金属−复合材料混合连接结构失效行为研究进展

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作者 刘勇 曹京宜 +4 位作者 蔡伟 方志刚 殷文昌 胡海晓 曹东风 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期185-202,共18页

随着复合材料的大规模应用,复合材料与金属结构的组合使用在工程中变得日益普遍,这对其接头设计提出了新的要求。分析了金属−复合材料混合结构螺栓连接强度和失效分析的研究现状,探讨了接头形式、配合间隙、几何参数、复合材料铺层设计... 随着复合材料的大规模应用,复合材料与金属结构的组合使用在工程中变得日益普遍,这对其接头设计提出了新的要求。分析了金属−复合材料混合结构螺栓连接强度和失效分析的研究现状,探讨了接头形式、配合间隙、几何参数、复合材料铺层设计、螺栓预紧力和服役环境等因素对混合连接结构力学性能和失效模式的影响规律,并详细讨论了温度与机械载荷共同作用下的失效机制。此外,还总结了金属−夹芯复合材料连接结构失效行为的相关研究。研究表明,目前发展的实验方法和数值模型可用于辅助金属−复合材料螺栓连接接头的设计,推动复合材料在舰船工程结构中的应用。 展开更多

关键词 复合材料 混合连接结构 力学性能 失效模式 实验 数值分析

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基于SVR代理模型与NSGA-Ⅱ算法的新型钛合金复合装甲抗弹性能优化设计

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作者 张青松 赵冰 +2 位作者 孔祥韶 周沪 吴卫国 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期203-216,共14页

[目的]为缩小传统拼接式复合装甲的破坏范围,提出一种由钛合金(TC4)面板、碳化硅(SiC)陶瓷、高强聚乙烯(UHMWPE)层合板和一体式的TC4格栅及背板组成的新式复合装甲结构,通过结构优化设计增强此装甲结构抗弹性能,实现结构轻量化目标。[方... [目的]为缩小传统拼接式复合装甲的破坏范围,提出一种由钛合金(TC4)面板、碳化硅(SiC)陶瓷、高强聚乙烯(UHMWPE)层合板和一体式的TC4格栅及背板组成的新式复合装甲结构,通过结构优化设计增强此装甲结构抗弹性能,实现结构轻量化目标。[方法]采用数值计算方法对新式复合装甲抗弹性能进行对比研究。首先,建立复合装甲抗弹性能的快速预报代理模型,分析结构参数与弹体剩余速度和面密度之间的相关性分析;然后,采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对复合装甲的结构参数进行优化。[结果]结果表明:相比于传统的拼接式复合装甲结果,新式复合装甲结构在一体式TC4格栅和背板的防护下,弹体剩余速度降低了11.7%,破坏范围缩小60.9%且局限于格栅内部,其余区域结构的完整性较好,提高了拼缝处防护薄弱区域的抗弹性能;弹体剩余速度与UHMWPE层合板厚度的相关性最强,与TC4背板厚度的相关性最弱。优化后的结构设计方案如下:SiC陶瓷面板厚度4.25 mm,UHMWPE层合板厚度10.65 mm,TC4背板厚度0.52 mm。优化后的弹体剩余速度和面密度分别降低21.0%和5.3%。[结论]与拼接式复合装甲相比,新式复合装甲结构具有更优异的抗侵彻性能;基于SVR代理模型和NSGA-Ⅱ优化算法对复合装甲进行结构优化设计的方法可行有效;研究结果可为复合装甲结构设计及其优化提供新的理论和实践参考。 展开更多

关键词 复合装甲 抗爆性能 抗弹性能 多目标优化 轻量化 相关性分析 NSGA-Ⅱ算法 代理模型

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S2/430LV复合材料拉——剪疲劳材料许用值试验 被引量：5

3

作者 陈国涛 邓波 梅志远 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2016年第3期55-60,共6页

面内纵横剪切强度是衡量复合材料层合板强度特性的重要指标之一,而S2/430LV复合材料是目前较为常用的一种典型舰用复合材料体系。首先,依据规范GB/T 3355-2005开展±45°面内拉—剪强度试验研究,测试结果表明,在拉—剪载荷作用... 面内纵横剪切强度是衡量复合材料层合板强度特性的重要指标之一,而S2/430LV复合材料是目前较为常用的一种典型舰用复合材料体系。首先,依据规范GB/T 3355-2005开展±45°面内拉—剪强度试验研究,测试结果表明,在拉—剪载荷作用下,S2/430LV复合材料的载荷/位移曲线存在两阶段和弧形过渡区特征。取初始损伤后的线性段与弧形段的切点为剪切强度的基准点(对应剪切强度为τB),分别选取不同折减系数下的载荷值来开展拉—剪疲劳特性、疲劳承载后剩余刚度和强度试验研究。结果表明:计及机械疲劳承载时,S2/430LV复合材料面内剪切强度材料许用值的折减系数可取为0.75。该结论对舰艇复合材料结构可靠性设计与分析具有重要的参考意义。 展开更多

关键词 面内纵横剪切强度 复合材料层合板 拉-剪疲劳 折减系数

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舰船复合材料夹层板架结构的分级递进优化设计方法 被引量：9

4

作者 周晓松 梅志远 《中国舰船研究》 2014年第4期63-69,共7页

由于复合材料板架结构具有各向异性、界面复杂及可设计变量众多等特性,因而在开展优化设计时往往困难重重。对此,采用分级递进优化设计方法。以某型舰甲板室舷侧复合材料夹层板架结构为对象,首先根据工程实际并结合复合材料板架结构的... 由于复合材料板架结构具有各向异性、界面复杂及可设计变量众多等特性,因而在开展优化设计时往往困难重重。对此,采用分级递进优化设计方法。以某型舰甲板室舷侧复合材料夹层板架结构为对象,首先根据工程实际并结合复合材料板架结构的设计特点,提取所有可设计变量,并在此基础上分析所有设计变量的灵敏度特征规律;然后,对该夹层板架结构进行两级优化计算与分析;最后,对优化前后的计算结果进行对比分析。研究结果表明,分级递进优化设计方法能有效解决复杂的复合材料板架结构多变量设计问题。 展开更多

关键词 复合材料 夹层板 加筋板 分级递进优化

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一种复合材料—钢连接结构极限承载能力试验与数值研究 被引量：3

5

作者 孙九霄 郑绍文 蔡敬标 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2015年第1期27-31,45,共6页

夹芯复合材料因其结构力学性能优异,耐腐蚀,已被广泛运用于船舶行业。首先,以复合材料甲板室中的夹芯复合材料—钢连接结构为对象,通过试验,得到夹层板的载荷位移曲线,推断出夹层板的极限载荷。然后,对经典层合板理论、Reissener夹层板... 夹芯复合材料因其结构力学性能优异,耐腐蚀,已被广泛运用于船舶行业。首先,以复合材料甲板室中的夹芯复合材料—钢连接结构为对象,通过试验,得到夹层板的载荷位移曲线,推断出夹层板的极限载荷。然后,对经典层合板理论、Reissener夹层板理论、Hoff夹层板理论和杜庆华夹层板理论进行对比分析,并选用Hoff夹层板理论为理论模型,通过有限元软件模拟分析,并与试验结果进行对比,验证了分析结果的可靠性,可为复合材料连接结构设计提供有益的指导。 展开更多

关键词 复合材料 连接结构 极限强度 结构设计

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声隐身超材料发展综述 被引量：17

6

作者 许伟龙 彭伟才 +1 位作者 张俊杰 何雪松 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2020年第4期19-27,35,共10页

随着声呐技术逐步实现低频探测等特点,声隐身技术的发展面临巨大挑战。声学超材料是一类具备超常物理特性的人工复合材料,可以实现小尺寸结构对大波长(低频)声波传播的抑制。从减隔振、吸隔声以及声目标强度3个方面分析声学超材料的特性... 随着声呐技术逐步实现低频探测等特点,声隐身技术的发展面临巨大挑战。声学超材料是一类具备超常物理特性的人工复合材料,可以实现小尺寸结构对大波长(低频)声波传播的抑制。从减隔振、吸隔声以及声目标强度3个方面分析声学超材料的特性,探讨声学超材料用于水下航行器声隐身的前景。与传统材料相比,声学超材料在降低水下航行器低频辐射噪声,牵引新型声隐身技术的发展方面有着广阔的应用前景。 展开更多

关键词 声学超材料 减隔振 吸隔声 声目标强度 声隐身

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高硬度聚脲涂覆FRC复合结构抗冲击性能试验分析 被引量：8

7

作者 赵鹏铎 贾子健 +3 位作者 王志军 张磊 徐豫新 张鹏 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期7-13,共7页

[目的]为了分析玻璃纤维—芳纶(FRC)底材涂覆硬质聚脲的复合结构的抗冲击性能,[方法]采用口径12.7mm的弹道枪进行破片冲击加载,得到破片的弹道极限速度,分析获得不同工况下复合结构靶板的极限比吸收能。在此基础上,结合靶板的宏观破坏形... [目的]为了分析玻璃纤维—芳纶(FRC)底材涂覆硬质聚脲的复合结构的抗冲击性能,[方法]采用口径12.7mm的弹道枪进行破片冲击加载,得到破片的弹道极限速度,分析获得不同工况下复合结构靶板的极限比吸收能。在此基础上,结合靶板的宏观破坏形貌,讨论2种不同聚脲涂覆复合结构的抗冲击性能的优劣性,并与软质聚脲涂覆复合结构进行对比,以验证涂覆硬质聚脲复合结构的最佳抗冲击性能。[结果]研究表明,作为背弹面涂层时,软质聚脲涂覆复合结构的抗冲击性能较好;作为迎弹面涂层时,硬质聚脲涂覆复合结构的抗冲击性能较好;两种聚脲涂层作为迎弹面的复合结构抗冲击性均优于背弹面和双面复合结构。[结论]在一般工程应用防护中,选用高硬度聚脲材料作为迎弹面涂层的防护效果更好。 展开更多

关键词 抗爆抗冲击 复合材料 高硬度聚脲 软质聚脲 防护结构 弹道极限速度

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复合材料导管导流罩渐进失效分析

8

作者 李彬 朱枭猛 +1 位作者 陶江平 孙宜强 《造船技术》 2022年第3期24-30,共7页

基于连续损伤力学(Continuum Damage Mechanics,CDM)理论对复合材料导管导流罩进行渐进失效分析,结合刚度降级方法从材料失效角度对导流罩结构极限承载能力和失效演变情况进行研究。利用APDL参数化语言编写程序建立复合材料导管导流罩... 基于连续损伤力学(Continuum Damage Mechanics,CDM)理论对复合材料导管导流罩进行渐进失效分析,结合刚度降级方法从材料失效角度对导流罩结构极限承载能力和失效演变情况进行研究。利用APDL参数化语言编写程序建立复合材料导管导流罩有限元模型,应用多帧重启动及弧长法实现分析过程。根据Tsai-Wu失效准则判断复合材料损伤及损伤原因,并对失效单元进行连续记录。结果表明:复合材料导流罩结构最先出现基体开裂失效模式,此时少量破坏对导流罩整体结构性能影响较小;随着载荷继续增加出现纤维断裂失效模式;在纤维断裂大规模出现时,载荷位移非线性关系逐渐明显,结构性能急剧下降;整个过程几乎没有出现界面剪切失效情况。根据结构载荷位移曲线和失效单元数目变化情况,导流罩承载时的Tsai-Wu失效因子作为复合材料导管导流罩的强度校核指标具有理论和实际意义。 展开更多

关键词 复合材料 导管导流罩 渐进失效 连续损伤力学理论 刚度降级

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基于功率流的复合材料层合板连接节点振动传递特性 被引量：2

9

作者 武大江 梅志远 周振龙 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第2期114-120,共7页

[目的]为了研究复合材料层合板连接节点的振动传递特性,提出一种采用有限元功率流法并结合功率流可视化技术的分析方法。[方法]首先,验证用有限元实体单元功率流描述板壳振动的有效性;然后,引入功率流传递率评价指标,提出有限元模型功... [目的]为了研究复合材料层合板连接节点的振动传递特性,提出一种采用有限元功率流法并结合功率流可视化技术的分析方法。[方法]首先,验证用有限元实体单元功率流描述板壳振动的有效性;然后,引入功率流传递率评价指标,提出有限元模型功率流传递率的计算方法,并以导纳功率流法计算结果为参照来验证其有效性;最后,建立嵌入式连接和螺钉连接这2种复合材料层合板的连接模型,计算其功率流传递率曲线和典型功率流矢量图。[结果]对比验证结果表明,2种连接模型的振动传递路径和功率流传递率存在明显差异。[结论]有限元功率流法直观反映了连接结构的振动传递能力及振动能量传递路径,可为复合材料结构设计提供参考。 展开更多

关键词 复合材料层合板 连接结构 功率流 振动传递 有限元法

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夹芯复合材料T型接头制备工艺及力学性能试验研究 被引量：5

10

作者 陈亮 杨坤 《中国舰船研究》 2014年第4期70-75,共6页

针对复合材料夹芯板结构非平面内连接要求,提出一种夹芯复合材料T型接头结构形式及其真空辅助成型制备方法。针对T型接头弯曲试件和剪切试件,分别开展三点弯曲试验和剪切试验,分析该型接头制备工艺稳定性、极限承载能力和破坏模式。研... 针对复合材料夹芯板结构非平面内连接要求,提出一种夹芯复合材料T型接头结构形式及其真空辅助成型制备方法。针对T型接头弯曲试件和剪切试件,分别开展三点弯曲试验和剪切试验,分析该型接头制备工艺稳定性、极限承载能力和破坏模式。研究结果表明:T型接头所采用的制备工艺稳定性较好;该接头弯曲刚度为1.44 kN/mm,极限弯矩达到1.15 kN·m;剪切刚度为230 N/mm,极限抗剪弯矩高于348 N·m。结构主要破坏模式:1)弯曲试件:梯形过渡区拐角处出现初始损伤,接头强度失效模式为梯形过渡区复合材料表层与填充芯材界面剥离;2)剪切试件:楔形搭接区端部初始剥离,继而45°增强层与夹芯板条界面剥离,最后,梯形过渡区复合材料表层与45°增强层和填充芯材之间界面剥离,结构崩溃破坏。 展开更多

关键词 夹芯复合材料 T型接头 力学性能 破坏模式

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复合材料修复含裂纹圆管的三点弯曲试验及仿真研究 被引量：1

11

作者 于梓贤 骆伟 +1 位作者 沈志远 刘敬喜 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第S01期97-105,共9页

[目的]为研究裂纹管道在用纤维增强聚合物加固后的承载特性和失效模式,对用环氧树脂胶粘贴碳纤维布加固的含裂纹铝合金圆管进行三点弯曲试验。[方法]首先,比较修复前、后的载荷位移曲线并对修复效果进行评估;然后,讨论裂纹长度、碳纤维... [目的]为研究裂纹管道在用纤维增强聚合物加固后的承载特性和失效模式,对用环氧树脂胶粘贴碳纤维布加固的含裂纹铝合金圆管进行三点弯曲试验。[方法]首先,比较修复前、后的载荷位移曲线并对修复效果进行评估;然后,讨论裂纹长度、碳纤维布修复宽度及厚度对构件承载力与破坏形态的影响;最后,建立碳纤维布修复裂纹管道的三点弯曲仿真模型,用以模拟胶层和碳纤维布的失效,并将试验与仿真结果进行比较。[结果]结果显示,3层碳纤维布能够有效抑制裂纹扩展,随着碳纤维布加固层数和铺层长度的增加,构件的极限承载力显著提高,4层碳纤维布修复试件的最大承载力已经大幅超过无裂纹管,但同时也会降低管道的延展性和抗剪承载能力;在相同修复层尺寸下,裂纹管道修复后的极限承载力随裂纹长度的增加快速降低。[结论]研究结果对实际工程中裂纹管道加固有一定的指导和借鉴意义。 展开更多

关键词 铝合金圆管 裂纹 碳纤维布 三点弯曲 承载力

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轻型复合材料上层建筑与钢质船体连接结构设计分析 被引量：6

12

作者 李涵 郭占一 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2020年第4期36-45,共10页

[目的]设计可靠、有效的复合材料上层建筑与钢质主船体连接结构是复合材料上层建筑在舰船上应用面临的难点之一。[方法]综合考虑各种连接结构的优、缺点,采用“π”型双螺栓、双剪切连接形式设计复合材料与钢连接结构。提取上层建筑与... [目的]设计可靠、有效的复合材料上层建筑与钢质主船体连接结构是复合材料上层建筑在舰船上应用面临的难点之一。[方法]综合考虑各种连接结构的优、缺点,采用“π”型双螺栓、双剪切连接形式设计复合材料与钢连接结构。提取上层建筑与主船体连接位置在浪花飞溅冲击载荷作用下的垂向反力及弯矩作为设计载荷,利用有限元软件ANSYS校核2种工况下的强度。[结果]计算结果表明,各项需要考核的应力指标均小于材料的极限应力,并且保留了一定的安全裕度,所设计的连接结构较为合理、可靠。[结论]在2种设计工况的强度校核中,泡沫芯材剪切应力的安全裕度最小;对于芯材较厚的夹芯板,泡沫芯材的剪切应力是薄弱环节,故在设计复合材料夹芯板连接结构时,应重点关注芯材的剪切问题。 展开更多

关键词 复合材料 上层建筑 连接结构 强度校核

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气垫船用复合材料空气导管结构布局和优化设计 被引量：2

13

作者 方若愚 鲍文倩 +1 位作者 裴轶群 黄如祎 《造船技术》 2022年第4期43-47,52,共6页

根据空气导管的结构特点,考虑复合材料设计和制造一体化的特性,结合复合材料结构力学基本原理,提出一种可行的气垫船(Air-Cushion Vessel,ACV)用复合材料空气导管结构布局和优化设计方案。基于多约束目标优化对空气导管、内部加强结构... 根据空气导管的结构特点,考虑复合材料设计和制造一体化的特性,结合复合材料结构力学基本原理,提出一种可行的气垫船(Air-Cushion Vessel,ACV)用复合材料空气导管结构布局和优化设计方案。基于多约束目标优化对空气导管、内部加强结构的构型及尺寸等进行总体布局设计和优化,并利用有限元分析方法对导管结构进行极限过载的等效分析。计算结果表明,该复合材料空气导管结构在极限过载工况条件下可保持正常运行,满足结构整体的强度和刚度要求。 展开更多

关键词 气垫船 空气导管 复合材料 结构布局 优化设计

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复合材料舵固有频率优化设计 被引量：2

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作者 吴加同 石敏 任春雨 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2018年第2期84-90,共7页

[目的]舰船舵体结构在舰船航行中不可避免地会发生振动,有必要通过合理的优化设计来使舵体结构的一阶固有频率避开其工作频率。[方法]为此,从3个方面讨论复合材料舵一阶固有频率的优化设计问题,基于有限元软件ABAQUS完成复合材料舵的仿... [目的]舰船舵体结构在舰船航行中不可避免地会发生振动,有必要通过合理的优化设计来使舵体结构的一阶固有频率避开其工作频率。[方法]为此,从3个方面讨论复合材料舵一阶固有频率的优化设计问题,基于有限元软件ABAQUS完成复合材料舵的仿真分析,并在给定初始设计参数后再计算初始的一阶固有频率。首先,开展骨架布局的规律分析,通过对照10组骨架布局形式下的固有频率大小,确定较优的骨架形式;然后,基于Isight优化软件,运用梯度算法NLPQL对纵、横骨架厚度进行优化分析;之后,同样采用Isight软件,基于LSGRG算法对蒙皮的铺层厚度进行优化;最后,通过对照10种铺层顺序形式,确定较优的铺层顺序。[结果]优化计算结果显示,复合材料舵的一阶固有频率相比初始方案提升了169.19%,同时重量下降了16.63%。[结论]表明所采用的优化思路和方法对于复合材料舵一阶固有频率的优化是可行的,并能获得令人满意的设计方案。 展开更多

关键词 复合材料舵 固有频率 梯度算法

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基于随机森林的SPS舱口盖结构性能预测

15

作者 田阿利 魏震 《计算机辅助工程》 2019年第3期39-42,共4页

为研究钢聚氨酯夹层板(steel-polyurethane sandwich plate, SPS)舱口盖的力学性能,以结构变形和应力为设计目标,选取舱口盖7个主要设计变量,对SPS舱口盖进行静强度分析,并根据分析数据建立结构变形和应力的随机森林(random forest,RF)... 为研究钢聚氨酯夹层板(steel-polyurethane sandwich plate, SPS)舱口盖的力学性能,以结构变形和应力为设计目标,选取舱口盖7个主要设计变量,对SPS舱口盖进行静强度分析,并根据分析数据建立结构变形和应力的随机森林(random forest,RF)预测模型。预测结果表明,结构变形和应力的平均相对误差分别为3.71%和2.93%,预测精度较高,可满足工程应用。 展开更多

关键词 钢聚氨酯夹层板 舱口盖 变形 应力 设计变量 随机森林

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浮力材料和橡胶格栅夹层板振动响应试验对比研究 被引量：6

16

作者 刘建良 梅志远 +2 位作者 张焱冰 唐宇航 成天健 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期1-6,13,共7页

[目的]为探究芯材对格栅夹层板振动的影响规律,[方法]以格栅夹层板为研究对象,通过试验对比浮力材料格栅夹层板和橡胶格栅夹层板在不同状态下的振动响应差异,重点分析芯材对两型板抑振效果的影响。[结果]结果表明,空气中浮力材料格栅夹... [目的]为探究芯材对格栅夹层板振动的影响规律,[方法]以格栅夹层板为研究对象,通过试验对比浮力材料格栅夹层板和橡胶格栅夹层板在不同状态下的振动响应差异,重点分析芯材对两型板抑振效果的影响。[结果]结果表明,空气中浮力材料格栅夹层板在中低频段(0~1000Hz)内的振动响应较低,橡胶格栅夹层板在高频段(1000~3000Hz)内的振动响应较低;水中由于附加质量及附加阻尼效应的影响,夹层板体质量和芯材阻尼因素对板振动响应的影响程度被弱化,夹层结构的整体及板格局部弯曲刚度成为主导性影响因素,浮力材料格栅夹层板在全频段(0~3000Hz)内的振动响应均低于橡胶格栅夹层板的。[结论]为降低振动响应,格栅夹层板芯材的刚度应接近格栅的刚度;此外,芯材密度越小,阻尼越低,格栅夹层板在空气中和水中的振动响应差异就越大。 展开更多

关键词 格栅夹层 振动响应 附加质量 附加阻尼

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气垫船复合材料导管支臂制备工艺与性能试验 被引量：2

17

作者 陈鹏宇 陈东宾 严晓娟 《造船技术》 2022年第1期64-68,共5页

分析气垫船(Air-Cushion Vessel,ACV)复合材料导管支臂制备工艺的可行性,对导管支臂样件材料的组合设计方案进行优化,确定混合纤维环氧树脂复合材料-泡沫夹芯作为导管支臂材料。考虑导管支臂结构制造的经济性和可操作性,选择整体成型模... 分析气垫船(Air-Cushion Vessel,ACV)复合材料导管支臂制备工艺的可行性,对导管支臂样件材料的组合设计方案进行优化,确定混合纤维环氧树脂复合材料-泡沫夹芯作为导管支臂材料。考虑导管支臂结构制造的经济性和可操作性,选择整体成型模式,采用真空导入模塑工艺(Vacuum Infusion Molding Process,VIMP)对导管支臂样件进行制备,并对导管支臂结构开展力学性能试验。试验结果表明,所设计的ACV导管支臂样件满足强度和刚度的使用要求,可为后续导管结构的轻量化和低成本设计提供参考。 展开更多

关键词 气垫船 复合材料 导管支臂 制备工艺 真空导入模塑工艺 性能试验

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船舶甲板超疏冰涂层的制备及其性能 被引量：2

18

作者 熊广友 张少君 +2 位作者 王明雨 王天舒 史培博 《山东交通学院学报》 CAS 2022年第2期118-126,共9页

为解决低温环境下船体表面易结冰的问题,研制一种用于船舶甲板除冰的纳米SiO_(2)-环氧树脂超疏冰涂层。采用正辛基三乙氧基硅烷(n-Octyl triethoxysilane,OTS)和全氟葵基三甲氧基硅烷(1H,1H,2H,2H-Perfluorodecyltrimethoxysilane,FAS)... 为解决低温环境下船体表面易结冰的问题,研制一种用于船舶甲板除冰的纳米SiO_(2)-环氧树脂超疏冰涂层。采用正辛基三乙氧基硅烷(n-Octyl triethoxysilane,OTS)和全氟葵基三甲氧基硅烷(1H,1H,2H,2H-Perfluorodecyltrimethoxysilane,FAS)三官能度低聚物材料对纳米SiO_(2)粒子进行疏水改性,将改性后的纳米SiO_(2)粒子溶于乙醇后,喷涂在基材表面的环氧树脂上,利用自组装技术使其表面结构高度有序,室温固化后制备超疏冰涂层。采用红外光谱仪、X射线衍射仪分析改性后的纳米SiO_(2)粒子的性能,结果表明纳米SiO_(2)粒子改性成功。利用扫描电子显微镜、热重分析仪、接触角测试仪对纳米SiO_(2)-环氧树脂涂层进行结构表征,可证明改性纳米SiO_(2)的质量分数为15%的纳米SiO_(2)-环氧树脂涂层防覆冰效果最佳,接触角为161.012°。在-30℃环境下,将0.9 mL水滴在有涂层的钢板和玻璃板上,完全结冰时间分别为103、173 s,与纯钢板和纯玻璃基材表面结冰时间相比,分别延长90、110 s,表明涂层疏冰性能较好。 展开更多

关键词 甲板除冰 超疏冰涂层 防覆冰 表面改性 低表面能

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复合材料加筋/夹层板壳声振特性研究进展 被引量：1

19

作者 武大江 梅志远 周振龙 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第4期1-8,共8页

复合材料加筋/夹层板壳结构在众多工程领域结构物中已得到广泛应用,研究其声振特性对于指导工程设计具有重要意义。本文对国内外复合材料加筋/夹层板壳结构声振特性的研究进行回顾、梳理和归纳,并探讨各种研究方法的适用性,以及未来的... 复合材料加筋/夹层板壳结构在众多工程领域结构物中已得到广泛应用,研究其声振特性对于指导工程设计具有重要意义。本文对国内外复合材料加筋/夹层板壳结构声振特性的研究进行回顾、梳理和归纳,并探讨各种研究方法的适用性,以及未来的研究趋势。综述结果表明:解析与数值相结合的研究方法兼具灵活性和高效率,是研究声振特性的有效方法,也是重要的发展方向;新材料的应用给研究带来了新变化,增大了结构动力学和声学的设计空间;现有的分析方法可以模拟出结构的任意边界条件而无法还原实际边界条件,因而需要结合试验研究作为支撑。 展开更多

关键词 复合材料 加筋板壳 夹层板壳 声振特性 弹性边界

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玻璃纤维/树脂复合材料泡沫夹层板弯曲能量耗散机制 被引量：1

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作者 周晓松 张焱冰 陈如木 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2020年第4期28-35,共8页

[目的]为了解玻璃纤维/树脂复合材料夹层板在弯曲载荷作用下的能量耗散机制,从能量耗散角度开展数值模拟分析和试验研究。[方法]基于有限元软件ABAQUS建立玻璃纤维/树脂复合材料泡沫夹层板的有限元分析模型,对三点弯曲试验中典型的破坏... [目的]为了解玻璃纤维/树脂复合材料夹层板在弯曲载荷作用下的能量耗散机制,从能量耗散角度开展数值模拟分析和试验研究。[方法]基于有限元软件ABAQUS建立玻璃纤维/树脂复合材料泡沫夹层板的有限元分析模型,对三点弯曲试验中典型的破坏模式和能量耗散机制进行模拟分析,将数值模拟结果与试验结果进行对比。在数值模型有效性分析的基础上,进一步分析面板和夹芯层厚度对玻璃纤维/树脂复合材料泡沫夹层板力学承载性能和能量耗散机制的影响。[结果]结果表明,增加表层复合材料面板厚度能够更大程度地提高玻璃纤维/树脂复合材料泡沫夹层板的比吸能效率。[结论]研究成果可为玻璃纤维/树脂复合材料泡沫夹层结构的工程防护应用设计提供参考,具有一定的理论意义和工程应用价值。 展开更多

关键词 复合材料 泡沫夹层板 破坏模式 能量耗散

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