复合材料叠层板壳有限元的渐近解

 本文针对复合材料叠层板壳结构建立了一个分层计算的有限元模型,此模型的特点是以参考面的位移和各层横向剪应变作为独立的自变量,导出了叠层板壳的有限元模式,这是和原有分层模型的本质区别,从而具有以下优点:(1)刚度矩阵具有良好特性,可采用渐近法求解,大大提高了计算效率,克服了分层模型中的最大困难;(2)完全避免了较薄的板壳在有限元计算中常发生的“剪切自锁”现象;(3)较精确地考虑了各层的剪切效应,无须再引入剪切修正系数。还采用此模型较好地解决了任意铺层的叠层板弯曲、叠层板脱层屈曲和承受任意载荷的轴对称叠层壳的弯曲等问题,证明了此模型的优点和可靠性。此模型还极易推广应用于叠层板壳的动力、稳定和层间应力等问题。     

可剥垫片

一、前言飞机制造过程中,组合件和部件装配时,连接处的配合面间经常出现不同形状和大小的间隙,现在国外已大量采用可剥垫片将该间隙垫平,以改善连接处装配间隙。由于可剥垫片可根据需要加工成各种各样的形状和任意撕刹成不同的厚度,与过去采用的固定垫片相比,使用方便,可避免锉修加工,缩短周期,改善劳动条件。我们在某直升机生产中应用了各种各样的     

先进复合材料ＡＧＳ结构损伤扩展分析

基于精细加筋单元模型提出了一种用于先进复合材料格栅加筋(AGS)结构的损伤启始和扩展分析方法.该方法同时考虑了层内损伤和层间损伤,其中,层内损伤包括蒙皮纤维破坏、蒙皮基体开裂、蒙皮纤维-基体剪切破坏以及肋骨纤维破坏,而层间损伤为蒙皮分层损伤.对于层内损伤采用材料常数退化准则;而对于分层损伤,提出了一种新的等效刚度退化准则.通过典型算例证明了该损伤模型用于AGS结构分析的有效性,并详细分析了中心含孔复合材料正交各向异性格栅加筋曲板和光板在轴压下的损伤扩展机理和行为.计算结果表明,蒙皮层内损伤往往先于分层损伤发生并扩展,纤维-基体剪切破坏在45铺层扩展速度最快,分层损伤区域极易发生局部蒙皮失稳.     

聚氨酯橡胶通用模在冲裁微薄零件中的应用

介绍了聚氨酯橡胶通用模冲裁的机理,模具结构,用该模具冲裁品种多、批量小的航空机载设备产品中的微薄零件所取得的技术经济效果,并对生产中出现的技术问题提出了解决办法。     

硬厚料冲裁尺寸超差分析

针对硬厚料冲裁内孔尺寸超差问题进行了分析,提出了计算冲裁工作刃口尺寸的新方法.     

基于参数化关联技术的冲裁模具设计研究

对于相似性零件冲压模具重复设计和零件更改造成的模具重新设计的问题,参数化关联技术是主要的解决途径之一.本文研究了参数关联的理论和方法,研究了参数的传递的方法,以冲裁模具的设计为例,介绍了冲裁模具参数化关联技术的具体实现,并应用CATIA二次开发方法进行基于参数化关联技术的冲裁模具设计.实现了冲裁模具的快速设计,在设计依据发生更改时模具设计能够随之进行快速更新,从而提高了设计效率.     

锌基合金材料在冲裁模中的应用

铸模用锌基合金具有较高的强度和硬度,用来制造冲模简便易行、成本低廉,所冲出的零件表面质量较好。文中介绍了锌基合金冲裁模的特点、冲裁模的设计、冲裁模的制造方法以及在锌合金熔化及浇注中应注意的问题。     

航空、电子、仪表工业中值得推广的几种精冲模

在航空、电子、仪表及一般机械制造工业中,冲裁件的品种及数量都很多。有的冲裁件对精度、光洁度和平整度无特殊要求,采用大间隙(一般单面间隙为料厚的12％左右)冲裁模可以解决问题;有的冲裁件则不然,如: 1.对于料厚为0.5～5毫米的冲裁件,精度、光洁度和平整度要求高时,使用常规冲裁模达不到要求。 2.对于0.01～0.5毫米薄料冲裁件,要求无间隙冲裁,由于间隙小,模具制造和修理都费工费时,往往达不到要求,特别对于形状复杂的,困难更多,不但要求凸凹模制造精度     

国外精冲技术的进展

本文概要介绍国外精密冲压技术的当前水平及其发展方向。精冲是精密冲压的简称,是在普通冲裁基础上发展起来的一种精密冲压加工技术。主要特点是在三动专用精冲压力机上采用特殊结构的精冲模具,对原材料实行强力压边和反顶施压,然后再进行冲压。从而获得尺寸允差小,形位精度高,剪切面光洁、平整的精密冲压零件。它们不需要再进行后续切削加工,可直接     

聚氨酯橡胶冲模——在冲裁中出现的几个具体问题

利用聚氨酯橡胶作为弹性介质,在冲裁中充当凸模或凹模。完成冲裁弯形拉伸等冲压加工工序,在国内外均有广泛的应用。 现就冲切模具在应甩和加工中经常出现的二些具体问题,予以分析并提出解决办法,以便在处理这类问题时作为参考。 一、零件压伤 对于塑性好,材料软,厚度薄(如0.05毫米以下的紫铜零件)(图1),冲裁时表面最容易压伤,主要表现为材料表面会出现各种微小的麻点,因此,对于加工这类零件时,如果产品零件表面光度有特殊要求的,就必须采取预防措施,对于产品图纸未作要求的,我们认     

复合材料层合板结构冲击损伤数值模拟的损伤力学模型

针对复合材料结构低速冲击损伤问题,基于连续损伤力学提出了一种动力学冲击条件下的三维损伤数值模型。模型中区分了层内损伤（纤维拉伸与压缩失效、纤维间拉伸与压缩失效）和层间分层损伤不同的失效模式。采用三维Puck失效准则与考虑压缩抑制效应的Aymerich准则对上述两类损伤进行判定,材料失效后基于连续损伤力学中线性软化模型对材料损伤进行演化。模型中考虑了复合材料层合板结构中子层的就位效应和损伤分析中的“连锁效应”。通过对Shi的冲击试验进行数值模拟,模型预测的冲击接触载荷、分层形状和尺寸与试验结果吻合较好,证明了所提出的数值模型对复合材料层合板结构低速冲击损伤预测的有效性。     

一种准确预测层合梁结构层间剪应力的新锯齿理论

层合梁是航空航天领域典型的承力构件，而过大的层间剪应力（层间处的横向剪应力）是导致其分层失效的主要原因。针对常见的层数较多的复合材料层合梁以及材料属性差异较大的三明治夹层梁，现有的理论模型仍然无法准确预测其横向剪应力。通过构造一个新的线性分段锯齿函数，提出了一种能够准确预测层合梁结构横向剪应力的新锯齿理论模型。几个典型的数值算例表明，本文提出的新锯齿理论模型在计算层数较多和材料属性差异较大的层合梁时，具有较高的计算精度，能够准确预测层合梁的分层。另外，该模型预先满足横向剪应力层间连续条件，无需三维平衡方程后处理就能够准确预测层合梁的横向剪应力。位移场中未知量个数少，不含横向位移的一阶导，便于C⁰梁单元的构造。     

复合材料冲击损伤数值仿真模型评估

本文对低速冲击下复合材料结构损伤的数值仿真模型进行了分类和评估。低速冲击模型由冲击过程模型和材料损伤演化模型两类子模型组合而成,列出了每类模型的关键要素及其处理方法,对常用的组合进行了整理与评述,并列出了文献中出现频率较高的6种仿真模型。完成了6种模型的两个算例的数值评估,评估结果表明：对于正交层合板算例6个模型均可较准确地预测损伤形状和面积；对于角铺设层合板算例,采用Puck准则、考虑剪切非线性、基于能量释放率的模型得到的分层损伤形貌更接近于试验结果。     

胶接修补复合材料层合板失效分析的PDA-CZM方法

建立了一种预测胶接修补复合材料层合板的损伤演变与剩余强度的PDA-CZM方法。该方法应用三维渐进损伤分析（PDA）方法和粘聚区模型（CZM）分别模拟复合材料层合板和修补胶层的失效过程。对修补层合板的纤维断裂、基体开裂、层间分层以及胶层脱胶等损伤的萌生和扩展以及它们之间的耦合作用进行了研究。计算得到了修补结构的载荷--位移曲线,并预测了其极限强度。计算结果和试验数据吻合良好,验证了PDA-CZM方法的有效性。最后,讨论了修补参数对剩余强度的影响规律。     

分层损伤对含孔复合材料层合板剩余强度影响

以国产碳纤维复合材料CCF300/QY8911含孔层合板静力拉伸试验为基础,建立了符合其损伤失效模式的有限元三维预测模型.通过引入Cohesive界面单元分析了层合板拉伸过程中的分层扩展,数值模拟的结果与试验结果吻合较好,破坏载荷预测结果与试验数据相比误差在5%以内.根据CCF300复合材料构件在制造过程和实际使用中产生的孔边分层缺陷的情况,在孔边预置分层,分析了初始分层损伤对于层合板剩余强度的影响.结果表明表面预制分层对剩余强度影响较小,但会引起自由边提前分层失效.      

陶瓷零件快速成形机铺料机构的PLC控制

简述了陶瓷零件快速成形设备的发展状况,介绍了基于陶瓷零件层合速凝技术所设计的一种陶瓷零件快速成形设备铺料机构的基本结构、工艺流程和工作原理,设计了该设备铺料机构PLC控制系统。     

薄层复合材料螺栓连接结构渐进失效机制试验研究

分别采用单搭接结构和双搭接结构研究了薄层复合材料层压板螺栓连接接头准静态拉伸加载渐进挤压损伤失效的过程。通过中断测试的方法利用X射线Micro-CT和扫描电镜（SEM）观察了拉伸加载过程中薄层层压板连接区域在特殊加载位置的损伤形式和变形特征。结果显示薄层层压板渐进失效过程主要损伤形式和传统厚度复合材料层压板相比基本一致,主要包括纤维断裂、基体开裂、纤维扭折和纤维/基体脱胶。然而,在传统厚度层压板复合材料中常见的失效方式即在挤压失效平面区域和拉伸失效平面区域广泛存在的分层损伤并未出现,这主要是薄层复合材料对初始损伤裂纹有效抑制的结果。由于损伤抑制作用,薄层层压板可在加载过程中承受更高的挤压载荷,具有更大的损伤容限。     

Effects of sintering temperature and time on defect evolution and compression properties of Ti-Al3Ti laminated composites

For metal-intermetallic laminated composites, various types of defects often occur during the preparation process. This paper studied the evolution and formation mechanism of defects,such as pores, tunnel cracks, and delamination cracks in Ti-Al₃Ti laminated composites prepared by vacuum hot-pressing method. Moreover, quasi-static and dynamic compression tests were performed to study the effects of pores and delamination cracks on the compression properties of the composites. The resu...     

基于热力耦合层合板雷击损伤特性分析

为研究复合材料层合板在雷电流作用下的烧蚀损伤力学特性,建立复合材料雷击热力耦合有限元分析模型,与文献实验结果对比验证模型的有效性。根据Hashin三维失效准则编写用户材料子程序,分别得出层合板雷击烧蚀区域周围出现的力学损伤、各层力学损伤分布以及首层在不同方向上的应力分布,分析得出层合板的烧蚀损伤随雷电流持续时间的变化规律。结果表明:由于存在较高的温度梯度,导致层合板出现较大的热膨胀应力,进而导致层合板内部产生各种力学损伤,即基体开裂、分层及纤维断裂;雷击电流施加时间、峰值电流与温度场均对层合板烧蚀面积产生较大的影响。     

复合材料层合板低速冲击响应的有限元分析

针对低速冲击作用下的复合材料层合板,采用冲击接触定律、失效准则和材料性能退化技术,建立了冲击的三维有限元模型。利用所建的模型对层合板的冲击过程进行分析,并将有限元分析结果和试验结果进行了比较,验证了本文所建模型的正确性,同时分析了层合板在不同冲击速度时的响应。