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为了解决卫星碳纤维复合材料抛物面天线的热变形问题,本文提出了利用应变片测量应变分布、然后计算位移的方法。文中介绍了将应变片应用于—180～120℃温度范围的碳纤维复合材料结构的热变形测量技术。最后进行了碳纤维抛物面天线反射器的真空冷热交变试验。 相似文献
声发射（AE）技术是一种无损检测方法,可以对飞行器中复合材料结构的动态缺陷进行监测。针对AE信号模态成分复杂以及复合材料各向异性导致源定位精度不高的问题,提出基于经验小波变换（EWT）的广义互相关（GCC）时差定位（TDOA）算法。通过EWT对传感器观测到的AE信号进行自适应的分解重构得到其主频模态,有效提高了各通道信号间的相关系数;通过多向波速测量实验对波速进行了多项式拟合;采用GCC法求取各通道信号的时差对AE源进行定位。在平台实验中以T800型碳纤维复合材料板为对象,以断铅信号为AE源对算法进行了验证,实验结果证明了算法的准确性和实用性。 相似文献
3.
以碳纤维增强环氧树脂热熔预浸料MT700/603为研究对象，开展室温贮存时间与预固化度的关联性分析，研究预浸料预固化度对复合材料成型质量和关键力学性能的影响机制，建立预浸料贮存时间-预固化度-制品性能三者之间的内在联系。结果表明:随着室温贮存时间的延长，60 d后603环氧树脂的最低黏度增加了4.6倍，玻璃化转变温度增加了17.9 ℃，预固化度为11.2%；MT700/603预浸料贮存时间小于30 d时，制备的复合材料内部质量良好，纤维分布较为均匀，孔隙率较低，树脂的预固化度在5.3%以内，孔隙率低于0.03%；复合材料更倾向依赖于树脂基体破坏的纵向压缩强度和压缩模量对孔隙率的敏感度，要高于倾向依赖于纤维增强体破坏的纵向拉伸强度和拉伸模量；预浸料在室温贮存时树脂预固化度增加，黏度增大，加压时机与树脂黏度变化不匹配是导致复合材料构件关键力学性能下降的根本原因；根据产品的力学性能指标要求，结合不同贮存时间的关键力学性能数据，可反推出预浸料的最长室温贮存时间，实现了预浸料可用性的定量化评估。 相似文献
利用复合材料可设计性强和树脂基体轻量化的特点,并解耦“材料-结构-性能”之间的相互关联,是汽车复合材料结构件设计的难点。螺旋弹簧是汽车悬架系统的主要承载部件,工况复杂,一般采用性能极佳的弹簧钢;若用轻质复合材料替代,必须兼顾安全性与轻量化,设计难度很大。针对上述问题,提出了一种复合材料螺旋弹簧“材料-结构-性能”集成设计方法。依据弹簧受压缩载荷时,簧丝截面应力分布,确定选择±45°铺层的碳纤维复合材料（CFRP）;在满足刚度、强度和安装空间约束条件下,根据复合材料力学和弹簧刚度、强度理论模型,确定初始弹簧几何参数;再进一步利用有限元数值仿真进行校验;将正交实验设计法和有限元数值模拟结合,建立轴向压缩刚度和强度随几何参数变化的响应面模型;采用遗传算法获得满足弹簧性能要求下轻量化效果最佳的设计结果。优化后的复合材料弹簧方案比金属弹簧质量减轻34.4%,为复合材料汽车结构件设计提供了可行的整体解决方案和产品开发实例。 相似文献
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实施复合材料构件数字化定义是实现复合材料构件设计、分析和制造数据集成的基础.复合材料构件数字化定义包括几何建模和材料结构建模.总结了材料结构建模过程和材料铺放数据的组成,指出当前复合材料构件分析无法基于最终的真实纤维路径进行,采用离散三角形单元的真实纤维路径来近似铺层纤维的最终状态,并利用可扩展标记语言(XML,Extensive Markup Language)文件对材料铺放数据进行了描述,探讨了通过纤维路径数据到有限元网格的自动映射实现材料铺放数据的自动传递.最后,研究了设计数据到排样下料系统和激光投影系统的集成和接口数据组织方法. 相似文献
采用电弧熔炼方法制备Ti-5Zr-15Cu-15Ni、Ti-10Zr-15Cu-15Ni、Ti-15Zr-15Cu-15Ni和Ti-25Zr-15Cu-15Ni 4种钛基钎料,采用4种钎料对Ti-6Al-4V板材进行搭接接头真空钎焊.对不同Zr含量的钎料的熔化特性和在Ti-6Al-4V上的润湿性进行测试,并对钎焊接头的微观组织、显微硬度和剪切强度进行测试.结果表明,Zr元素的加入对Ti-Zr-Cu-Ni钛基钎料的熔化温度有显著影响,当Zr含量为5wt%、25wt%时,钎料的固液相线温差较大,且液相线温度较高;当Zr含量为10wt%、15wt%时,钎料的固液相线温差较小,且液相线温度较低.与其他钎料成分不同,25wt%Zr含量的钎料在钎料熔化过程中存在2个明显的低熔点共晶反应,其钎料在铺展过程中出现分层现象.15wt%和25wt%Zr含量钎焊接头具有更低的显微硬度.综合钎料的熔化特性以及钎焊接头的显微硬度和剪切强度,Ti-15Zr-15Cu-15Ni是最佳的钎料成分配比,具有最好的综合性能,其钎焊接头的剪切强度为298 MPa. 相似文献
采用无压烧结的方法,以V、Al、C混合粉末为原料制备V 2AlC粉体材料。通过不同烧结温度下物相的演变过程对反应路径进行研究,同时探究了烧结助剂NaF对烧结过程的影响。实验结果表明,在1 300~1 500℃温度区间内V 3Al 2、C和VC发生反应生成V 2AlC相,且无压烧结制备高纯V 2AlC的最佳工艺为1 500℃保温2 h,元素摩尔配比为 V：Al：C=2：1.2：1。此外,烧结助剂NaF的使用加快了反应过程,并使得反应温度降至1 400℃。实验得到的高纯度、颗粒尺寸分布适中（40~100 μm）的V 2AlC可用做提高材料耐磨性的增强体以及二维材料V 2C的前驱体。 相似文献
总被引：2，自引：2，他引：0
新型磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)高速转子具有万向偏转特性,可输出高精度和高带宽的偏转控制力矩,用于抑制天基平台的周期性振动。MSCSG采用5自由度(DOF)全主动控制,其径向2个扭动DOF的偏转控制由洛伦兹力磁轴承(LFMB)实现。基于LFMB的基本构型,建立电磁力和电磁力矩的数学模型,并分析出气隙磁密均匀度是影响输出力矩精度和角速率测量精度的主要因素。介绍了LFMB的优化设计结构,通过有限元仿真分析,结果表明所设计LFMB通过在内外永磁体表面增加1J50导磁薄片,能够有效提高气隙磁密分布的均匀度,输出控制力矩更加精确,有利于提高控制精度;通过使用梯形永磁体提供更大的供磁面积提高气隙磁密强度以降低功耗,同时梯形永磁体在转子高速旋转时便于限位,保证稳定性。本文研究可为具有偏转特性的磁悬浮类转子陀螺的设计与分析提供有益参考。 相似文献
CO 2在航空燃油中的质量扩散规律对飞机油箱惰化系统的研究极其重要。搭建压力降法实验装置测量CO 2在RP-3航空燃油中的扩散系数,实验测试了-20、0、20、40和60℃恒温条件下的CO 2气相空间压力随时间变化关系。根据Fick定律建立了容器中二维扩散方程,并采用数值解法,设定扩散系数值,求解气体在航空燃油中的浓度分布,根据质量守恒和实际气体状态方程可得到CO 2气相空间压力,并与实验记录的气体压力进行比较。以扩散系数为自变量,推导了实验与理论计算误差函数,并采用Husain单一变量搜索法,使误差函数值最小,可得到扩散系数最优解。研究还显示CO 2在RP-3航空燃油中的扩散系数随温度升高而增大,满足Arrhenius方程。 相似文献
针对机翼弹性变形对前掠翼(FSW)飞行器开裂式方向舵操纵特性的影响,基于计算流体力学/计算结构力学(CFD/CSD)松耦合静气动弹性数值计算方法,计算了亚声速条件下刚性和弹性前掠机翼开裂式方向舵的操纵特性,并分析了机翼弯扭变形对方向舵操纵特性的影响。计算结果表明,右侧开裂式方向舵打开后,与刚性翼相比,弹性翼的失速迎角提前约2°,达到最大升阻比的迎角提前约1°,小迎角时偏航作用增强,出现右滚力矩和滚转力矩"凹坑"现象,大迎角时偏航规律趋势提前约8°,滚转作用加剧;侧滑角增大时,偏航力矩减小的幅度大于刚性翼,滚转力矩完全反效;舵偏角增大时,偏航力矩的增幅小于刚性翼。经比较,在弹性变形影响下,弹性前掠翼的开裂式方向舵操纵特性与刚性前掠翼有明显区别。 相似文献
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大型网状天线在轨展开过程复杂,风险大。反射器在展开过程中的温度影响展开动力与碳纤维管件抗弯能力,是反射器展开安全的关键因素。通过测试得到反射器展开动力的传动效率、桁架管件抗弯能力随温度变化规律,即-65℃时管件抗弯能力最好,而传动效率随温度升高而提高。通过建立大型网状天线有限元模型与节点矩阵转换算法,模拟展开臂与反射器的展开过程,对管件与T型铰链在轨温度变化规律进行分析,确定最佳展开时机,降低展开过程中展开动力不足、管件强度过载等风险。分析结果表明：布置在地球静止轨道卫星东舱板的大型网状天线展开时机为6:00~9:00时,管件抗弯能力最强;展开时机为4:00时,T型铰链展开动力传动效率最高。 相似文献
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复合材料热压罐成型过程中的固化度差值是复合材料固化度均匀性的主要表征参数之一。基于3层BP神经网络,以复合材料双平台固化工艺曲线的加热速率、保温时间和保温温度为输入参数,建立了成型过程任一时刻最大固化度差值的快速估算模型。仿真复合材料热压罐成型过程,得到最大固化度差值作为试验样本数据,对BP神经网络进行训练,训练结束后对该模型的准确性进行验证。结果表明:该BP神经网络估算模型准确性和效率较高,为复合材料热压罐成型最大固化度差值的估算提供了一种快速有效的新方法。 相似文献
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为探究低黏度环氧树脂复合固化反应机理,研究了低黏度环氧树脂硼胺-酸酐复合固化体系的流变性能和固化反应过程,分析了硼胺-酸酐复合比例对复合固化体系流变特性和固化反应过程的影响;利用流变学参数确定了复合固化体系的固化起始时间、凝胶时间点及基于阿伦尼乌斯方程的固化反应活化能。研究结果表明,随着硼胺-酸酐复合固化体系中酸酐复合比例的增加,体系固化反应获得促进,其固化起始时间和凝胶点均降低,同时基于阿伦尼乌斯方程的固化反应活化能降低;采用非等温差示扫描量热（DSC）对硼胺-酸酐复合固化体系过程进行分析,结果表明硼胺-酸酐复合固化体系存在相对独立的双放热峰,随着酸酐复合比例的增加,低温放热峰的峰值增大,高温放热峰的峰值减小,且双峰的峰值温度向高温方向移动。根据2种固化剂的固化反应机理分析,环氧树脂硼胺-酸酐复合固化体系中硼胺固化剂和酸酐固化剂既存在相互协同效应又存在相互竞争作用。 相似文献
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对碳化硅-碳(SiCF-CF)/环氧和硼-碳(BF-CF)/环氧2种不等径纤维混杂复合材料的混杂模型和机理进行了初步研究.建立了三角形和四边形阵列的混杂模型;分析了材料制备工艺对混杂阵列、纤维体积含量的影响. 相似文献
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利用碳纤维三向编织物（triaxial woven fabric，TWF）作为增强材料，与柔性基体材料硅橡胶复合，制成兼具一定柔性和刚性的复合材料壳膜结构，用于卫星天线反射器，是一种新型的高精度可展开天线实现方案。采用复合材料细观方法，对碳纤维增强硅橡胶TWF复合材料进行了力学性能的研究。首先由纤维和基体的材料特性得到均质纤维束的材料特性；接下来考虑纤维束交织情况（起伏波动）建立由纤维束组成的单胞实体有限元模型；然后对单胞实体有限元模型进行均匀化分析，施加周期性边界条件，最终得到等效的均质材料特性；为满足天线反射器高性能需求，分析了碳纤维种类、纤维体积分数对单胞等效性能的影响规律。对该材料力学性能的研究，可以为其未来应用于大型高精度可展开天线反射器提供一定的理论依据。 相似文献
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针对质子交换炉的温度场均匀性问题,结合质子交换炉的结构特点,基于FLUENT用户自定义函数（UDF）开发了质子交换炉炉温控制算法,并在此基础上提出了多种加热控温方案;利用FLUENT软件对不同方案下的质子交换炉温度场进行仿真,分析不同控温方式下炉内温度场均匀性与传感器位置布置、加热丝布置高度的关系,找到最佳方案。结果表明:采用三段控温、3个传感器位置分别布置在3段加热丝中间、加热丝布置高度4倍于均匀温区长度时炉内温度场均匀性最好,均匀温区内最大偏差为0.03℃;对于既定结构的立式炉体,增加加热丝布置高度、优化设计传感器布置方案和炉体控温方式可以提高温度场均匀性。该方法为同类电加热炉温度场均匀性的优化设计提供了思路。 相似文献
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环氧树脂基复合材料的性能对湿热环境敏感,掌握该材料所组成结构的吸湿行为对其实际应用具有重要意义。通过以碳纤维环氧树脂基复合材料层合板的non-Fickian吸湿模型为基础,建立环氧树脂基复合材料加筋板结构的non-Fickian吸湿模型,在70℃/85% RH湿热条件下开展加筋板结构的吸湿实验,对所建立模型进行验证,并与已有的加筋板吸湿模型进行对比,通过所建立模型给出了加筋板沿厚度方向的吸湿量分布规律。结果表明:所建立加筋板non-Fickian吸湿模型的计算结果与实验结果吻合良好,在整个吸湿阶段相对误差小于5%,模型的预测精度高于传统Fick模型。所建立的加筋板non-Fickian吸湿模型可用于环氧树脂基复合材料加筋板层合结构吸湿量的准确预测。 相似文献
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在Г.М.古尼耶夫中值老化公式的基础上,采用回归分析方法对碳纤维/环氧树脂基复合材料的实验室模拟加速腐蚀与自然大气腐蚀之间的相关性进行研究,确定了自然大气环境腐蚀试验的层间剪切强度的中值曲线方程,并得出实验室模拟加速腐蚀与自然大气环境腐蚀之间的当量关系.试样表面及断口微观形貌的观察分析进一步证明:实验室模拟加速腐蚀与自然大气环境腐蚀具有相似的腐蚀机理. 相似文献
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采用自行设计的热隔膜成型工艺实验装置,制备了C形结构碳纤维复合材料预成型体,测试了成型过程中预成型体和模具温度的变化规律,并考察了成型温度、预成型体尺寸对C形预成型体表面质量和内部缺陷的影响.结果表明:热隔膜成型过程中,采用模具预热的方法与红外灯辐射相配合,可保证预浸料温度的分布均匀性;成型温度过低时,预浸料粘性大、层间滑移能力差,导致预成型体拐角处出现纤维褶皱,并且内部孔隙偏多;预成型体的外形尺寸与模具尺寸接近,则预成型体易受隔膜架桥、变形量过大影响而出现翘曲等缺陷,因此预成型体与模具之间的尺寸比例应控制在一定范围内. 相似文献
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