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基于MSC Patran参数化建模的飞艇蒙皮织物面内刚度预测

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计算机辅助工程 2009年第3期18卷 42-45页

作者：匡国强张晓晶上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海交通大学空天科学技术研究院上海200240

为研究飞艇蒙皮PBO织物的编织单胞并优化编织方案,假设单胞为宏观均匀的复合材料,基于MSC Patran,借助PCL建立参数化2D平纹织物模型,并分析编织纤维间隙、编织纤维截面夹角和树脂层厚度等参数与面内刚度的关系.结果表明,降低编织纤维间... 详细信息

为研究飞艇蒙皮PBO织物的编织单胞并优化编织方案,假设单胞为宏观均匀的复合材料,基于MSC Patran,借助PCL建立参数化2D平纹织物模型,并分析编织纤维间隙、编织纤维截面夹角和树脂层厚度等参数与面内刚度的关系.结果表明,降低编织纤维间隙、减小编织纤维截面夹角、减薄树脂层厚度,可以提高织物面内刚度.该模型及其模块可以拓展MSC Patran的功能,所开发的程序可为该类材料的编织设计提供便捷的开发工具.

关键词：飞艇蒙皮 PBO织物面内刚度 MSC Patran PCL

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近空间飞艇蒙皮复合材料研究进展

纤维复合材料 2016年第3期33卷 24-26页

作者：费川王梓桥周秀燕王非海军驻哈尔滨地区舰船配套代表室哈尔滨150036 哈尔滨玻璃钢研究院哈尔滨150036

近空间飞艇对于情报收集、通讯保障、侦查监视以及空间探测等领域应用潜力巨大。近年来日益受到人们的关注。蒙皮材料作为飞艇的主体结构材料,是发展近空间飞艇的关键因素之一,其性能高低直接影响飞艇的类型、成本及寿命。本文对近年来... 详细信息

近空间飞艇对于情报收集、通讯保障、侦查监视以及空间探测等领域应用潜力巨大。近年来日益受到人们的关注。蒙皮材料作为飞艇的主体结构材料,是发展近空间飞艇的关键因素之一,其性能高低直接影响飞艇的类型、成本及寿命。本文对近年来国内及国外临近空间飞艇蒙皮材料的强度、阻隔性、耐候性和评价手段等方面的研究进行总结,最后提出我国关于飞艇蒙皮材料研究需要考虑的问题。

关键词：复合材料飞艇蒙皮近空间

基于多尺度方法的纤维织物增强柔性复合材料拉伸模量预测

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复合材料学报 2016年第10期33卷 2312-2318页

作者：李力赵海涛陈吉安程振进上海交通大学航空航天学院上海200240

以超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)纤维织物增强-聚乙烯(PE)涂层柔性复合材料作为研究对象,首先,通过离子抛光仪对复合材料横截面进行处理;然后,使用SEM和光学显微镜测量复合材料细观结构,获得复合材料细观几何参数;最后,基于均匀化方法和连... 详细信息

以超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)纤维织物增强-聚乙烯(PE)涂层柔性复合材料作为研究对象,首先,通过离子抛光仪对复合材料横截面进行处理;然后,使用SEM和光学显微镜测量复合材料细观结构,获得复合材料细观几何参数;最后,基于均匀化方法和连续介质假设,建立单胞力学模型,计算单胞的拉伸载荷-应变曲线,将理论值与实验值进行比较。结果表明:基于多尺度方法的复合材料单胞力学模型所得拉伸载荷-应变曲线与实验所得曲线能较好吻合,该理论模型能够较好地预报纤维织物增强柔性复合材料的拉伸模量。

关键词：单胞织物增强复合材料多尺度方法飞艇蒙皮模量预测

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纱束摩擦因数对织物复合材料撕裂强度的影响

东华大学学报（自然科学版） 2021年第1期47卷 48-55,76页

作者：陈永霖丁凯李帅肖畅付功义上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

为了研究纱束间摩擦因数对飞艇蒙皮织物复合材料撕裂强度的影响,通过单轴拉伸试验测试蒙皮的拉伸强度、弹性模量等基本力学性能;利用单侧边切缝(single edge notched,SEN)撕裂试验得到试件缝宽比值为0.5时的撕裂强度;运用数值方法模拟... 详细信息

为了研究纱束间摩擦因数对飞艇蒙皮织物复合材料撕裂强度的影响,通过单轴拉伸试验测试蒙皮的拉伸强度、弹性模量等基本力学性能;利用单侧边切缝(single edge notched,SEN)撕裂试验得到试件缝宽比值为0.5时的撕裂强度;运用数值方法模拟纱束间摩擦因数不同时,SEN试件的撕裂过程,得到相应的撕裂强度以及经纱的应力分布。模拟结果表明:与单轴拉伸强度模拟值相比,摩擦因数为0~1时,撕裂强度下降3.34%~38.08%;当纱束间绑定时,撕裂强度下降了76.00%。纱束间摩擦因数的增大,加剧了切缝尖端纱束的应力集中程度,降低了试件的撕裂强度。

关键词：飞艇蒙皮织物复合材料撕裂强度摩擦因数数值模拟

微尺度流动的格子Boltzmann方法及其模拟研究

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微尺度流动的格子Boltzmann方法及其模拟研究

作者：康敬天哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

如何减小阻力节约能源消耗是大型平流层飞艇保证长航时飞行的核心问题之一，在飞艇蒙皮表面铺上微尺度沟槽有可能减少阻力节约能源。考虑到平流层空气的稀薄性，问题的核心是建立能够考虑稀薄效应的微沟槽减阻模型，计算不同沟槽的减阻... 详细信息

如何减小阻力节约能源消耗是大型平流层飞艇保证长航时飞行的核心问题之一，在飞艇蒙皮表面铺上微尺度沟槽有可能减少阻力节约能源。考虑到平流层空气的稀薄性，问题的核心是建立能够考虑稀薄效应的微沟槽减阻模型，计算不同沟槽的减阻能力。借鉴MEMS中微尺度流动的处理方式，本文采用格子Boltzmann方法对矩形和V形沟槽的减阻能力进行了计算。本文介绍了使用格子Boltzmann方法模拟微尺度流动最为重要的速度分布函数的概念。推导了Boltzmann方程，通过对Boltzmann方程的非线性积分项处理得到了Boltzmann-BGK方程，使用了D2Q9模型（一种离散方式）进行速度、空间、和时间离散并得到了格子Boltzmann方程。分析了微尺度流动中常用的几种处理滑移边界条件的方法和微尺度流动中弛豫时间关系的处理方式。本文以这些基本概念和公式为基础，建立了能够考虑滑移边界和一定稀薄效应的格子Boltzmann模型，使用C++语言编写该模型的模块化程序。通过典型的微通道流动模型，与Karniadakis提出的解析解对比验证了该模型与程序的正确性和实用性随后本文分别研究了连续和稀薄气体条件下微沟槽壁面的流动，研究了连续介质区和滑移区内沟槽内流线形状，分析了沟槽的减阻机理。最后，通过研究不同宽高比的V型沟槽和矩形沟槽壁面流动，研究了沟槽几何形状对流线和减阻规律的影响，分析了沟槽减阻能力和沟槽形状和几何尺寸的关系。研究表明，在连续介质区沟槽的减阻能力可以达到6%。然而在同样的沟槽类型和几何尺寸，在滑移区，减阻能力将减小到2.5%或更少。合理的沟槽形状和几何尺寸会使得流体形成充分发展的涡，减小流体和壁面之间的剪切力。本文的研究将为临近空间飞艇蒙皮设计和微尺度MEMS技术提供重要的参考。

关键词：减阻微沟槽飞艇蒙皮稀薄效应 LBM