碳纤维缠绕复合气瓶的有限元数值分析

在仅考虑内压作用下,参考DOTCFFC标准对碳纤维缠绕压力容器在不同工况的应力、应变分布进行了有限元数值模拟研究。采用MSC.Marc大型有限元程序建立纤维缠绕复合材料气瓶的有限元模型,建模过程中将纤维缠绕层视为复合材料层合板处理,并对封头处缠绕层厚度及缠绕角进行简化处理。通过有限元数值计算,确定了气瓶的最佳预紧压力。计算中考虑了纵向缠绕角的变化在爆破压力下对气瓶的影响。数值计算结果表明:气瓶的应变以瓶身中部和肩部两侧的环向处应变最大,而气瓶肩部的变形并不明显。通过气瓶承受内压爆破试验的实验验证与数值计算结果基本符合,表明模型的简化和建立是合理可行的。研究结果为复合材料气瓶的优化设计提供了理论依据。     

复合材料气瓶有限元分析与爆破压力预测

利用ANSYS大型有限元程序建立了复合材料气瓶的有限元模型,建模中将纤维缠绕层作为复合材料层合板处理,考虑了封头处缠绕层厚度及缠绕角沿子午线不断变化的情况。针对建立的模型进行了气瓶在几个工况点下的变形分析,利用最大应变准则预测了气瓶的爆破压力。通过分析结果与相应试验结果对比,验证了建模与分析方法的正确性。     

基于线粘弹性的埋入式聚合物光纤传感器应变传递研究

以埋入固体火箭发动机纤维缠绕壳体的聚合物光纤传感器为研究对象,分析了传感器与复合材料基体之间界面应变传递机理。考虑到光纤传感器和中间粘贴层为高分子聚合物,建立了包含纤芯、包层、中间粘贴层和材料基体的多层界面线粘弹性应变传递模型,推导了应变传递率和平均应变传递率,同时分析了多个中间粘贴层的应变传递情况。结果表明,聚合物光纤传感器所测的应变低于复合材料基体的真实应变,准静态应变传递率低于瞬时应变传递率,随着时间的推移,应变传递率会下降。     

碳/环氧复合材料层板基体裂纹的检测与分析

本工作从实验和计算两方面测算碳/环氧复合村料在拉伸载荷下,[0/90]s、[±45]_(s),]11=11]碳布三种层板基体裂纹发生的形式和应变水平,以期能预测不同裂纹产生的载荷门槛值。结果表明:采用声发射技术跟踪配合显微观测碳/环氧层板初始损伤(基体裂纹、脱层等)的应力水平,并采用能量判据有限无计算裂纹扩展的临界应变能释放率,计算和实验结果比较,符合较好。     

混杂纤维复合材料受拉构件的最优混杂比研究

基于复合材料力学中的复合定律和断裂应变破坏准则,讨论了混杂纤维复合材料的断裂特性,得到了以纤维层拉伸强度和拉伸模量表示的两种纤维混杂复合材料受拉构件的临界混杂比和拉伸强度;并讨论了最优混杂比的选取方法。算例表明,文中给出的最优混杂比的确定,就是一种满应力的优化设计,它可用于固体火箭发动机混杂纤维缠绕壳体的初步设计。     

临界倾角轨道卫星双轴太阳翼热性能研究

卫星太阳翼的在轨温度状况直接影响电池阵的光电转换效率及太阳翼的可靠性。分析了 临界倾角轨道β角的变化规律,利用Ideas TMG建立了双轴太阳翼的轨道热分析模型, 根据β角和摆动轴位置设计了温度计算工况。对影响太阳翼温度状况的相关参数进行了 灵敏度分析,研究了临界倾角轨道卫星双轴太阳翼不同工况下的温度与温差变化。β角 的分析方法及太阳翼的建模方法适用于其它卫星及其太阳翼的热分析。     

子阵级数字阵列雷达单脉冲测角精度影响因素分析

为了提高子阵级数字阵列雷达(DAR)单脉冲测角精度以及算法稳健性,针对数字干涉法和数字相位和差单脉冲测角方法进行了对比试验性仿真.对基于子阵级DAR的两种方法进行了原理分析和测角建模,并重点针对影响测角性能的主要因素如信噪比、幅相误差(重点是子阵级)以及波束指向偏差等进行了性能对比仿真分析,仿真结果表明:当目标信噪比超过10dB时,干涉测角算法测角性能比相位和差法更加稳健(尤其是当波束指向误差较大时).仿真结果和结论可以为子阵级DAR系统工程化设计提供参考.     

基于时频子空间的DOA估计

提出了一种基于时频子空间的到达角 (DOA)估计新方法。传统的子空间测向方法由于本身固有的原因 ,存在三个缺陷 :无法分辨到达角相近甚至重合的信号 ;信号个数必须小于阵元个数 ;对多个不同中心频率的窄带信号测角时 ,必须进行频域搜索。把时频分析用于阵列信号处理 ,利用信号的时频脊点构造空域时频分布矩阵 (STFD) ,以代替传统的阵列相关矩阵 ,同时可以确定信号的导向矢量。通过对STFD矩阵进行特征分解来估计出信号子空间和噪声子空间 ,从而估计出信号的到达角。克服了传统子空间测向方法的缺陷 ,提高了测向能力。最后对非平稳信号进行了仿真 ,证实了时频子空间测向的优越性。     

细观尺度下推进剂/衬层/绝热层界面多角度拉伸过程中的变形测量与分析

为了研究细观尺度下推进剂/衬层/绝热层界面多角度拉伸过程中的变形特点与破坏模式,使用拉压力传感器、三目金相显微镜等设备获取多角度拉伸过程中的应力数据与界面形貌演化图像,采用数字图像相关技术对多角度拉伸过程的图像序列进行处理,获取了细观尺度下界面多角度拉伸过程中的应变场演化情况。实验结果表明,粘接试件在0°拉伸时的抗拉强度最大,90°拉伸时的伸长率最大;随着拉伸角度的增加,应力-应变曲线的加载段和卸载段均逐渐变缓,表面的应变集中区域由衬层/绝热层界面附近,变化为推进剂/衬层界面附近,最后两个界面附近均出现了明显的应变集中现象;45°拉伸时,推进剂与衬层表面应变随拉伸载荷的增加而增加,绝热层的模量高,应变变化幅度小,推进剂表面的平均正应变高于衬层,平均切应变低于衬层。所采用的实验方法可较好地测量界面在多角度拉伸过程中的变形,为发动机粘接结构的完整性分析提供参考。     

破片速度对碳纤维层合板冲击损伤的影响

为提升战斗部破片对航空复合材料结构的毁伤效果,采用空气炮冲击、数值仿真、战斗部静爆试验等手段,研究了层合板冲击损伤类型和分层面积随破片速度的变化规律,并分析了损伤机理。研究表明:层合板冲击损伤类型、机理和程度,与破片速度和层合板冲击临界速度(即冲击物穿透层合板的最小速度)的相对大小有关。在本文试验速度范围内,当破片速度小于层合板冲击临界速度时,造成背面裂缝型损伤,分层面积随破片速度增大而增大;当破片速度略大于层合板冲击临界速度时,造成背面炸裂型损伤,分层损伤范围最大;而更高的破片速度则造成切孔型损伤,分层损伤面积随破片速度的增大而减小,并趋近于切孔面积。为提高对复合材料结构的毁伤效果,应使破片着靶速度略大于层合板的冲击临界速度。     

空天瞭望

印探月器可能携带美雷达；欧美要联手探测木卫二；德尔它4H失败乃气泡造成；美一旅游公司把发射场选在卡角；美科学家呼吁停止为部署拦截弹拨款；美发射自主交会技术验证卫星；     

简讯

火星探测路不平　火星极区着陆器的丢失(本期有专门报道)使美国火星探测史又添“败笔”,并可能使美2013年前每隔两年便向火星发射探测器的计划放慢速度。1964年以来,美共进行了13次火星探测,其中5次失败,8次成功(3次软着陆)。美初期的火星探测还算顺利,但1993年以来只把火...     

空天瞭望

德国宇航院研究亚轨道远程客机德国宇航研究院(DLR)航天运载系统分析小组正在开展一项概念和技术研究,对象是可乘50位乘客的一种可重复使用两级远程飞行火箭。该院研究人员认为,亚轨道旅游用的运载系统可用于洲际运输市场。他们研究的概念飞行器称为“太空航班”,采用液氢/液氧     

空天瞭望

巴拟发射遥感卫星；三位X-15试飞员络获宇航员资格；“太空船三号”将开展轨道游；国际通信卫星公司吞并泛美卫星公司；印欧签署伽利略计划协议；日本研制H-2B火箭；马要发射5颗管三代卫星；挪威公司试验混合发动机；美公司做天梯试验；德尔它2发射攻进型GPS卫星；格里芬称航天飞机和空间站却是错误；SMART成功延寿；奥尔杰成第三位太空游客；发射消息。[编者按]     

空天瞭望

法政府同意联盟号在库鲁发射 　　法国政府将支持在法属圭亚那库鲁发射由阿里安航天公司下属的斯达西姆公司经营的俄制联盟 ST运载火箭。斯达西姆公司将用 2.5亿美元在库鲁原 1号发射场或其它位置建设一座专用发射台。配备“弗雷盖特”上面级的联盟 ST在库鲁发射时可将 2吨重的     

简讯

电视大奖自，终点和平号美国全国广播公司正在开办一个新的电视娱乐节目，叫作“终点和平号”。参加该节目下的冒险比赛的一名优胜者将取得到俄和平号空间站一游的机会。根据与负责和平号商业推销工作的和平公司的协议，有12位美国市民将进行宇航员培训。他们当中每周将有一人被淘汰。在最后一次2小时的节目中，入围决赛的选手将会聚发射场，获胜选手将立即随同两名专业宇航员乘联盟号飞船上天。全国广播公司将对飞船的此次飞行做现场直播。和平公司此前已揽到一位和平号游客。这位名叫蒂托的人将在明年上站，差旅费为200O万美元。（力）太…     

空天瞭望

意规划新一代雷达卫星；印低温级完成全程试验；罗塞塔成功飞越地球；阿联酋将发射遥感卫星；美将在南极试验月球居住舱；韩国2020年发射探月卫星。     

空天瞭望

<正>美商业发射责任保护措施续延3年根据奥巴马总统2009年12月28日签署的一项法案,美国政府将在今后3年内继续为商业航天发射厂家提供灾难性事件责任保护。这项措施要求联邦政府就超过5亿美元、最高15亿美元的发射相关损失第三方索赔向商业发射厂家进行补偿。超过15亿美元后,责任仍由商业发射     

空天瞭望

印拟用煤油作火箭燃料印度航天科学家正在探讨利用煤油作为其运载火箭的燃料,以图降低卫星发射成本。印空间研究组织下属