复合材料叠层板壳材料非线性有限元分析

 本文采用通用于复合材料叠层厚、薄板壳的Heferosis三维退化曲壳元,利用Hill屈服准则和层状模型法,研制了针对金属基复合材料叠层板壳进行弹塑性分析的超参元程序。算例结果表明,叠层板壳分析方法和所编程序是可靠的,精度良好。     

复合材料、蜂窝夹层和/或金属结构有限元分析

本文针对复合材料层钣的特点发展一种新的层钣有限元分析方法,建立了等参体元、超参壳元、体-壳过渡元及元外节点元的刚度矩阵。这些元素适用于各向同性材料、正交异性材料、蜂窝夹层和/或复合材料层钣的有限元分析,可以逼真地描述形状复杂的结构;还可以用来解决当前复合材料层钣研究的重大课题——层间应力计算问题。从工程应用出发,探讨了上述各种结构的最大承载能力,利用增量变刚度法提出一种解决复合材料这一非线性问题的分析方法。文中给出了一些算例,计算结果表明,所述方法是十分有效的。     

蜂窝夹芯旋转壳的屈曲分析

蜂窝夹芯复合材料旋转壳是航天器中的重要部件,且常常与其它部件互相联结,联结区局部高应力往往诱发复杂的局部屈曲模态,为此发展了一套有限元求解方案。针对蜂窝夹芯层合壳体构造了一种基于相对自由度技术的32节点三层壳元,这种单元避免了传统壳元的转动自由度,易与三维实体单元连接,使变厚度、带有补强的复合材料层合壳体等复杂结构得以正确建模。同时运用旋转周期结构有限元技术对大规模的空间蜂窝夹芯层合结构成功实施了屈曲分析。数值算例表明了计算策略的有效性和优越性。     

机身复合材料加筋板壳的稳定性及强度分析系统

随着先进复合材料在飞机主承力结构（如机身结构）中的大量应用,工程上迫切需要大型复合材料加筋板壳的快速建模打样计算、稳定性（刚度）和强度分析的理论和程序支持。基于稳定性理论,并综合复合材料任意加筋板壳有限单元和复合材料层合板壳失效理论等方面的成果,开发了一个机身复合材料加筋板壳结构的稳定性及强度分析程序(CSSAP)。该程序系统不仅可以进行复合材料（加筋）板壳的线性稳定性和强度分析,还可进行非线性稳定性和强度分析;可对较粗的网格划分,得到临界屈曲应变和后屈曲时的应力。通过一些算例与文献结果的对比,表明本程序系统能够满足工程上的精度要求。并且,通过对实际机身一个典型复合材料加筋板壳的计算,表明本程序系统也可用于飞机工程复杂结构的分析。     

喷射氧化法制备Al／Al2O3复合材料

本文提出了一种制备Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３复合材料的熔体喷射氧化技术，通过使铝熔体发生快速氧化生成Ａｌ２Ｏ３，凝固后即获得具有弥散分布Ａｌ２Ｏ３质点的铝基复合材料。对复合材料的微观结构进行了观察分析，研究了工艺因素对Ａｌ２Ｏ３质点数量及尺寸的影响。试验表明，复合材料中Ａｌ２Ｏ３质点分布均匀，其尺寸在１０μｍ以内，通过调节工艺因素，可以方便地控制铝熔体的氧化程度，从而控制复合材料中的Ａｌ２Ｏ３质点的数量。     

SiCw／Al复合材料时效行为的研究

研究了６０６１Ａｌ合金和ＳｉＣＷ／６０６１Ａｌ复合材料在１７０℃、１９０℃和２２０℃三种温度下的时效析出行为，分析了峰时效温度对６０６１Ａｌ合金和ＳｉＣＷ／６０６１Ａｌ复合材料拉伸性能的影响。研究结果表明，６０６１Ａｌ合金弹性模量不随峰时效温度的提高而发生变化，屈服强度和抗拉强度随峰时效温度的提高而略有下降；ＳｉＣＷ／６０６１Ａｌ复合材料的弹性模量则随峰时效温度的提高而略有下降，ＳｉＣＷ／６０６１Ａｌ复合材料屈服强度和抗拉强度随峰时效温度的提高而明显降低。     

硅溶胶壳型工艺的研究

对用于制造定向凝固空心无余量叶片的高温壳型，即８１１Ａ氧化铝壳型，在生产中出现的问题进行了分析，提出了涂料配制、壳型干燥等方面的改进措施。     

复合材料板壳结构铺层设计与工程应用

提出了以层压板分层为基本单位，用满应变设计导层板厚度，以应变能原理调整分层比例的二级优化策略，给出了复合材料板壳结构铺层设计的方法，将其编入ＣＯＭＰＡＳＳ３．０版本中。工程应用表明，该方法实用可靠，设计效率高，优化设计软件ＣＯＭＰＡＳＳ为工程技术人员提供了有效的设计手段。     

等效刚度法在动特性分析中的应用

对于含有楔环的导弹结构在进行动特性分析时，提出一种等效刚度方法，即分别建立导弹的体元和壳元模型，对于体元模型进行含接触元的非线性静力分析，通过不断调整壳元模型连接部位的单元刚度，使壳元模型全结构的挠曲线方程与体元模型分析结果相一致，最后较准确地进行了含有楔环导弹结构的动特性分析。     

摆动喷管结构分析的半解析法

针对摆动喷管结构轴对称的特点，采用半解析法，选用精度较高的八结点等参数环元，对缠绕复合材料旋转体在非轴对称载荷作用下建立了有限元方程，在微机上采用ＦＯＲＴＲＡＮ语言编写了计算程序。通过算例，验证了此种方法的正确性和可行性，应用本文所提供的计算方法和程序，对某型固体火箭发动机缠绕复合材料摆动喷管进行了静力分析，从而给出了喷管静力分析的一种工程计算方法。     

界面状况对SiCp／Al复合材料断裂特征影响的初探

采用带拉伸实验台的扫描电子显微镜对粉末冶金法制备的ＳｉＣＰ／７０７５Ａｌ复合材料进行了动态原位观察和拉伸断口分析，并利用透射电子显微镜对ＳｉＣＰ／Ａｌ复合材料的界面状况进行了初步探索。结果表明，界面结合状态直接影响复合材料的断裂特征。     

（Al2o3）p／Al复合材料的研究

本研究采用Ｌａｎｘｉｄｅ工艺制备了Ａｌ２Ｏ３颗粒增强铝基复合材料，分析了（Ａｌ２Ｏ３）ｐ／Ａｌ的微观结构，测试了铝基复合材料的拉伸性能、瞬时耐温性能、导热性能。结果表明，在渗透完全，显微结构致密；在Ａｌ２Ｏ３与Ａｌ的界面处，原位生成ＭｇＡｌ２Ｏ４尖晶石晶体复合材料的极限拉伸强度为３５０－３７８ＭＰａ，拉伸量为１０３－１２１．６ＧＰａ，断裂延伸率为１．９６％；在１０８０℃、２０ｓ的氧乙炔焰下，无烧蚀     

几种基于组合方法的复合材料层合板壳单元

 为了方便合适地选取单元进行工程分析,本文基于开放式结构有限元分析系统SiPESC.FEMS,提出一种基于经典模型的复合材料层合板壳单元程序计算框架。此框架利用组合的方法,考虑平面壳单元中板、膜单元之间的关系以及程序编制过程中的重用性、灵活性等特点,采用了软件设计中的构造器(Builder)模式实现不同的复合材料层合板壳单元。本框架具有一定的通用性和可扩展性,能够处理复杂荷载、边界条件及三维空间不同材料铺设方向的层合板壳的结构分析问题。基于此方法实现了5种复合材料层合板壳单元,通过数值算例分析对比讨论各单元性能,显示了本框架具有简单实用等特点以及采用组合方法构造单元的优势。     

先进复合材料耐热性主平价（Ⅱ）：DMA法评价复合材料的耐热性

对ＤＭＡ法评价复合材料热性进行了研究，采用ＰＥ公司的ＤＭＡ－７型和Ｄｕｐｏｎｔ９８３型动态分析仪对Ｔ３００／ＨＤ０３复合材料进行了一系列动态力学性能测试，分析了其结构与性能及性能与温度、频率的关系。     

非对称铺层复合材料板室温形状的非线性有限元分析

由于一般铺层复合材料板壳存在拉伸-弯曲、拉伸-扭转等耦合效应,在温度变化时将出现垂直于中面方向的翘曲变形,给工程使用和理论分析带来了极大的不便。但另一方面,利用非对称铺层复合材料板壳可以有效地减轻结构的重量,并可能提供利用平面模具制造曲面层合壳的新工艺。     

SiO2—AlN复合材料的热物理性质

研究了ＡｌＮ 引入量和温度对ＳｉＯ２－ＡｌＮ 复合材料的热膨胀系数和热导率的影响,并对影响ＳｉＯ２－ＡｌＮ复合材料抗热震性的诸因素做了分析。结果表明,ＳｉＯ２－ＡｌＮ 复合材料的热膨胀系数随温度的提高而增加;在同一温度下,复合材料的热膨胀系数在４００℃以上随ＡｌＮ 引入量的增加而增加。ＳｉＯ２－ＡｌＮ 复合材料的热扩散率和热导率随热压温度的提高而增加。ＳｉＯ２－ＡｌＮ复合材料的临界淬冷温度在６００℃左右。     

先进树脂基复合材料技术计划综述（一）

ＮＡＳＡ的先进复合材料技术（ＡＣＴ）计划始于１９８９年。该计划的实施途径是开发新材料，研究新的结构力学方法、设计概念和研制出比铝结构更具有经济合理性和充分发挥材料潜能的复合材料制造工艺规程。ＡＣＴ计划的目标包括使用树脂基复合材料并减重３０％～５０％、降低成本２０％～５０％，以及提供预测材料性能和结构性能的优化性能数据库。本文介绍了有关ＡＣＴ计划的地位、方案、选择的技术成果几方面的情况。     

A330／A340的复合材料承力杆件

Ａ３３０／Ａ３４０的复合材料承力杆件法国航宇公司为Ａ３３０／Ａ３４０客机研制出复合材料承力构件，现已装机使用，主要用于机身段的结构连接处。承力杆件共有６种类型，采用碳纤维／环氧树脂的复合材料杆件可比金属的轻３０％。它们是在多轴缠绕机上用纤维缠绕技术制...     

原苏联芳纶纤维性能及初步应用研究

本文叙述了原苏联生产的ＡｐＭｏｃ－Ⅱ－Ａ、ＡｐＭｏｃ－Ⅲ、ＣＢＭ－５三种牌号的芳纶纤维部分物理性能，复丝力学性能以及纤维复合材料缠绕压力容器的应用研究，同时与各国的芳纶纤维进行对照，结果表明ＡｐＭｏｃ－Ⅱ－Ａ、ＡｐＭｏｃ－Ⅲ是两种优于其他国家芳纶性能的芳纶纤维；ＡｐＭｏｃ－Ⅱ／ＡＥ－４、ＡｐＭｏｃ－Ⅲ／ＡＥ－４复合材料缠绕出来的Φ１５０ｍｍ、Φ４８０ｍｍ试验容器特性系数ＰＶ／ＷＣ值分别达到３４ｋｍ和３０ｋｍ，纤维强度转化率分别达到６８．９％、６７．ｌ％，优于Ｋｅｖｌａｒ－４９（１９６５型）／ＡＥ－４复合材料缠绕出来的压力容器。     

碳陶双基体复合材料壳结构的振动分析

针对某碳陶双基体复合材料的冲压发动机燃烧室衬套结构,在缺少复合材料机械性能参数的情况下,提出一种振动分析的工程实用方法.建立了衬套结构的有限元模型,通过固有振动特性和随机载荷环境中的振动响应计算分析,对结构的动力学设计进行评估,为复合材料壳结构的振动分析以及冲压发动机中典型壳结构的动力学设计和评估提供参考.