碳纤维缠绕复合气瓶的有限元数值分析

在仅考虑内压作用下,参考DOTCFFC标准对碳纤维缠绕压力容器在不同工况的应力、应变分布进行了有限元数值模拟研究。采用MSC.Marc大型有限元程序建立纤维缠绕复合材料气瓶的有限元模型,建模过程中将纤维缠绕层视为复合材料层合板处理,并对封头处缠绕层厚度及缠绕角进行简化处理。通过有限元数值计算,确定了气瓶的最佳预紧压力。计算中考虑了纵向缠绕角的变化在爆破压力下对气瓶的影响。数值计算结果表明:气瓶的应变以瓶身中部和肩部两侧的环向处应变最大,而气瓶肩部的变形并不明显。通过气瓶承受内压爆破试验的实验验证与数值计算结果基本符合,表明模型的简化和建立是合理可行的。研究结果为复合材料气瓶的优化设计提供了理论依据。     

复合材料气瓶有限元分析与爆破压力预测

利用ANSYS大型有限元程序建立了复合材料气瓶的有限元模型,建模中将纤维缠绕层作为复合材料层合板处理,考虑了封头处缠绕层厚度及缠绕角沿子午线不断变化的情况。针对建立的模型进行了气瓶在几个工况点下的变形分析,利用最大应变准则预测了气瓶的爆破压力。通过分析结果与相应试验结果对比,验证了建模与分析方法的正确性。     

基于线粘弹性的埋入式聚合物光纤传感器应变传递研究

以埋入固体火箭发动机纤维缠绕壳体的聚合物光纤传感器为研究对象,分析了传感器与复合材料基体之间界面应变传递机理。考虑到光纤传感器和中间粘贴层为高分子聚合物,建立了包含纤芯、包层、中间粘贴层和材料基体的多层界面线粘弹性应变传递模型,推导了应变传递率和平均应变传递率,同时分析了多个中间粘贴层的应变传递情况。结果表明,聚合物光纤传感器所测的应变低于复合材料基体的真实应变,准静态应变传递率低于瞬时应变传递率,随着时间的推移,应变传递率会下降。     

碳/环氧复合材料层板基体裂纹的检测与分析

本工作从实验和计算两方面测算碳/环氧复合村料在拉伸载荷下,[0/90]s、[±45]_(s),]11=11]碳布三种层板基体裂纹发生的形式和应变水平,以期能预测不同裂纹产生的载荷门槛值。结果表明:采用声发射技术跟踪配合显微观测碳/环氧层板初始损伤(基体裂纹、脱层等)的应力水平,并采用能量判据有限无计算裂纹扩展的临界应变能释放率,计算和实验结果比较,符合较好。     

混杂纤维复合材料受拉构件的最优混杂比研究

基于复合材料力学中的复合定律和断裂应变破坏准则,讨论了混杂纤维复合材料的断裂特性,得到了以纤维层拉伸强度和拉伸模量表示的两种纤维混杂复合材料受拉构件的临界混杂比和拉伸强度;并讨论了最优混杂比的选取方法。算例表明,文中给出的最优混杂比的确定,就是一种满应力的优化设计,它可用于固体火箭发动机混杂纤维缠绕壳体的初步设计。     

临界倾角轨道卫星双轴太阳翼热性能研究

卫星太阳翼的在轨温度状况直接影响电池阵的光电转换效率及太阳翼的可靠性。分析了 临界倾角轨道β角的变化规律,利用Ideas TMG建立了双轴太阳翼的轨道热分析模型, 根据β角和摆动轴位置设计了温度计算工况。对影响太阳翼温度状况的相关参数进行了 灵敏度分析,研究了临界倾角轨道卫星双轴太阳翼不同工况下的温度与温差变化。β角 的分析方法及太阳翼的建模方法适用于其它卫星及其太阳翼的热分析。     

子阵级数字阵列雷达单脉冲测角精度影响因素分析

为了提高子阵级数字阵列雷达(DAR)单脉冲测角精度以及算法稳健性,针对数字干涉法和数字相位和差单脉冲测角方法进行了对比试验性仿真.对基于子阵级DAR的两种方法进行了原理分析和测角建模,并重点针对影响测角性能的主要因素如信噪比、幅相误差(重点是子阵级)以及波束指向偏差等进行了性能对比仿真分析,仿真结果表明:当目标信噪比超过10dB时,干涉测角算法测角性能比相位和差法更加稳健(尤其是当波束指向误差较大时).仿真结果和结论可以为子阵级DAR系统工程化设计提供参考.     

基于时频子空间的DOA估计

提出了一种基于时频子空间的到达角 (DOA)估计新方法。传统的子空间测向方法由于本身固有的原因 ,存在三个缺陷 :无法分辨到达角相近甚至重合的信号 ;信号个数必须小于阵元个数 ;对多个不同中心频率的窄带信号测角时 ,必须进行频域搜索。把时频分析用于阵列信号处理 ,利用信号的时频脊点构造空域时频分布矩阵 (STFD) ,以代替传统的阵列相关矩阵 ,同时可以确定信号的导向矢量。通过对STFD矩阵进行特征分解来估计出信号子空间和噪声子空间 ,从而估计出信号的到达角。克服了传统子空间测向方法的缺陷 ,提高了测向能力。最后对非平稳信号进行了仿真 ,证实了时频子空间测向的优越性。     

破片速度对碳纤维层合板冲击损伤的影响

为提升战斗部破片对航空复合材料结构的毁伤效果,采用空气炮冲击、数值仿真、战斗部静爆试验等手段,研究了层合板冲击损伤类型和分层面积随破片速度的变化规律,并分析了损伤机理。研究表明:层合板冲击损伤类型、机理和程度,与破片速度和层合板冲击临界速度(即冲击物穿透层合板的最小速度)的相对大小有关。在本文试验速度范围内,当破片速度小于层合板冲击临界速度时,造成背面裂缝型损伤,分层面积随破片速度增大而增大;当破片速度略大于层合板冲击临界速度时,造成背面炸裂型损伤,分层损伤范围最大;而更高的破片速度则造成切孔型损伤,分层损伤面积随破片速度的增大而减小,并趋近于切孔面积。为提高对复合材料结构的毁伤效果,应使破片着靶速度略大于层合板的冲击临界速度。     

铺层方式对复合材料壁板热颤振特性的影响

采用分步求解的方法进行复合材料壁板的热颤振分析。先分析热效应产生的壁板附加刚度,再将壁板的热刚度效应引入到壁板颤振模型中进行壁板颤振分析。通过一块四边固支壁板的热颤振分析算例,验证了这种壁板热颤振分析方法的正确性。进而针对高速飞行器结构中的复合材料壁板热颤振问题,分析了三种不同铺层方式的复合材料壁板在受到面内均匀热载荷时颤振临界速度随温升的变化规律。结果显示：(1) 层合复合材料壁板的铺层比例和铺层顺序对壁板的热颤振临界速度都有明显的影响;(2) 温升可导致壁板颤振临界速度明显降低,且铺设方式不同,下降程度不同;(3) 在颤振危险模态不发生变化时,壁板颤振临界速度随温升而下降的趋势近似呈线性关系。     

简讯

美为空间站开价美国航宇局最近对国际空间站美国部分的用户开出了初步报价。两种典型设备“组”每个组年标准使用费为2080万美元（不含运输费），较小的设备组则按比例收费。每个典型内部搞架位置合一个3千瓦架位和86小时机组时间，并提供将2大比特数据发回地面的服务。每个外部适配器位置组合进行32小时维护的一个位置，数据传送量为26太比特。可供使用的内部架位组和外部适配器组各有8个和7个。其它报价包括：被动增压货物单向运输4540美元／公斤，末增压货物1.2万美元／公斤，每个有人照料工时1．5万美元，跟踪与数据中继卫星使用费100美…     

空天瞭望

美公司研究用飞机发射小卫星在对一种吸气式推进方案进行了有资金支持的试验后,美航天发射公司正在寻求赞助商来研制其低成本小型有效载荷运载系统。该系统将使用带有“质量喷射压气机上游冷却装置”(MIPCC)的喷气发动机,可把现有的超音速飞机推出大气层。在于加州莫哈韦进行的     

空天瞭望

美将派探测器冲撞彗星 美国航字局已批准派出探测器撞向坦佩尔ｌ彗星，以对所溅起的内部原始物质等碎片进行研究。作为该局发现者系列探测器计划中的第７项任务，这项称为大冲撞的计划将耗资２．７９亿美元，所用射弹重３５０公斤，将以１０公里／秒的速度撞向彗核。撞击产生的     

空天瞭望

日本一个月内三发卫星日本H-2A和M-5火箭从1月24日开始,在不到一个月内成功进行了三次发射。1月24日,H-2A/2022型运载火箭在种子岛航天中心成功发射了“先进陆地观测卫星”(ALOS)1(又称“大地”)。卫星进入高约700公里、倾角98.16度的太阳同步轨道。该星长4.5米,宽3.5米,高6.5米,重3850公斤,设计寿命3～5年,总投资达550亿日元(约合4.8亿美元)。它载有3台高性能遥感器,即能识别地面大小约2.5米物体的全色遥感立体测绘仪(PRISM)、先进可见光与近红外辐射计(AVNIR)2和不受天气和昼夜变化影响的相控阵L波段合成孔径雷达(PALSAR),可在…     

空天瞭望

布什提名格里芬担任NASA局长白宫3月11日证实,美国总统布什拟提名现年55岁的物理学家迈克尔·格里芬担任美国航宇局(NASA)局长,接替辞职的奥基夫。如得到参议院批准,格里芬将成为NASA第11任局长。格里芬在航空航天工程学方面拥有博士学位,此外还分别在航空航天科学、电气工程、     

空天瞭望

德首颗侦察卫星在俄发射俄罗斯宇宙3M火箭2006年12月19日在普列谢茨克发射场发射了德国的“合成孔径雷达(SAR)-放大镜”1军事侦察卫星。这是俄首次发射德国军事卫星。     

空天瞭望

老板级科学家将成第三位太空游客美国新泽西州传感器无限公司老板、58岁的科学家格雷格·奥尔森将成为世界上第三位付费到国际空间站上观光的人。他将在2005年4月乘一艘俄罗斯联盟号飞船前往那里,并在观光的同时开展科学研究。据办理这项太空旅游的美国太空历险公司称,奥尔森此     

空天瞭望

尼尔登陆爱神星 2月12日,美国近地小行星交会(NEAR,又称苏梅克)探测器成功地在爱神星小行星上着陆,成为第一个在小行星上登陆的探测器。这颗造价2.23亿美元的探测器是1996年发射的。1999年它在首次尝试进入围绕爱神星的轨道时因发动机故障而失败,去年的第二次入轨尝试终于成功。着陆前,它已完成了其主要任务,对爱神星进行了测绘,拍摄了16万张照片。 这次着陆属临时决定,成功几率只有1%。着陆过程中,NEAR对长33公里、形状不规整的爱神星进行了近距离拍照。着陆前它重1.1吨,轨道高度为25公里。着陆后,它仍能发射微弱的信号;若太阳能帆板继…     

空天瞭望

美太空旅游公司触角伸向中国2月27日,美国太空历险公司与香港太空旅游有限公司在深圳正式签署合作协议。这标志着太空旅游正式登陆中国。这样,中国游客不但可在美国或俄罗斯亲身体验宇航员生活,甚至可到外太空遨游。据了解,首批向中国游客开放的太空文化之旅即将接受报名,预计有20