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环形复合材料蜂窝夹芯结构一体成型技术研究

中国高新科技 2025年第1期 54-55,65页

作者：魏然刘洋俞天奇程文礼杨进军中航复合材料有限责任公司北京101300

文章基于环形复合材料无缝声衬的结构特征,开展了T型成型模具结构方案设计与制造、环形无缝结构预浸料铺放定位控制以及整体结构共胶接质量控制技术研究,并在典型环形结构上实现了制造验证。制造质量满足技术要求,验证了环形复合材料蜂... 详细信息

文章基于环形复合材料无缝声衬的结构特征,开展了T型成型模具结构方案设计与制造、环形无缝结构预浸料铺放定位控制以及整体结构共胶接质量控制技术研究,并在典型环形结构上实现了制造验证。制造质量满足技术要求,验证了环形复合材料蜂窝夹芯结构一体成型技术的可行性,为发动机复合材料无缝声衬的制造提供了技术参考。

关键词：复合材料环形结构蜂窝夹芯一体成型

蜂窝夹芯圆柱壳在冲击内压作用下的轴对称动态响应

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西北工业大学学报 2010年第3期28卷 429-435页

作者：王志金邓子辰周加喜西北工业大学工程力学系陕西西安710072 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

文章应用弹性动力学理论研究了蜂窝夹芯圆柱壳在冲击内压作用下的轴对称动态响应。首先,依据均匀化理论将蜂窝夹芯材料等效为均匀连续的正交各向异性材料;其次,把动态径向位移分解为准静态部分和动态部分,推导蜂窝夹芯圆柱壳动态响应的... 详细信息

文章应用弹性动力学理论研究了蜂窝夹芯圆柱壳在冲击内压作用下的轴对称动态响应。首先,依据均匀化理论将蜂窝夹芯材料等效为均匀连续的正交各向异性材料;其次,把动态径向位移分解为准静态部分和动态部分,推导蜂窝夹芯圆柱壳动态响应的解析表达式;最后,用有限元模拟蜂窝夹芯圆柱壳在冲击内压作用下的动态响应,并与数值结果对比。研究结果表明,这种方法计算冲击内压作用下蜂窝夹芯圆柱壳的动态响应结果精确可靠。

关键词：蜂窝夹芯夹芯圆柱壳弹性动力学动态响应

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蜂窝夹芯挖补修理结构弯曲性能研究

北京航空航天大学学报 2018年第7期44卷 1528-1536页

作者：郭轩关志东邱诚黎增山北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

从试验及有限元2个方面对复合材料蜂窝夹芯挖补修理结构的弯曲性能进行研究。通过3点弯曲试验对无损及修理件弯曲性能进行测试,试验结果表明,蜂窝夹芯结构破坏模式为典型的蜂窝剪切破坏,修理件相比于无损件弯曲强度恢复率为110%,修理后... 详细信息

从试验及有限元2个方面对复合材料蜂窝夹芯挖补修理结构的弯曲性能进行研究。通过3点弯曲试验对无损及修理件弯曲性能进行测试,试验结果表明,蜂窝夹芯结构破坏模式为典型的蜂窝剪切破坏,修理件相比于无损件弯曲强度恢复率为110%,修理后结构弯曲刚度也略高于无损件;基于试验结果建立三维有限元模型对蜂窝夹芯修理结构的弯曲性能进行研究,通过用户自定义子程序VUSDFLD编写Hashin失效准则、基于应力的Besant失效准则,实现复合材料面板及蜂窝芯子2种材料的损伤起始及演化。数值模型得到的破坏模式、破坏载荷及弯曲刚度均与试验结果吻合得较好;改变有限元模型参数,研究损伤直径及补片厚度对修理后弯曲性能影响,结果表明,随着损伤直径从30~70 mm逐渐增加,修理件强度先增加后减小,并在损伤直径为50 mm时取得最大值,此外,补片厚度为1~2.5 mm时弯曲强度恢复率高于100%;本文为复合材料蜂窝夹芯结构的修理设计提供了可靠的数值模拟方法。

关键词：蜂窝夹芯挖补修理弯曲性能破坏模式有限元模型强度恢复率

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钢质蜂窝夹芯板的弯曲疲劳损伤模型

金属学报 2011年第9期47卷 1181-1187页

作者：邹广平芦颉曹扬刘宝君哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

研究了钢质蜂窝夹芯板的室温四点弯曲疲劳行为,得到疲劳寿命(S-N)曲线.结果表明,在载荷比R=0.20时,钢蜂窝夹芯板疲劳行为体现明显的方向性.L向芯子排列试件较W向易于承受循环载荷,疲劳强度极限分别为1369和859 N.基于等效剪切模量退化理... 详细信息

研究了钢质蜂窝夹芯板的室温四点弯曲疲劳行为,得到疲劳寿命(S-N)曲线.结果表明,在载荷比R=0.20时,钢蜂窝夹芯板疲劳行为体现明显的方向性.L向芯子排列试件较W向易于承受循环载荷,疲劳强度极限分别为1369和859 N.基于等效剪切模量退化理论,建立了寿命预测和损伤演化模型.结果发现,L向试件损伤开始萌生的循环次数约占总寿命的86%—90%,W向试件高载荷时为73%,较低载荷时退化为48%.在不区分芯子排列方向时,可分别用二阶多项式和指数模型描述高、低载荷水平的损伤演化规律,模型体现出较强的材料相关性.

关键词：蜂窝夹芯剪切模量退化寿命预测累积损伤

含面芯界面缺陷的蜂窝夹芯板侧向压缩破坏模式

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复合材料学报 2007年第6期24卷 121-127页

作者：泮世东吴林志孙雨果哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所哈尔滨150080

为了对含面芯层间脱胶缺陷的蜂窝夹芯板在侧向压缩载荷作用下的典型破坏模式进行数值预报,建立了基于蔡-希尔破坏准则和粘结模型的计算模型。该计算模型是建立在对蜂窝夹芯板的双悬臂梁(DCB)和单臂梁(SLB)试验中所发现的一种新的破坏模... 详细信息

为了对含面芯层间脱胶缺陷的蜂窝夹芯板在侧向压缩载荷作用下的典型破坏模式进行数值预报,建立了基于蔡-希尔破坏准则和粘结模型的计算模型。该计算模型是建立在对蜂窝夹芯板的双悬臂梁(DCB)和单臂梁(SLB)试验中所发现的一种新的破坏模式的分析基础之上的。对蜂窝夹芯板的侧向压缩破坏行为的数值预报中,发现一种新的破坏模式:位于脱胶区域的面板首先发生局部屈曲失稳,随后面板内部靠近芯子的45°/0°层间出现分层,与此同时最靠近芯子的45°铺层发生断裂,伴随着45°/0°层间分层的扩展,面板发展成为对称性整体屈曲失稳。与侧向压缩试验测试结果对比发现,计算模型模拟中所预报的破坏模式在实验测试中也得到了很好的验证。

关键词：界面脱胶蜂窝夹芯蔡一希尔破坏准则粘结模型层间分层

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钢质蜂窝夹芯梁的高温疲劳模型

力学学报 2011年第5期43卷 953-957页

作者：邹广平芦颉曹扬刘宝君哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

针对钎焊钢质蜂窝夹芯梁开展高温三点弯曲疲劳实验研究.结果表明芯子排列方向显著影响结构疲劳性能,高温下W向试件易于承受循环载荷.提出基于疲劳模量退化的寿命预测经验函数方法,其参数与材料性质、载荷环境等因素有关.该方法可以预测... 详细信息

针对钎焊钢质蜂窝夹芯梁开展高温三点弯曲疲劳实验研究.结果表明芯子排列方向显著影响结构疲劳性能,高温下W向试件易于承受循环载荷.提出基于疲劳模量退化的寿命预测经验函数方法,其参数与材料性质、载荷环境等因素有关.该方法可以预测结构疲劳寿命而避免大量重复性实验.结果表明:对于L向试件,剩余模量退化规律可用二阶多项式拟合;而W向试件则倾向于用指数型函数描述.从刚度退化方程中得到非线性累积损伤模型,并与线性Miner准则和试验结果进行了比较,合理解释了蜂窝夹芯梁的高温损伤问题.

关键词：蜂窝夹芯高温疲劳寿命预测刚度退化损伤演化

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蜂窝夹芯结构冲击损伤后的压缩行为研究

应用力学学报 2013年第5期30卷 726-730,804页

作者：徐绯刘亚各闫慧敏西北工业大学航空学院航空结构工程系西安710072

通过试验结合有限元方法,针对蜂窝夹芯结构的无损件和三种冲击损伤件开展了单轴压缩载荷下的失效模式研究,同时考虑了胶层性能与损伤尺寸的影响。研究结果表明:试验和有限元方法得到的损伤模式及起始损伤位置相同;不同冲击损伤位置可导... 详细信息

通过试验结合有限元方法,针对蜂窝夹芯结构的无损件和三种冲击损伤件开展了单轴压缩载荷下的失效模式研究,同时考虑了胶层性能与损伤尺寸的影响。研究结果表明:试验和有限元方法得到的损伤模式及起始损伤位置相同;不同冲击损伤位置可导致结构的整体承载能力不同,下降的范围为10%-20%。其中:损伤位于顶面区时承载能力下降最为严重,损伤位于边缘区时承载能力下降最少;面芯界面胶层性能的不同会使结构材料破坏顺序改变,胶层断裂能较低时夹芯结构由蜂窝芯破坏向层间破坏转变;冲击能量不同引起结构损伤程度不同,随着损伤深度的增加,结构破坏的危险位置由中心转向边缘。

关键词：蜂窝夹芯胶膜 CAI 损伤模式

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蜂窝夹芯结构吸波性能的有限元计算分析

中国科学：物理学、力学、天文学 2013年第9期43卷 1057-1064页

作者：邱克鹏吴晨张卫红西北工业大学机电学院西安710072

针对周期性蜂窝夹芯结构型吸波材料的非均匀性,提出采用频域有限元数值仿真和散射参数反演法计算不同构型蜂窝夹芯材料的雷达散射截面(RCS)和反射系数,并探讨了周期性蜂窝夹芯结构中胞元的尺寸效应对结构型吸波材料隐身性能的影响.计算... 详细信息

针对周期性蜂窝夹芯结构型吸波材料的非均匀性,提出采用频域有限元数值仿真和散射参数反演法计算不同构型蜂窝夹芯材料的雷达散射截面(RCS)和反射系数,并探讨了周期性蜂窝夹芯结构中胞元的尺寸效应对结构型吸波材料隐身性能的影响.计算结果表明:对于具有相同体分比的不同构型蜂窝夹芯结构型吸波材料,当胞元尺寸大于工作波长时,夹芯材料的不均匀性导致RCS值变化幅度较大;随着尺寸的缩减,RCS值逐渐减小且变化趋于平缓.但在不同入射方向具有明显的散射特性,而且不同构型蜂窝夹芯结构的反射系数也表现出明显的尺寸效应.研究结果为周期蜂窝夹芯结构型吸波材料的多功能设计提供了计算依据.

关键词：蜂窝夹芯结构型吸波材料尺寸效应隐身性能频域有限元法

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含开孔和补强的蜂窝夹芯层合结构的屈曲分析

清华大学学报（自然科学版） 2006年第2期46卷 284-288页

作者：李军向志海薛明德李贵婷清华大学工程力学系北京100084 胜利油田孤岛采油厂山东257231

该文针对含有开孔和孔边补强的蜂窝夹芯复合材料层合结构的屈曲分析发展了一套三维有限元求解方案。孔边缘应力集中区采用W ilson非协调实体单元模拟,同时为减小求解规模,远离开孔的应力平缓区则采用一种相对自由度层合壳元。这种单元... 详细信息

该文针对含有开孔和孔边补强的蜂窝夹芯复合材料层合结构的屈曲分析发展了一套三维有限元求解方案。孔边缘应力集中区采用W ilson非协调实体单元模拟,同时为减小求解规模,远离开孔的应力平缓区则采用一种相对自由度层合壳元。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。数值算例验证了该文计算策略的准确性和有效性,最后通过大量数值计算研究了开孔和补强对结构临界载荷的影响。

关键词：结构力学三维有限元法屈曲分析蜂窝夹芯开孔补强