基于HAJIF系统的汽车复合材料防撞梁设计

复合材料具有比强度和比刚度高、性能可设计和易于整体成形等许多优异特性,将其用于汽车结构上,可比常规的金属结构减重25％～30％,并可明显提高车辆性能.与金属结构相比,汽车复合材料A柱、侧围、地板等零部件结构设计过程中强度、刚度及稳定性因素复杂,尤其在复合材料铺层缺乏工程经验时,设计周期较长、设计结果很难快速应用到工程中...     

特殊内凹形蜂窝结构等效扭转刚度研究

为了进一步研究内凹形蜂窝结构中的等效扭转刚度,针对一种特殊的内凹形蜂窝结构,将其简化为正交异性薄板,分别计算均布扭矩作用下等效薄板的变形能及蜂窝胞元各胞壁变形能之和：利用能量等效原理推导该蜂窝结构等效扭转刚度的理论公式。结果显示,胞壁夹角变化对蜂窝结构扭转刚度的影响明显,且随着胞壁厚度的增大,蜂窝结构扭转刚度有明显提升,最后建立蜂窝结构的有限元模型进行数值分析,并利用数值结果反推了蜂窝结构的扭转刚度,其与理论结果的误差在3%左右,验证了理论分析方法的正确性。     

面向工程应用的复合材料结构强度校核模块设计与研发

由于具有高比强度和高比模量的显著优势,复合材料结构日益成为大型航空航天装备轻量化设计的首选材料之一。但在设计与分析过程中,复合材料的强度校核会涉及到大量复杂的公式和运算量,严重降低装备结构的设计效率和研发周期。为提高复合材料强度校核的工作效率,基于国产自主CAE平台HAJIF,研发了适用于复杂工程装备的复合材料结构强度校核模块。该模块紧密围绕复合材料结构分析与校核,提供了层合板、夹层板结构的刚度、强度、稳定性分析流程。各个流程与HAJIF平台的前后置有机融合,从而实现有限元模型、分析结果和强度校核结果的一体化显示。以某型无人机复合材料机翼结构为验证对象,分析结果表明,研发的强度校核模块能够满足复合材料强度校核的基本流程和功能,可实现大型复合材料结构的快速强度校核,明显提高了复合材料结构的校核效率。     

机身壁板复杂载荷解耦方法研究

本文介绍了一种可以将复杂载荷解耦为试验平台可以施加的基准载荷的方法。首先,在机身壁板考核区构造一个原始应变分量与组合载荷应变分量的残差函数,该函数以各基准载荷施加比例为自变量,通过使该函数值的平方和最小,将问题转化为无约束非线性规划问题,然后用fminunc函数求解该问题,最后得到各基准载荷的施加比例,从而可以得到解耦的试验载荷。     

某飞机后机身试验自平衡框架设计及有限元分析

针对某飞机后机身的结构特点和受载形式,分析了试验加载及承载,设计了集结构约束支持、加载于一体的自平衡框架试验承载系统,并对其进行了有限元计算和强度、刚度分析,实现了试验载荷在后机身结构上的施加,顺利完成了后机身强度试验,极大提升了试验实施的安全性和可行性。     

航空结构仿真与试验应变一致性评估方法

针对航空结构,介绍了一种有限元仿真应变与试验应变的一致性评估方法。首先研究了基于单元形函数的单元任意点仿真应变插值方法以及仿真应变与相应测量应变方向一致性转换方法,其次基于最小二乘原理,对试验应变进行线性化修正,然后分别研究了基于图形分区的应变一致性评估方法以及基于概率统计的应变一致性评估方法。最后针对某大型民机结构进行了分析和试验一致性评估,评估结果可以为模型后续的修正提供支持。     

复杂多边形蜂窝夹芯面内等效剪切模量研究

针对一种复杂的多边形蜂窝夹芯,将蜂窝胞壁简化为梁,主要考虑弯矩对胞壁变形的影响,利用虚功原理计算蜂窝胞元在剪切载荷作用下的变形,推导出蜂窝夹芯面内等效剪切模量的解析表达式。可知:在胞元尺寸不变的条件下,蜂窝夹芯面内等效剪切模量随胞元长斜边与垂直方向夹角的增大而增大,随胞元短斜边与垂直方向夹角的增大而减小。最后建立蜂窝胞元的有限元模型进行数值分析,数值分析结果与理论分析结果误差在2%以内,证明了理论分析方法的正确性。     

复合式柔性蒙皮的弹性表皮和蜂窝夹芯连接方案设计

面向变体飞行器的复合式柔性蒙皮,针对其弹性表皮和蜂窝夹芯连接强度较低的问题,提出了“二步胶接”的连接设计方案,其首先将氨纶纤维布与蜂窝通过环氧树脂结构胶进行胶接,然后将硅橡胶板与氨纶纤维布通过硅橡胶粘接剂进行胶接,并给出了工艺制备方法。最后,分别制备了“二步胶接”实验件和“直接胶接”实验件,并开展了连结强度实验和对比分析,结果表明,“二步胶接”实验件的连接强度是“直接胶接”实验件的5倍,此方案可以为柔性蒙皮的连接设计提供参考。