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  • 简介:新型飞机均大量使用碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)作为结构用材,若缺乏足够的保护措施,这些CFRP结构在雷击之后往往会出现比传统飞机相应金属结构更为显著的损伤和破坏,因此飞机CFRP结构的雷击防护是一个对航空运行安全具有重大影响的关键问题。本文从人工雷击试验、雷击有限元数值模拟、雷击损伤表征和雷击防护措施四个方面综述了国内外关于雷击对飞机CFRP结构造成的损伤问题的研究进展,为后续开展雷击损伤检测研究奠定基础。

  • 标签: 碳纤维增强树脂基复合材料 雷击试验有限元模拟 雷击损伤 雷击防护
  • 简介:采用有限元分析方法,建立三维循环对称模型,对连续SiC纤维增强复合材料压气机叶环的应力进行了研究。考虑周围基体包套和中心复合材料的热残余应力,重点分析了叶环尺寸、温度及基体材料性能对叶环应力分布的影响。结果表明,当叶环直径较小、工作温度较低时,叶环的最大环向应力点在内径;随着直径增大、工作温度升高,最大环向应力点出现在中心复合材料靠近内径一侧。基体材料的弹性模量、热膨胀系数和密度,对叶环的应力分布有重要影响,应尽量选择密度低、弹性模量和热膨胀系数较大的钛合金作为基体材料

  • 标签: 钛基复合材料 压气机叶环 应力 有限元模拟 热残余应力
  • 简介:阐述了C/SiC陶瓷复合材料与铌合金的活性钎焊连接方式,通过扫描电镜、金相分析等手段,研究了钛和铜活性钎焊料分别在C/SiC陶瓷复合材料和铌合金上的润湿性,并分析了两种材料的钎焊连接界面的微观元素扩散特征。研究结果表明,陶瓷复合材料与铌合金的活性钎焊机理主要是通过钎焊料中的活性元素分别向陶瓷和铌合金中扩散并发生化学反应,从而实现三者之间的良好键合。

  • 标签: C/SiC陶瓷基复合材料 活性钎焊 润湿性
  • 简介:复合材料加筋结构往往存在一定的初始分层缺陷,初始分层缺陷的数值模拟较为困难。若将分层两侧子板定义为接触关系,模型收敛速度很慢。若将分层缺陷挖空,则在数值模拟过程中,分层两侧的子板会发生相互嵌入的现象。本文参考相关文献,建立了一种特殊本构关系的粘接元,该粘接元仅有法向抗压刚度,没有法向抗拉和面内剪切刚度,很好地克服了数值计算中出现子层相互嵌入的现象,并提高了模型计算时的收敛速度。

  • 标签: 分层缺陷 自定义粘接元 子层嵌入 收敛速度 本构关系
  • 简介:对两种结合界面形式(共固化及缝合共固化)的复合材料典型单元,采用数值模拟的方法对结构进行了渐进式破坏分析和强度定量评估,并与试验结果进行了对比,两者比较吻合。

  • 标签: 缝合共同化 初始损伤 失效机理 承载能力
  • 简介:在六种湿热环境下对九种复合材料湿态时的开孔拉伸、开孔压缩强度以及常温自然干态情况下的层间剪切强度,三点弯曲强度与模量进行了对比试验研究。试验结果表明:新型复合材料的强度性能同T300/5405和T300/QY8911相比大大提高;高湿热环境对复合材料层压板的开孔拉伸强度几乎没有影响,但却引起开孔压缩强度的大幅下降;采用缝合工艺虽可使复合材料的层间性能及损伤容限有一定程度地提高,但却造成材料吸湿量的大幅增加,致使其压缩强度及耐湿热性能出现明显下降。

  • 标签: 复合材料 材料性能 压缩强度 湿热环境 层压板
  • 简介:根据我国气候环境和要研型性性能,编制了适用于军机复合材料结构的标准加速湿热老化谱,并系统研究了国产材料体系的老化效应,得出了指导和修改结构设计的有益结论。

  • 标签: 复合材料 湿热老化效应 飞机 结构设计
  • 简介:复合材料结构目视检测方法有多种,本文目视检测研究是采用详细目视检测(DET)方法,考虑了颜色、照明(光线)、清洁度、视力、专业资质和检测角等因素,探索目视勉强可见冲击损伤(BVID)检测方法,得到BVID的初步数据,为国内飞机复合材料结构设计用BVID和VID的定义提供试验依据。

  • 标签: 复合材料 目视检测方法 冲击损伤 检出率
  • 简介:复合材料在新型客机上得到广泛应用,飞行过程中机身外表可能遭受冰雹袭击,造成机体破坏,危害乘客安全。为研究复合材料蒙皮抗冰雹冲击性能,本文首先基于弹塑性模型,考虑应变率强化效应和脆性断裂行为,建立冰雹动态本构,并根据冰雹撞击传感器试验数据修正冰雹模型参数;然后通过引入三维Hashin失效准则和Cohesive界面元,模拟复合材料的纤维断裂、基体压溃和脱粘分层损伤破坏行为;进而建立复合材料层合板抗冰雹冲击的数值模型,并研究其在不同冲击速度下的动态响应和损伤特性。数值结果表明:针对本文复合材料层合板构型,冲击失效阚值能量为232J;冲击载荷峰值和冲击点位移随冲击速度的增大而增大,但增幅趋缓;分层损伤面积与冲击速度近似呈线性关系;相邻层的铺层角度差为90°时,其层间分层现象更为显著。

  • 标签: 复合材料 冰雹冲击动态响应 分层损伤
  • 简介:C/SiC复合材料密度低、耐高温、抗氧化、抗烧蚀,并且具有非常好的高温力学性能,是制备高性能液体火箭发动机推力室的理想材料。本文从C/SiC复合材料燃烧室结构计算、无损探伤及C/SiC与金属连接等方面,论述了上海空间研究所在C/SiC复合材料应用于液,本火箭发动机推力室方面的基础研究及应用进展。

  • 标签: C/SiC复合材料推力室 液体火箭发动机 焊接连接
  • 简介:复合材料界面剪切强度是衡量复合材料性能的一项重要指标。本文运用试验和分析的方法研究复合材料界面剪切强度的试验方法,得到了试件搭接板的厚度、搭接长度、界面两侧的铺层及加载形式、支持方式对试验剪切强度的影响,并分析了这些因素的影响机理。本文的研究结果为制定复合材料界面剪切强度标准试验奠定了基础,并为复合材料整体化界面设计提供了技术支持。

  • 标签: 复合材料 界面 剪切强度 表征方法
  • 简介:为了研制Cf/SiC复合材料推力器,对Cf/SiC复合材料物理性能进行了试验研究,测试了Cf/SiC复合材料在空间复杂环境下的适应性及力学性能;采用化学气象沉积法制备抗氧化涂层;采用自动缠绕成型工艺制备Cf/SiC复合材料喷管;采用Ti-Ni复合钎料进行了高温钎焊试验,获得了最优的钎焊工艺参数,完成了Cf/SiC复合材料与金属铌的钎焊连接;制备了试验样机并进行了热试车考核。结果表明,Cf/SiC复合材料在经历各种空间环境后,仍可保持良好的力学性能,涂层具有较好的抗氧化能力。热试车过程中,稳态试车室压平稳,脉冲工作时,推力器响应迅速,脉冲一致性好;燃烧效率达到设计要求,钎焊缝结构完好,Cf/SiC复合材料喷管无明显烧蚀,热试车圆满成功。

  • 标签: 推力器 CF/SIC复合材料 抗氧化涂层 钎焊
  • 简介:主要国外近年来复合材料用于飞机结构的粘接修补技术和方法加以综述,以期为我们研究和解决类似问题提供技术参考。

  • 标签: 复合材料 飞机结构 损伤 粘接修补
  • 简介:系统地研究了采用四步法1×1方型编织工艺编织的预制件及其增强复合材料的细观结构。根据编织过程中携纱器的运动轨迹特点,将预制件划分为三个不同的区域,分别定义了不同的控制体积单元,识别了预制件的三种局部单胞模型,分析了预制件的纱线构造,并导出了编织结构参数之间的关系,同时给出三维编织复合材料的设计方法。主要的编织结构参数包括试件的外形尺寸、主体纱行数和列数,三个区域各自所占的体积百分比、编织纱线的细度、纱线填充因子、纤维体积含量、编织角以及编织花节长度。

  • 标签: 三维编织复合材料 细观结构 单胞模型 携纱器 运动轨迹 纺织复合材料
  • 简介:研究了丙烯腈含量、增塑剂种类、硫化体系以及增塑剂的用量对制备耐低温、耐油丁腈橡胶复合材料性能的影响。随着丙烯腈含量的增高,丁腈橡胶胶料的硫化速度加快,耐寒性下降;对比研究葵二酸二辛酯(DOS),邻苯二甲酸二辛酯(DOP)以及聚醚类增塑剂(TP-90B),发现采用DOS制备得到NBR复合材料的脆性温度要低于其他2种增塑剂,该种增塑剂制备得到的胶料耐低温性要优于其他2种增塑剂;通过研究硫黄硫化体系、过氧化物硫化体系以及复合硫化体系3种硫化体系,发现复合硫化体系制备得到复合材料的脆性温度要比其他2种硫化体系制备得到的复合材料低,采用该种硫化体系制备得到的复合材料的耐低温性也更好。另外,随着增塑剂用量的增加,复合材料的脆性温度变得越低,耐低温性越好。

  • 标签: 丁腈橡胶 耐低温性能 耐油性能 增塑剂
  • 简介:长期以来,一直采用CAI(冲击后压缩强度)来评定复合材料抗冲击和损伤的能力,大量实验数据证实,它是个物理意义比较含混的力学量,不能正确指导材料研究和设计选材。研究表明,复合材料结构的抗冲击耐久性和含冲击损伤的损伤容限分别对应于材料体系的损伤阻抗和损伤容限,并可以分别用对应静压痕力~凹坑深度曲线拐点的压痕力Fknee,和凹坑深度~压缩破坏应变曲线门槛值CAIT(CompressionfailurestrainAfterImpactThreshold)来表征。

  • 标签: 复合材料 抗冲击 损伤性能 损伤容限 损伤阻抗 飞机结构
  • 简介:结合军用飞机结构强度规范修订,概述了复合材料飞机结构设计规范的演变,并基于过去20多年参与复合材料结构设计的经验教训和美国最新的军用飞机设计规范,从材料和工艺、设计许用值、静强度、耐久性、损伤容限和结构验证试验等几方面分别阐述了复合材料结构强度设计和验证要点及与金属结构的差别。

  • 标签: 结构强度设计 复合材料 特点 飞机结构 设计规范 设计许用值
  • 简介:研究了铺层厚度、铺层比例、铺层主方向角和厚度多项式对机翼气动弹性性能的影响,利用COMPASS分别对复合材料直机翼、三角翼和前掠翼3种机翼布局进行了位移、频率、发散和颤振速度约束下的气动弹性剪裁设计,获得了不同铺层参数下的优化设计结果。算例计算结果表明,采用多种设计形式能够充分挖掘复合材料使用的潜力,有效地改善机翼的气动弹性性能。

  • 标签: 复合材料 气动弹性剪裁 COMPASS
  • 简介:对缝合复合材料的性能测试方法及应变计尺寸的选取进行了研究,初步确定了适用于缝合复合材料力学性能测试的最小应变计尺寸,并且初步给出了缝合参数对复合材料基本力学性能的影响趋势,为今后进行纺织复合材料的研究提供了必要的技术储备。

  • 标签: 航空材料 纺织复合材料 材料力学性能 缝合复合材料
  • 简介:复合材料结构的设计要求和使用经验提出了复合材料体系损伤阻抗和损伤容限性能表征的需求。在试验研究的基础上,指出长期以来一直使用的CAI(冲击后压缩强度)的物理意义比较含混,不能正确指导材料研究和设计选材,同时提出应分别用典型层压板静压痕力—凹坑深度曲线的最大压痕力Fmax来表征损伤阻抗能性能,用凹坑深度~压缩破坏应变曲线门槛值CAIT(CompressionfailurestrainAfterImpactThreshold)来表征损伤容限性能,同时给出了测试方法的建议。

  • 标签: 复合材料结构 损伤阻抗 损伤容限 冲击损伤 飞机结构