导弹舵面的复合材料设计与分析

针对导弹武器所追求的降低结构质量、提高有效载荷和战斗力的目标,将某型导弹金属舵面进行了复合材料化设计。通过工程算法对该舵面结构进行三向刚度的等代设计,初步给出适当的复合材料铺层方式。利用有限元法对初步设计复合材料舵面进行了计算分析并优化出最佳铺层方式。基于刚度、强度、稳定性设计要求,开展了舵面结构复合材料铺层及厚度等细节优化设计,给出了复合材料舵面结构尺寸及铺层角度。对比分析金属舵面与复合材料舵面,发现在刚度等效的情况下,强度满足要求,稳定性良好,重量减轻一半左右。     

铝泡沫夹层结构抗爆炸性能仿真分析及优化

对6种铝泡沫夹层结构的抗爆炸性能进行了有限元分析,从变形模式、运动响应和吸能特性等方面对比研究了6种夹层结构的动态响应特性。结果表明铝合金-铝泡沫-高强度装甲钢夹层复合结构的抗爆炸性能最优,且铝泡沫芯体密度对夹层结构的动态响应有较大影响。应用自适应响应面方法,建立了典型夹层结构的基于动力有限元分析的优化设计模型,对夹层结构的面板、背板、芯体厚度进行了整体优化,使铝泡沫夹层结构的抗爆炸性能明显改善,这对抗爆炸结构的工程设计具有一定指导意义。     

先进复合材料导弹结构的设计与分析

本文介绍了一种使用先进复合材料作为先进导弹的主要及辅助结构系统的初步设计方案,并论证了其制造工艺。精密安装的内部梁结构,可承受大载荷的检查口盖及各部件连接等都反映出先进复合材料的特有的设计特点。还证明了使用该材料比用金属材料重量减轻了很多。     

复合材料身管三维有限元分析与结构优化

复合材料在火炮身管的应用有利于减轻身管质量,提高身管刚度.基于三维各向异性单元和三维层合单元分别建立了复合材料身管有限元分析模型,进行了强度分析和模态分析.结合复合形优化算法,对复合材料身管进行了结构优化,优化结果表明,复合材料身管在满足强度和减重要求的条件下,刚度得到了很大的提高.     

巡飞弹复合材料弹翼结构减重优化设计

复合材料弹翼是为巡飞弹提供升力的重要结构部件,其减重设计是巡飞弹结构设计中的难点.文中以巡飞弹复合材料弹翼结构为研究对象建立有限元模型,并基于OptiStruct复合材料多级优化的功能,在刚度、强度及复合材料铺层工艺等约束边界条件下,通过对弹翼上下蒙皮和翼梁分级优化,最终使得大展弦比巡飞弹碳纤维复合材料弹翼结构减重达61%.     

复合材料身管热-结构耦合分析与优化

以纤维增强复合材料身管为研究对象,采用有限元方法,建立复合材料身管热-结构耦合分析模型并进行了求解;基于有限元分析模型和优化方法,建立了以复合材料身管质量最轻为优化目标、复合材料身管结构刚强度为约束的优化模型,对各层材料厚度和复合材料缠绕角进行了优化设计,优化方法采用多岛遗传算法和序列二次规划相结合的综合优化策略.优化算例表明,在满足身管强度和刚度要求的条件下,优化得到的复合材料身管设计方案,质量指标得到了很好的改善.     

高速飞行器复合材料隔热层参数化设计

以航天飞行器的复合材料隔热层为研究对象,提出了基于遗传算法和有限元(FEA)参数化分析的优化设计方案.其中,以遗传算法为优化方式,基体材料层、隔热材料层、耐烧蚀陶瓷层的厚度为设计参数,隔热层的组合厚度及各层热应力为优化目标;优化过程中调用ANSYS软件对种群中个体进行有限元参数化分析,并将分析结果返回遗传算法程序中构造...     

基于智能夹层的复合材料柔性蒙皮变形测量研究

探索变体机翼蒙皮拉伸变形测量的可行性,对波纹式复合材料蒙皮的变形测量方法进行研究。通过新配方制作了波纹式蒙皮试件,对其进行力学拉伸试验,分析蒙皮的力学性能。制作模块化的智能夹层,对安装在蒙皮上的智能夹层输出特性进行测试,并与直接粘贴在蒙皮表面的应变片输出特性进行对比分析。结果表明:通过新配方制作的柔性蒙皮线弹性范围达到0~7%;在蒙皮线弹性范围内智能夹层能有效测得应变数据,其应变灵敏系数相对于应变片由2.08降至1.84;由应变反推的蒙皮伸长量与实际伸长量较吻合。     

冯·卡门曲面锥段夹层结构静力试验考核技术研究

受试验条件和加载设备所限,应用传统试验方法对整流罩冯·卡门曲面锥段夹层结构各飞行工况进行静力考核存在难以全面覆盖到或在局部产生严重过考核导致结构提前破坏的风险。运用工程方法和有限元分析方法,通过对各飞行设计工况载荷进行分站段优化、拆分、组合,完成了冯·卡门曲面锥段夹层结构在安全前提下的全面静力试验考核。有限元对比分析结果和对比验证试验结果证明这种方法及思路是有效的、合理的,为相类似曲面锥段的全面、安全静力考核试验提供了一种有效途径。     

TCP射孔夹层段传爆研究

从施工管单的模式入手对传统的夹层施工形式进行了分析，并介绍了两种代表90年代中期最新水平的TCP射孔夹层段施工模式，为解决TCP针孔夹层段传爆问题提供了新的思路和方法．     

复合材料结构开孔分析第二部分：壳类开孔问题

本文对复合材料壳的一般方程组，考虑对称铺层情况，通过微分算子运算、仿真变换，化为4个独立的偏微分方程，从而得到标准的变态Bessel方程，求出其解析解。采用类似本文第一部分的保角映射方法，对开有方形孔和任意孔角半径壳，导得对孔边自由和刚性补强的两类问题的求解方程组。本文的理论分析结果与实验结果吻合良好。     

大展弦比复合材料机翼结构优化设计剪裁

结构优化设计剪裁是减轻结构质量、提高设计品质和产品竞争力的重要手段。以某无人机复合材料机翼为例,采用复合材料结构优化设计系统COMPASS进行满应力设计,给出满足结构静强度约束条件(应力、应变)的结构件总体尺寸分布;在初步设计尺寸基础上,进行以结构质量最小为目标,以复合材料铺层厚度、铺层角度为设计变量的数学规划法优化设计,最终确定满足翼尖变形、自振频率、颤振速度、操纵效率等约束条件的结构件尺寸分布。结果表明,通过复合材料结构优化设计剪裁实现了对大展弦比复合材料机翼结构的静力、动力和气动弹性综合优化设计,有效缩短研制周期,提高了结构效率。     

抗高速碰撞复合材料的结构研究与分析

分析了国外以抗动能弹丸碰撞为主的多功能复合材料与结构，叙述了国外的发展简况、基本防护设想，介绍了空间站的抗动能方案或设想，以及抗动能武器的设想。对多功能复合材料与结构研究提出了几点值得重视的看法。     

复合材料工字梁结构分析

由于层压板梁的各向异性,载荷下结构响应和刚度特性难以确定。为了解决有限元方法在进行复合层压板梁的结构分析时参数确定的难题,提出了一种层压板工字梁的应力分析方法,并在MATLAB上编程实现,通过与理论计算值和有限元软件ANSYS分析结果进行对比,证明该方法可行,且适合于进行参数化研究设计。     

复合材料飞轮结构及强度设计研究进展

复合材料飞轮储能系统结合了新材料技术、磁悬浮技术、高速可逆电机技术等,使得飞轮系统的储能密度大大提高,并引起了各国科技部门的高度关注。飞轮本体的结构和强度设计作为飞轮系统中的理论性的问题一直没有形成系统完整的分析方法,针对这一问题进行了概述,指出了现有模型的不足,为建立系统完整的复合材料飞轮强度设计方法提出了建议。     

散热器结构参数的实验回归分析与优化

本文尽可能地将翅片各种结构参数对传热因子,和阻力园子f的影响引入实验公式,并利用逐步回归的方法对公式中待定常系数进行筛选、拟合。进而将求得的实验公式应用于散热器优化模型之中,以59式坦克水散热器为设计对比对象进行了优化设计。     

级间段结构优化设计分析

为使飞行器的级间段结构质量最小,对其进行结构优化设计.利用 ANSYS 软件建立级间段模型,并对该结构进行强度分析,对级间段的各结构参数进行灵敏度分析,用 APDL语言编制级间段优化程序,并采用零阶优化算法进行优化设计,最终实现了轻量化目的.     

蜂窝夹层结构等效板力学特性研究

蜂窝夹层结构广泛应用在航空航天领域,但是现在国际上通用的结构分析软件中,都没有标准的蜂窝夹层结构单元.文中给出的蜂窝夹层结构的等效模型等效板可以很好地解决这个问题.通过一个具体的算例,证明了在有限元分析中等效方法的合理性和正确性.