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Optimization design of spar cap layup for wind turbine blade 被引量:1
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作者 Jie ZHU Xin CAI +1 位作者 Pan PAN Rongrong GU 《Frontiers of Structural and Civil Engineering》 SCIE EI 2012年第1期53-56,共4页
Based on the aerodynamic shape and structural form of the blade are fixed,a mathematical model of optimization design for wind turbine blade is established.The model is pursued with respect to minimum the blade mass t... Based on the aerodynamic shape and structural form of the blade are fixed,a mathematical model of optimization design for wind turbine blade is established.The model is pursued with respect to minimum the blade mass to reduce the cost of wind turbine production.The material layup numbers of the spar cap are chosen as the design variables;while the demands of strength,stiffness and stability of the blade are employed as the constraint conditions.The optimization design for a 1.5 MW wind turbine blade is carried out by combing above objective and constraint conditions at the action of ultimate flapwise loads with the finite element software ANSYS.Compared with the original design,the optimization design result achieves a reduction of 7.2%of the blade mass,the stress and strain distribution of the blade is more reasonable,and there is no occurrence of resonance,therefore its effectiveness is verified. 展开更多
关键词 wind turbine blade spar cap layup optimization design blade mass
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CFRP/铝材料轮毂轻量化设计 被引量:1
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作者 康元春 杨建华 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期94-100,共7页
对轮毂进行轻量化设计,使用碳纤维复合材料替换原铝合金轮辋,采用了以神经网络作为代理模型的优化方法。基于等刚度理论确定碳纤维复合材料轮辋的初始厚度;综合考虑铝合金轮辐和碳纤维轮辋厚度对其性能的影响,利用拉丁超立方抽样生成多... 对轮毂进行轻量化设计,使用碳纤维复合材料替换原铝合金轮辋,采用了以神经网络作为代理模型的优化方法。基于等刚度理论确定碳纤维复合材料轮辋的初始厚度;综合考虑铝合金轮辐和碳纤维轮辋厚度对其性能的影响,利用拉丁超立方抽样生成多组试验样本;基于试验样本运用神经网络作为代理模型,对轮辐的厚度尺寸和轮辋各角度碳纤维铺层厚度进行优化;为得到最佳的碳纤维铺层顺序,在Optistruct中进一步对碳纤维轮辋铺层顺序进行优化。最终得到的CFRP/铝材料轮毂重量上减轻18.43%,且满足刚度及强度的相关要求。 展开更多
关键词 铝/碳纤维 轮毂 轻量化 神经网络 铺层优化 复合材料
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多损伤模式下碳/玻璃混杂纤维层合板高速冲击模拟与铺层优化
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作者 秦佳 裴晓阳 张豪 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第11期1149-1163,共15页
碳/玻璃纤维混杂复合材料(C/GFRP)层合板因其轻量化特性而广泛应用于无人机等飞行器的结构中.然而在战场环境下,无人机易受高速碎片冲击威胁,其抗冲击性能直接关系到武器系统的安全性.并且,由于复合材料层合板受到冲击时,同时存在着基... 碳/玻璃纤维混杂复合材料(C/GFRP)层合板因其轻量化特性而广泛应用于无人机等飞行器的结构中.然而在战场环境下,无人机易受高速碎片冲击威胁,其抗冲击性能直接关系到武器系统的安全性.并且,由于复合材料层合板受到冲击时,同时存在着基体、纤维的拉伸、压缩及层间断裂等多种损伤模式的竞争耦合,其混杂界面比、铺层角度组合等关键参数与抗冲击性能的关联有待进一步认识.针对碳/玻璃纤维混杂复合材料,建立了可表征基体、纤维多种损伤模式的模型.重点分析了各个铺层构型下的损伤细节(分层损伤、损伤区域等)、损伤模式(纤维拉伸/压缩失效、基体拉伸/压缩失效)及其他关键参数.并通过模拟探明了铺层构型与材料抗冲击性能的关联.研究结果表明,在相同纤维含量与角度组合下,提高混杂界面比例有助于减少分层损伤,并降低剩余速度.在相同混杂比例下,增大相邻铺层角度梯度可以减小损伤面积并增大能量耗散.在此基础上提出的新型铺层构型有助于增大临界损伤位移并分散损伤区域.本研究为无人机复合材料高速冲击下的铺层优化提供了基于多损伤模式精细化调控的理论依据,对无人机防护体系构建具有重要工程指导价值. 展开更多
关键词 铺层构型 高速冲击 数值模拟 损伤分析
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飞机复合材料结构损伤分析与修理工艺探究
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作者 余磊 安鲁陵 +3 位作者 王风华 朱闪闪 郑莹莹 倪清兰 《热加工工艺》 北大核心 2025年第6期147-152,146,共7页
先进复合材料因具有比强度高、比模量高、疲劳性好、可设计性强等诸多优点,在现代飞机中的应用占比越来越高。飞机复合材料零部件在生产制造和飞机服役过程中会由于工艺控制不当、自然环境影响和遭遇外来物撞击等情况导致各类缺陷和损... 先进复合材料因具有比强度高、比模量高、疲劳性好、可设计性强等诸多优点,在现代飞机中的应用占比越来越高。飞机复合材料零部件在生产制造和飞机服役过程中会由于工艺控制不当、自然环境影响和遭遇外来物撞击等情况导致各类缺陷和损伤。随着复合材料在现代飞机中的应用大幅提升,开展飞机复合材料结构修理技术研究有助于飞机复合材料维修向高质量、高效率、低成本方向提升。对飞机复合材料结构常见损伤进行了剖析,同时针对复合材料层合板铺层修理工艺进行了探究,对试验中存在的问题进行了分析总结,这对飞机复合材料结构件损伤修复具有实践意义。 展开更多
关键词 飞机 复合材料 损伤 铺层修理
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L形复合材料长梁件的倒圆角对其固化变形特性影响规律研究
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作者 王岩 黄永勇 李毅超 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第9期65-74,124,共11页
为了解决U形或L形长梁件因固化变形带来的结构装配困难与承载可靠性降低的问题,本文基于ABAQUS有限元软件建立了一套复合材料固化变形仿真计算模型。基于该模型探究了L形复合材料长梁件的结构形状与铺层角度对其固化变形的影响。通过与... 为了解决U形或L形长梁件因固化变形带来的结构装配困难与承载可靠性降低的问题,本文基于ABAQUS有限元软件建立了一套复合材料固化变形仿真计算模型。基于该模型探究了L形复合材料长梁件的结构形状与铺层角度对其固化变形的影响。通过与三种非对称铺层L形复合材料长梁件的固化变形实验结果进行对比,发现仿真模型的最大计算误差为11%。基于该模型研究了铺层角度为[0/0/45/-45]_(S)、[0/90/45/-45]_(S)、[90/90/45/-45]_(S)的L形复合材料长梁件在不同倒圆角半径下的固化残余应力场与固化变形特性。结果表明,复合材料的倒圆角半径与铺层角度会显著影响构件的固化变形与残余应力。随着圆角半径的增加,三种铺层试样的固化残余应力与固化变形量均呈下降趋势。在圆角半径相同的情况下,[0/90/45/-45]_(S)试样的固化变形量与固化残余应力均为三种铺层设计中的最小值。这些结果表明,适当增大L形长梁件的倒圆角并进行合理均匀的铺层角度设计,有助于降低L形复合材料长梁件的固化变形。 展开更多
关键词 复合材料 固化变形 有限元仿真 倒圆角 铺层角度
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汽车碳纤维复合材料中地板铺层设计及工程化优化应用
6
作者 徐立友 安笑博 +3 位作者 张帅 赵晟杰 郭加豪 吕星浩 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第6期150-159,共10页
为提高白车身性能及汽车轻量化水平,降低白车身地板材料、工艺和结构成本,基于复合材料失效准则,提出一种分区式碳纤维复合材料地板优化设计方法。建立白车身静态性能分析模型,验证了模型正确性。对T700/WP-R2300进行准静态性能测试,探... 为提高白车身性能及汽车轻量化水平,降低白车身地板材料、工艺和结构成本,基于复合材料失效准则,提出一种分区式碳纤维复合材料地板优化设计方法。建立白车身静态性能分析模型,验证了模型正确性。对T700/WP-R2300进行准静态性能测试,探明了该碳纤维复合材料力学性能参数。通过自由尺寸优化、铺层厚度优化和铺层顺序优化等方法对重新设计后的中地板进行碳纤维铺层优化。结果表明,碳纤复材中地板的弯曲刚度提高了351.3%,扭转刚度提高了111.4%,中地板减重40%。碳纤复材中地板白车身弯曲刚度提高了5.9%,扭转刚度提高了10.5%,一阶弯曲频率和扭转频率分别提高了9.0%和10.8%,轻量化效果显著。 展开更多
关键词 汽车中地板 碳纤维复合材料 分区铺层设计 工程化裁剪 多目标优化
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不同铺层顺序对GO-CF/BF混杂增强复合材料微观组织及弯曲性能的影响
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作者 马玉钦 张得洋 +6 位作者 黄超雷 史妍妮 许怡 韩玉朋 吕晋书 黎程山 孙岩辉 《复旦学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期186-197,共12页
石墨烯碳纤维/玄武岩纤维(GO-CF/BF)混杂增强复合材料凭借其低密度及优异的机械性能引起科学界越来越广泛的关注。本文采用仿真分析与试验验证对真空浸渗热压成型工艺(VIHPS)制备的GO-CF/BF混杂增强复合材料的微观组织及弯曲性能进行了... 石墨烯碳纤维/玄武岩纤维(GO-CF/BF)混杂增强复合材料凭借其低密度及优异的机械性能引起科学界越来越广泛的关注。本文采用仿真分析与试验验证对真空浸渗热压成型工艺(VIHPS)制备的GO-CF/BF混杂增强复合材料的微观组织及弯曲性能进行了探究。首先用扫描电镜对GO-CF/BF混杂增强复合材料微观组织进行表征,并用COMSOL软件对其浸渗效果进行仿真。然后将DIGIMAT软件建立的代表性体积单元模型导入ANSYS软件进行三点弯曲仿真。仿真与试验结果表明,不同铺层顺序对复合材料的浸渗效果与弯曲性能有显著影响。当铺层顺序为BBBCCC时,复合材料内部基体体积分数较大,CF与BF被基体溶液包裹,浸渗效果较好。由于外侧受压的BF具有较好的韧性,可以更好的分散应力,因此该铺层下复合材料的弯曲强度最大,高达442.89 MPa。当铺层顺序为CBBBCC时,复合材料的整体浸渗效果较差,内部出现孔洞缺陷,从而影响纤维与基体之间的界面结合质量,使得复合材料弯曲强度下降至296.17 MPa。最后,将仿真结果与三点弯曲试验结果进行对比,发现两者变化趋势基本一致,且仿真结果与试验结果接近。 展开更多
关键词 石墨烯碳纤维/玄武岩纤维 混杂增强复合材料 浸渗 铺层顺序 三点弯曲
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白车身车顶碳纤维复合材料前横梁铺层设计及多层次优化方法
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作者 徐立友 徐正中 +1 位作者 张帅 王芳瑞 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第29期12451-12465,共15页
为了提高汽车车顶前横梁的强度、刚度、轻量化水平,实现材料和结构等方面的平衡,构建碳纤维复合材料前横梁的设计与优化方法,通过提出改进的粒子群优化-细菌觅食优化(particle swarm optimization-bacterial foraging optimization,PSO-... 为了提高汽车车顶前横梁的强度、刚度、轻量化水平,实现材料和结构等方面的平衡,构建碳纤维复合材料前横梁的设计与优化方法,通过提出改进的粒子群优化-细菌觅食优化(particle swarm optimization-bacterial foraging optimization,PSO-BFO)混合算法和铺层多层次优化方法,设计了碳纤维复合材料车顶前横梁。建立白车身有限元模型,并实验验证了模型的准确性,获得优化前的前横梁有限元模型。模拟前横梁在顶压、三点弯曲和压缩工况下的性能,确定铺层优化的边界条件;对T700/WP-R2300材料进行性能测试,为铺层优化提供材料参数;通过自由尺寸优化、尺寸优化确定了碳纤复材前横梁的铺块形状、厚度,结合PSO-BFO混合优化算法优化了铺层顺序。优化后前横梁减重45.47%,顶压、三点弯曲和压缩工况下位移分别降低43.64%、29.58%和28.61%,应力分别降低85%、79.44%和75.03%,验证了多层次优化方法的有效性。 展开更多
关键词 车顶前横梁 碳纤维复合材料 铺层设计方法 多层次优化 轻量化
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白车身碳纤维复合材料前地板铺层设计优化研究
9
作者 徐立友 何飞飞 +2 位作者 张帅 王运玲 王鹏飞 《现代制造工程》 北大核心 2025年第6期92-101,44,共11页
为实现白车身前地板复合材料铺层的精准优化以及结构轻量化,提出一种基于白车身的多层次组合优化与设计方法,采用分区式碳纤维复合材料地板策略,对碳纤维复合材料前地板进行铺层设计。建立某电动汽车白车身有限元模型,验证该模型的正确... 为实现白车身前地板复合材料铺层的精准优化以及结构轻量化,提出一种基于白车身的多层次组合优化与设计方法,采用分区式碳纤维复合材料地板策略,对碳纤维复合材料前地板进行铺层设计。建立某电动汽车白车身有限元模型,验证该模型的正确性。通过碳纤维复合材料力学特性试验,探明了T700/WP-R2300树脂基纤维增强材料的力学参数。采用超级层自由尺寸优化、铺层块裁剪以及铺层块尺寸优化方法,确定碳纤维复合材料前地板的铺层厚度、铺块形状和铺层层数,并通过铺层顺序优化调整铺层铺覆顺序,放置于白车身进行仿真验证。结果表明,铺层优化后的碳纤维复合材料前地板比原钢制地板静态弯曲刚度和静态扭转刚度分别提高198.69%和153.59%,轻量化效果显著,优化后碳纤维复合材料前地板减重达45.33%。同时,白车身静态弯曲和扭转刚度分别提高1.82%和1.96%,一阶扭转频率和弯曲频率分别提高3.05%和3.72%,静态刚度和低阶模态性能得到显著增强。 展开更多
关键词 白车身静态性能 碳纤复材前地板 多层次优化方法 铺层顺序优化 轻量化设计
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M形复合材料超弹性杆不同铺层方式下仿真分析
10
作者 范硕硕 周波 《中国科技论文在线精品论文》 2025年第3期282-284,共3页
在航空航天领域中,超弹性杆主要应用于星载天线展开机构、太阳帆展开架及航空器起落架等部件。超弹性杆的铺层方式的不同对杆件力学性能影响较大,本文以截面形状为“M”形的超弹性杆为研究对象,并利用ABAQUS有限元软件,建立了M形杆弯曲... 在航空航天领域中,超弹性杆主要应用于星载天线展开机构、太阳帆展开架及航空器起落架等部件。超弹性杆的铺层方式的不同对杆件力学性能影响较大,本文以截面形状为“M”形的超弹性杆为研究对象,并利用ABAQUS有限元软件,建立了M形杆弯曲、扭转、压缩的有限元模型,对M形杆的组成部件设置四种不同铺层方式作为对照,分析不同铺层方式下的M形杆的临界力矩和应力。结果表明,增加杆件部件的铺层数量可提高M形杆的抗弯和抗扭特性;在[±45°]铺层方式中,增加0°和90°正交铺层,可以提高静强度承载能力。 展开更多
关键词 固体力学 超弹性杆 铺层方式 复合材料
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多向铺层CFRP复合材料螺旋铣孔切削力模型研究
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作者 王海艳 王庆超 +1 位作者 于万春 冯岩 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期112-118,共7页
为了准确预测多向铺层碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料在螺旋铣孔过程中的切削力,基于多向CFRP的材料特点和螺旋铣孔的加工原理,考虑不同纤维铺层螺旋铣孔层间效应,分析纤维方向角对切削力的影响;根据不同切削区域受力情况计算微元切削... 为了准确预测多向铺层碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料在螺旋铣孔过程中的切削力,基于多向CFRP的材料特点和螺旋铣孔的加工原理,考虑不同纤维铺层螺旋铣孔层间效应,分析纤维方向角对切削力的影响;根据不同切削区域受力情况计算微元切削力,通过叠加原理建立了多向铺层复合材料螺旋铣孔切削力模型.并开展了多向CFRP螺旋铣孔试验,对试验测得的切削力进行滤波处理后进行分析,根据试验数据标定层间效应系数,将试验测得的切削力与模型预测的切削力进行比较.结果显示:X,Y向切削力最大误差不超过20%,Z向切削力最大误差不超过10%,试验结果验证了模型的正确性. 展开更多
关键词 多向铺层 碳纤维复合材料 螺旋铣孔 切削力 层间效应
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碳纤维复合材料T形电池盒箱体的铺层设计
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作者 周勇军 周坤 李红周 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期117-123,共7页
新能源汽车的安全性和轻量化是当今汽车发展的重要方向,以汽车安全性为基础进行轻量化研究具有重要的现实意义。碳纤维复合材料在汽车结构上的应用是实现其轻量化的有效途径之一。采用Halpin-Tsai方程和有限元单胞模型两种方法,计算得... 新能源汽车的安全性和轻量化是当今汽车发展的重要方向,以汽车安全性为基础进行轻量化研究具有重要的现实意义。碳纤维复合材料在汽车结构上的应用是实现其轻量化的有效途径之一。采用Halpin-Tsai方程和有限元单胞模型两种方法,计算得到了六种具有代表性的碳纤维复合材料分别在50%、55%、60%纤维体积含量下的单向单层板的工程弹性常数,作为铺层的输入参数。针对提高碳纤维增强复合材料T形电池盒箱体的表面弯曲刚度以应对使用情况下的形变,以最大位移控制在1 mm为目标,以3.4 mm厚度为基准,采用准各向同性铺层,对电池盒箱体模型进行了有限元分析。计算结果表明:在固定碳纤维体积含量,电池盒厚度不超过3.4 mm的情况下,只有三种碳纤维复合材料在受力情况下能够满足最大形变小于1 mm的要求。 展开更多
关键词 电池盒箱体 碳纤维复合材料 Halpin-Tsai方程 有限元模型 铺层设计 轻量化
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碳/玻混杂纤维复合材料自行车轮辋的优化混杂比及抗疲劳验证
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作者 周勇军 潘雅婷 李红周 《材料工程》 北大核心 2025年第9期189-197,共9页
针对全碳纤维增强聚合物基复合材料在使用过程中耐疲劳性不足的问题,为了构建出兼具耐压力强和耐疲劳性强且价格适中等优点的自行车轮辋,本工作设计和数值分析了一种由层间混杂碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成的自行车轮辋... 针对全碳纤维增强聚合物基复合材料在使用过程中耐疲劳性不足的问题,为了构建出兼具耐压力强和耐疲劳性强且价格适中等优点的自行车轮辋,本工作设计和数值分析了一种由层间混杂碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成的自行车轮辋。首先,通过环氧树脂和纤维的材料力学性能,采用单胞理论计算得到连续纤维增强复合材料的各向异性的材料力学参数,作为ABAQUS铺层的输入材料参数。随后,从轮辋的侧壁和凸缘两部分的混杂比和铺层顺序出发,计算了碳纤维和玻璃纤维的混杂比和铺层顺序的变化对构件承载性能的影响。通过对多组方案进行设计、计算和对比分析,结果表明:轮辋侧壁的最佳碳纤维与玻璃纤维混杂比为3∶2,轮辋凸缘的最佳碳纤维与玻璃纤维混杂比为10∶16。5万次加速疲劳测试实验证明:采用优化后的铺层混杂比方案指导复合材料自行车轮辋的制备,可以抑制层间裂纹,显著提高复合材料轮辋的抗疲劳性。 展开更多
关键词 自行车轮辋 碳纤维 混杂纤维复合材料 铺层优化设计 抗疲劳性
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铺层方式对GO-CF/BF混杂增强复合材料微观组织与弯曲性能的影响
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作者 马玉钦 韩玉朋 +3 位作者 黎程山 许怡 张得洋 王浩 《复旦学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期328-339,共12页
为了获得铺层方式对石墨烯碳纤维/玄武岩纤维(GO-CF/BF)混杂增强复合材料性能与微观组织的影响规律,本研究采用有限元仿真,从微观与宏观角度分别对C6、B2C4、B4C2与B6共4种不同铺层方式的GO-CF/BF混杂增强复合材料进行基体浸渗与三点弯... 为了获得铺层方式对石墨烯碳纤维/玄武岩纤维(GO-CF/BF)混杂增强复合材料性能与微观组织的影响规律,本研究采用有限元仿真,从微观与宏观角度分别对C6、B2C4、B4C2与B6共4种不同铺层方式的GO-CF/BF混杂增强复合材料进行基体浸渗与三点弯曲仿真,从而得到不同铺层方式条件下的基体浸渗效果与弯曲强度。当铺层方式为C6时,材料内基体的体积含量最高且弯曲强度也最大,其仿真值高达525.31 MPa。而玄武岩纤维具有良好的断裂韧性与较低的模量强度,同时由于玄武岩纤维与树脂间的粘结率低,因此,当铺层方式为B6时,GO-CF/BF混杂增强复合材料的基体浸渗效果较差,并出现孔洞缺陷。另外当碳纤维发生脆性断裂失效时,载荷逐渐转移到具有较低模量与刚度的玄武岩纤维上,从而影响纤维与基体之间的界面结合能力,基于以上原因使得铺层方式为B6的复合材料弯曲强度仿真值下降到115.16 MPa。结合实际试验结果,表明有限元仿真对GO-CF/BF混杂增强复合材料的浸渗效果与弯曲强度预测较为合理。 展开更多
关键词 石墨烯碳纤维/玄武岩纤维 混杂增强复合材料 铺层方式 有限元仿真 三点弯曲
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CFRP层合板火烧后拉伸行为及失效机理研究
15
作者 雷祖祥 张和 +1 位作者 潘锐 王李福 《华东交通大学学报》 2025年第5期104-112,共9页
为了研究CFRP层合板火烧后的拉伸行为及失效机理,对3种不同铺层的CFRP层合板进行了火烧后的拉伸试验。采用红外热像仪进行热稳定性监控,并通过SEM进一步分析了火烧温度、纤维铺层对CFRP层合板热解行为的影响,最后通过载荷-位移、应力-... 为了研究CFRP层合板火烧后的拉伸行为及失效机理,对3种不同铺层的CFRP层合板进行了火烧后的拉伸试验。采用红外热像仪进行热稳定性监控,并通过SEM进一步分析了火烧温度、纤维铺层对CFRP层合板热解行为的影响,最后通过载荷-位移、应力-应变曲线和失效形貌研究了其抗拉强度及失效机理。试验表明:CFRP层合板在高温火烧时发生了热解行为和质量损失,损伤主要包括基体分解、纤维/基体界面脱粘和分层。与400℃相比,600℃下试件的质量损失成倍增加,损伤程度更为严重。±45°层合板的曲线趋势相近,但强度差异最明显,这是由于其性能高度依赖于树脂和纤维/基体黏结。对比高温火烧后的强度,0°层合板最高,0°/90°层合板次之,±45°层合板最低,且0°层合板的退化率最小。 展开更多
关键词 CFRP 铺层角度 热损伤 静态拉伸 失效机理
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自动铺带铺层贴合形成机制 被引量:15
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作者 张鹏 孙容磊 +3 位作者 连海涛 黄文宗 王庆友 宋文娟 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期40-48,共9页
探讨了自动铺带工艺过程中相邻铺层界面间的贴合形成机制,将铺层界面间贴合过程建模为树脂补片在平行板之间挤压流动从而浸润界面的过程。指出在树脂流体黏度一定的情况下,树脂对界面浸润效果越好,则界面贴合能力越强。利用流体力学理... 探讨了自动铺带工艺过程中相邻铺层界面间的贴合形成机制,将铺层界面间贴合过程建模为树脂补片在平行板之间挤压流动从而浸润界面的过程。指出在树脂流体黏度一定的情况下,树脂对界面浸润效果越好,则界面贴合能力越强。利用流体力学理论推导出树脂流体对界面浸润效果的计算公式,并分析了铺放压力、铺放速度等因素对浸润效果以及贴合能力的影响,提出以剥离力作为量化铺层间贴合能力的指标。在自行研制的自动铺带工艺参数实验平台上进行了一系列实验,实验结果表明,铺层间贴合能力随铺放速度增大而变差,随铺放压力、模具温度、压辊半径增大而变强,这一规律验证了所提出的树脂流体对界面浸润效果计算公式的正确性。 展开更多
关键词 自动铺带(ATL) 铺层贴合 工艺参数 铺放压力 铺放速度
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丝束张力对自动铺丝成型工艺的影响 被引量:9
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作者 赵聪 肖军 +2 位作者 王显峰 李俊斐 黄威 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1384-1392,共9页
为获得良好的铺丝成型质量,通过理论分析和实际铺放实验,从送丝质量和铺放质量两个角度出发,研究了丝束张力对自动铺丝成型工艺的影响。送丝实验发现,丝束张力的大小对送丝精度和送丝可靠性影响显著;铺放实验发现,过大或过小的丝束张力... 为获得良好的铺丝成型质量,通过理论分析和实际铺放实验,从送丝质量和铺放质量两个角度出发,研究了丝束张力对自动铺丝成型工艺的影响。送丝实验发现,丝束张力的大小对送丝精度和送丝可靠性影响显著;铺放实验发现,过大或过小的丝束张力都会导致铺放质量的下降,铺放过程中丝束张力维持在合理的范围内;基于铺放过程中预浸丝束的受力分析,探究了不同铺放条件下铺放张力对铺放质量的影响,讨论了影响丝束张力取值范围的因素,建立了丝束张力取值范围的计算公式并对该公式的合理性进行了实验性验证。最终得出结论,丝束张力是自动铺丝成型工艺的重要工艺参数之一,铺放中丝束张力的取值应随曲面形状和铺放轨迹的改变而调整,并与其他铺放工艺参数相匹配以实现铺放质量的最优化。 展开更多
关键词 复合材料 自动铺丝 工艺参数 丝束张力 送丝精度 铺放质量
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引发方式、铺层对纤维增强复合材料圆柱壳吸能特性影响的冲击试验研究 被引量:11
18
作者 王璠 何一帆 +1 位作者 宋毅 龙翔云 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期33-40,共8页
对作为吸能元件的纤维增强复合材料圆柱壳的吸能特性进行了试验研究。制备了不同铺层角度和不同引发方式的玻璃纤维/聚酯树脂基圆柱壳,通过对该圆柱壳进行动态试验,探求铺层方式和引发方式对该吸能元件吸能效果的影响,以及该复合材料层... 对作为吸能元件的纤维增强复合材料圆柱壳的吸能特性进行了试验研究。制备了不同铺层角度和不同引发方式的玻璃纤维/聚酯树脂基圆柱壳,通过对该圆柱壳进行动态试验,探求铺层方式和引发方式对该吸能元件吸能效果的影响,以及该复合材料层合壳体压溃过程的破坏机理。 展开更多
关键词 复合材料圆柱壳 纤维增强 引发方式 铺层方式 冲击试验
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层合复合材料壁板的热颤振特性分析 被引量:6
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作者 杨智春 夏巍 张蕊丽 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期18-22,共5页
采用壁板颤振分析的有限元方法,从壁板的正则化弯曲刚度、屈曲临界温升、颤振临界速压和极限环颤振幅值等参数的角度,分析了不同铺层方向和不同铺层顺序对层合复合材料壁板的颤振特性的影响,并给出了几种常见铺层方式层合复合材料壁板... 采用壁板颤振分析的有限元方法,从壁板的正则化弯曲刚度、屈曲临界温升、颤振临界速压和极限环颤振幅值等参数的角度,分析了不同铺层方向和不同铺层顺序对层合复合材料壁板的颤振特性的影响,并给出了几种常见铺层方式层合复合材料壁板的颤振特性。结果表明,在设计复合材料壁板的铺层方向和铺层顺序时,一般可以通过壁板正则化弯曲刚度的大小来对颤振速压进行比较。但是在某些特殊的铺层情况下,随着温度升高,发生频率重合型颤振的耦合模态会发生演变,这时正则化弯曲刚度较大的壁板也有可能在较低的速压下发生颤振。 展开更多
关键词 复合材料 壁板 热颤振 铺层方向 铺层顺序
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基于铺层参数的复合材料耐压壳协同优化设计 被引量:10
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作者 李彬 庞永杰 +1 位作者 程妍雪 朱枭猛 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期308-313,共6页
在给定的材料性能条件下,以耐压壳纤维体积分数和层合板厚度为设计变量,以结构质量最小为优化目标进行复合材料耐压壳的布局优化;以铺层参数作为优化变量,综合考虑结构的稳定性及其材料强度,实现了结构铺层方式的优化设计;通过协调各子... 在给定的材料性能条件下,以耐压壳纤维体积分数和层合板厚度为设计变量,以结构质量最小为优化目标进行复合材料耐压壳的布局优化;以铺层参数作为优化变量,综合考虑结构的稳定性及其材料强度,实现了结构铺层方式的优化设计;通过协调各子系统优化结果,实现了适用于潜水器复合材料耐压壳结构/材料一体化的协同优化设计.结果表明:耐压壳结构质量较优化前的降幅为20.57%,临界失稳压力为30.78MPa,失效指数为0.675,优化结果达到预期效果.所提出的基于铺层参数的协同优化方法能够对复合材料耐压壳进行优化设计,解决了直接以铺层角作为设计变量的优化效率低的问题. 展开更多
关键词 潜水器 复合材料耐压壳 铺层参数 布局 铺层方式 协同优化
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