竞赛机翼结构的优化设计与验证

要使复合材料轻质高强的优势得到充分发挥,在给定设计条件下开展复合材料结构的优化设计研究是十分必要的。以SAMPE超轻复合材料竞赛机翼为研究对象,根据给定的外形及工况,基于Hyperworks软件的Opti Struct分析和优化模块,对机翼的结构形式、铺层位置、铺层方向、铺层厚度等进行了优化设计,结合实际制造时的工艺性等,确定出了一款复合材料模型机翼的优化设计方案。基于该优化设计方案开展了模型机翼的制备与试验研究工作,并根据试验结果进行了进一步的改进,最终得到了该赛事组织以来满足承载及变形要求的最轻的一个机翼。     

FRP筋应力松弛试样端部锚夹方法研究

将FRP筋作为预应力筋使用,必须了解其应力松弛特性.要测定FRP筋的应力松弛特性,关键是要找到一种有效的试样端部锚固方法.FRP筋一般的锚具系统应用于松弛特性测试时存在这样或那样的缺陷,为此本文提出了一种创新的测试FRP筋应力松弛特性的试样端部加强锚固的方法,实现了松弛试验时端部近似为零的滑移,保证了试验段应变的恒定,从而可准确测定FRP筋的应力松弛性能.     

复合材料整体化结构胶合面的出平面应力问题

复合材料共固化/共胶接/二次胶接(co-cured/co-bonded/secondary bonding)整体成型技术是最基本、最常用的复合材料整体化成型技术。在整体化结构受载承力后,若在胶合面处局部出现显著的出平面正拉应力,则极易发生局部的胶层脱粘破坏,这种由设计载荷引起的脱层损伤将对结构安全构成显著威胁。由于此类胶合面为非典型胶接面,容易为人忽视。本文就有关概念、致出平面应力的主要因素及其对出平面应力的影响规律进行了研究,表明:局部刚度突变、局部施压是致出平面应力的主要因素,胶膜性能参数、几何参数等对出平面应力的大小也有显著影响。     

叁模量现象及叁模量梁理论

复合材料层合板在一些特殊的情况下可能出现叁模量现象.本文给出了一叁模量材料的实例,并对其制备的梁的极限承载力和挠度等进行了实测.在此基础上,推导了叁模量梁的极限承载力和极限挠度的计算公式.经与试验结果对照,证明对叁模量特征显著的材料,计算时应考虑三模量特性.用叁模量梁理论可以预测叁模量梁的极限承载力和挠度等.     

耐渗FRP结构物设计理论及其应用研究

本文对耐渗ＦＲＰ结构物设计理论进行了综述和评析,定义了耐渗板限状态的概念,给出了耐渗ＦＲＰ结构物设计准则的统一形式以及应力表述方式和应变表述方式,;初步论证了两种表述方式的一致性。指出了有待深入研究的若干问题,强调了进一步加强耐渗ＦＲＰ结构舶设计基础理论研究的必要性和重要性。文章还结合产品设计和生产的实际,分析了耐渗ＦＲＰ结构物产品出现质量的问题的原因以及提高产品质量、降低产品成本的途径。     

GFRP筋增强混凝土梁受力性能分析

本文运用非线性全过程分析方法分析了GFRP筋增强混凝土梁和钢混凝土梁不同的受荷－变形性能,指出针对GFRP筋的强刚度特性,为充分利用GFRP筋的高强特性,有必要采用预应力构件,文章进一步分析了预应力GFRP筋增强混土梁的受荷－变形性能。     

复合材料汽车板簧与车桥壳的联接研究

本文描述了复合材料汽车板簧与车桥壳联接处的损伤原因。提出了该联接夹座的技术性能要求和结构设计方案。经过八十万次台架疲劳试验和4．8万多km的实地道路试验证明夹座的联接方式能基本满足设计要求,适合用于复合材料汽车板簧的安装联接。     

层间环氧纳米纤维薄膜对层合板力学性能的影响

应用静电纺丝技术制备环氧纳米纤维, 将收集的纳米纤维无纺布薄膜插入层合板的层间界面并固化成型, 研究其对层合板力学性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM) 和透射电子显微镜( TEM) 分析了纳米纤维的形貌和尺寸, 并测试了纳米纤维薄膜的拉伸性能; 应用三点弯曲和短梁剪切方法测试了层合板的力学性能。结果表明, 一定厚度的纳米纤维无纺布薄膜对层合板的力学性能无显著影响。因此, 应用该方法可以制备一种新型的功能复合材料。      

复合材料结构设计人才培养的几点思考

业内专家已深刻地意识到影响我国复合材料在高性能结构上广泛应用的最主要的原因之一是复合材料结构设计人才的匮乏,因此做好复合材料结构设计人才的培养工作已成为推动复合材料在若干重要产业领域创新应用发展的关键。本文围绕有关概念、培养方法和培养标准等给出了作者的若干思考,抛砖引玉,愿能对推动复合材料结构设计人才的培养工作有所裨益。