新构型的风挡结构进行了动响应分析.计算结果表明:风挡玻璃采用螺栓连接悬挂于龙骨结构上的安装构型能有效提高风挡结构的抗鸟撞特性.     

复合材料胶接强度分析

以Von Mises屈服准则为胶层失效判据及基于应力分布的三维Hashin失效准则为复合材料层合板失效判据,采用材料刚度退化的方法,在ANSYS中建立了考虑复合材料层合板和胶层失效的复合材料胶接强度分析模型;利用该模型对复合材料胶接强度进行了准确预测.重点研究了胶层厚度和胶接长度两个设计参数对复合材料胶接强度的影响,结果表明:胶接强度在一定范围内随着胶层厚度和胶接长度的增大而增大,呈非线性关系.     

一种可用于复合材料寿命预测的非线性疲劳损伤累积模型

结合试验数据,提出了一种含有3个待定参数的非线性疲劳损伤累积模型,该模型能够描述复合材料结构疲劳损伤扩展3个阶段,即可以模拟初始循环载荷的损伤快速增长阶段、达到特征损伤状态时的缓慢增长阶段及断裂前损伤快速扩展的阶段。通过算例验证:本文模型与试验数据吻合性较好,可用于对复合材料结构疲劳寿命进行预测及损伤评估。     

部分连接组合梁连接件剪切载荷计算分析

针对某型飞机挂架系统改型中设计的组合悬挂梁，应用截面整体变形法计算分析连接件的剪切载荷。首先建立了适当的计算模型，并详细地阐述了应用截面整体变形法进行分析的过程和思路，然后分别应用截面整体变形法、弹性理论方法和有限元方法对组合悬挂梁连接件剪切载荷进行求解，最后将所得计算结果进行比较，证明了截面整体变形法在组合梁连接设计中是有效的，并且可用于其它各种组合梁的连接设计与强度分析。     

混杂与非混杂层合板弹丸冲击试验研究

为了验证表面铺覆芳纶纤维铺层降低碳纤维层合板冲击损伤的有效性,对环氧树脂基芳纶/碳纤维层间混杂层合板和非混杂碳纤维层合板进行了冲击试验研究。结果显示:8克弹丸以速度为276～366 m/s的冲击条件下,入射面铺覆芳纶可减小出射面和内部分层的损伤面积;出射面铺覆芳纶可减小出射面损伤面积,但会造成严重的混杂界面分层。为了减小碳纤维层合板的弹丸冲击损伤程度,可在冲击正面铺覆芳纶纤维层。     

基于改进粒子群算法的复合材料机翼结构布局优化设计

采用粒子群算法对复合材料机翼结构进行布局优化求解.针对粒子群算法的早熟收敛现象,采用了两种改进措施:根据粒子的浓度变异粒子以增加粒子种群多样性;将变尺度混沌优化方法结合到粒子群算法中用以变异搜索最优粒子.算例结果表明,文中所提优化方法是可行有效的.     

复合材料含损伤结构剩余强度分析

考虑层压结构受冲击后的“花生壳形”分层及分层损伤引起的局部不对称性和耦合效应,并考虑压缩加载过程中可能出现的多层分级屈曲,发展一种计算低能冲击层压板受压剩余强度计算方法。数值分析表明本文的预测结果与试验结果吻合良好。     

一种机翼前缘抗鸟撞结构设计与分析

针对某型民机机冀前缘抗鸟撞设计,提出一种内嵌铝合金科支板的抗鸟撞结构.采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,在不同鸟撞速度下,分析了斜支板角度、蒙皮与支板的连接方式对机翼前缘抗鸟撞性能的影响.分析结果表明:在不显著增加结构重量的情况下,采用30°单斜板结构可有效提高机翼前缘抗鸟撞特性.     

复合材料胶接修补参数优化研究

针对复合材料层合板穿透性损伤,采用圆形复合材料补片胶接修补方式,对影响胶接修补效率的多个因素进行分析计算。修补结构采用“双板-胶元”模型,有限元分析运用NASTRAN软件。所得结论对工程设计有一定的实用价值。     

孔隙率对复合材料单向板横向力学性能的影响

在考虑纤维和孔隙随机分布的情况下,通过随机算法生成包含孔隙的代表性体积单元Representative Volume Element(RVE)。对生成的RVE建立有限元模型,引入基体的塑性本构模型和界面的双线性本构模型,采用有限元方法研究了孔隙率对碳纤维/环氧树脂复合材料单向板横向力学性能的影响。研究显示,孔隙随机分布对横向力学性能的影响不是很大;当孔隙率不超过临界值时,孔隙对横向力学性能的影响相对较小;当孔隙率超过临界值后,材料横向弹性模量、横向拉伸强度和横向压缩强度都会有较大的下降。