树脂基复合材料固化过程中的温度和热应力场三维瞬态分析

建立了热固性树脂基复合材料固化过程温度和热应力场分析的数学模型,采用有限元方法,进行了三维非稳态数值求解。通过与已有实验结果的比较,验证了数学模型和计算方法的正确性。获得了3234/T300层合板固化过程中内部温度及热应力分布,分析了保温时间、升温速率、铺层设计等对温度、内部热应力的影响。数值计算结果表明:预固化时间越长,层合板内温度梯度越小,热应力峰值越低;升温速率越大,层合板内温度梯度越大,热应力峰值越大;采用对称铺层可降低层合板内部温度梯度和热应力。     

环氧树脂基预浸料热固化特征温度和固化度研究

基于固化动力学理论和有限元分析方法,建立了树脂基预浸料热固化过程中温度场研究的数学模型,数值模拟了预浸料固化过程的温度和固化度变化特征,将数值计算结果与已有文献实验结果对比,验证了计算模型和计算方法的正确性.研究了升温速率、玻璃纤维等因素对环氧树脂体系固化反应特征温度以及固化时间的影响.结果表明,升温速率增加,固化反应放热峰Tp向高温方向移动,同时固化起始温度Ti和固化终止温度Tf也相应地向高温移动,固化过程中材料内温度梯度增大,内部热应力增大.但提高升温速率可缩短固化完成所需时间.玻璃纤维的加入使树脂基预浸料各项固化反应特征温度降低,达到固化起始温度的时间延长,但对完成固化时间的影响可忽略.     

热边界条件对复合材料层合板固化过程的影响

为了降低热固性树脂基复合材料在热补仪加热固化过程中的峰值温度以及优化其温度场分布,提出了在复合材料层合板上表面分别采用定温、对流换热边界条件和在层合板上表面放置铝制模具三种基于热边界条件的优化方法。通过有限元方法计算了上述三种情况下层合板的温度场和固化度场,并和已有方法做了对比。计算结果表明:相较于已有方法,采用以上优化方法均可以降低层合板的峰值温度并改善其温度场分布;层合板上表面定温时,其峰值温度降低最多;上表面对流换热时,峰值温度降低最少;上表面放置铝制模具时,铝的增强导热性能可以使层合板在平行于模具平面内的温度梯度较为均匀。     

耿楼枢纽节制闸工程地质条件分析与评价

文章对耿楼枢纽节制闸的工程地质条件的进行了分析与评价。通过分析与评价,查明了工程区水文地质与工程地质条件,得出了该段的建筑场地为可进行建设一般场地,适宜该工程的修建。耿楼枢纽的兴建,能够充分发挥沙颖河,航运主航道的运输作用,其运量发展潜力巨大。     

玻璃纤维对环氧基体预浸料固化特征的影响研究

采用动态差示扫描量热法(DSC)研究了玻璃纤维/环氧树脂预浸料体系的固化过程,考察了玻璃纤维对环氧树脂固化动力学的影响;利用Kissinger法和Crane公式计算了体系的反应活化能、指前因子、反应级数等固化动力学参数。结果表明,玻璃纤维使环氧树脂体系的理论凝胶化温度、固化温度和后处理温度升高;同时,增大了固化反应活化能,而固化反应的反应级数基本不变。说明玻璃纤维使环氧树脂体系固化反应变难,但不改变其固化反应机理。     

挖补角度对复合材料修补片固化过程温度和热应力的影响

利用有限元方法,数值模拟了不同挖补角度的树脂基复合材料修补片热固化过程中的温度场和热应力场,并分析了挖补角度对修补片的温度、固化度和热应力的影响。仿真计算结果表明:挖补角度越小,修补片中心点处的温度峰值越大,固化速率越快,热应力越大;挖补角度越小,修补片非中心点处的固化速率越快,热应力越小,且挖补角度对非中心点处的热应力影响较大。综合分析后可知,在一定挖补角度范围内,合理选择挖补角度,可控制修补材料内部热应力,并获得较好的复合材料修补质量。研究结果为实际修理提供了良好的数值依据。     

玻璃纤维复合材料损伤过程的声发射特性研究

复合材料以其优越的结构性能被广泛应用于航天航空、汽车制造等领域,针对玻璃纤维复合材料损伤特性及其声发射信号特点,设计完成了一套基于TMS320F28335的集数据采集、存储和显示为一体的声发射检测系统。采用现代小波变换的时频分析方法,分析了玻璃纤维复合材料损伤声发射信号的波形和频率特性,确定了玻璃纤维复合材料声发射信号频率的三个主要频段及其对应的三种基本损伤模式。     

民机复合材料应用及维修的适航验证与审定研究进展

先进复合材料结构在民机中的大量应用可以带来减重、降低设计成本、耐蚀抗疲劳等诸多优势,但同时也伴随着在使用中出现的各种损伤类型及后期的维修难题。民机复合材料维修后的适航验证与审定是保证维修有效性与符合性的关键,是保持与恢复航空器固有可靠性与安全性的合格性鉴定。在对比欧美国家与我国在民机复合材料应用与维修领域(包括技术水平状况、工程应用积累、成果形式等)发展差异的基础上,指出现阶段我国应前瞻性地考虑民机复合材料应用与维修的适航验证与审定所涉及的相关基础理论与关键技术,为进口运输机上复合材料的超手册维修、通用飞机及国产民机的复合材料维修的适航验证与审定做好技术储备,并获得更多的自主知识产权。     

复合材料挖补修理技术研究现状与发展趋势

复合材料在航空器上的大量应用导致了对高效可靠的复合材料结构维修技术的迫切需求。针对挖补修理这一先进的复合材料结构修理技术,首先给出了复合材料挖补修理技术体系;分析总结了挖补修理各个关键技术环节的研究现状;最后对挖补修理技术存在的问题及未来的发展方向进行了展望。复合材料挖补修理技术将为设计、制造、运营等航空器全生命周期的各阶段提供技术支持,可有效提高航空器的安全性和降低成本。     

民航大涵道比涡扇发动机三大特性分析

准确的稳态模型是进行航空发动机三大特性研究的基础,采用部件特性建模方法,建立了民航大涵道比涡扇发动机的稳态模型。研究发现,保持飞行高度,马赫数不变时,增加发动机转速时,推力一直增加,但到了高转速阶段,推力的增加速度变缓。在低转速到中转速的区间内, 燃油消耗率(SFC)随转速增加而降低;在中转速到高转速区间内, SFC随转速增加而增加。保持飞行高度,发动机转速不变时,增加马赫数时,发动机的总推力呈下降趋势,燃油消耗率随飞行速度增加而急剧增加。保持飞行马赫数,发动机转速不变时,推力随着高度的增加而降低。在0-11Km时,随着高度增加SFC一直下降,高度超过11Km后,SFC也保持不变,但这是不考虑雷诺数修正的情况下得到的;低雷诺数效应会导致11Km以后发动机的SFC会有所上升。