筋条
- 网格加筋结构集中力扩散肋的传力机理研究
从集中力处开始的筋条采用的是直条形放射状。这类结构形式起到了传递和扩散高应力局部集中力的作用，有效避免了局部强度破坏，并使得更多蒙皮材料参与承载。在大幅提升材料利用效率的同时，也为箭体结构创造了良好的受力环境。但传统的扩散肋形式往往采取保守设计，易导致结构超重［1-2］。为了提升火箭结构设计的精细化程度，更好发挥扩散肋作用，需要对其传力原理及结构设计方法进行深入探究。在网格加筋结构设计中，有2 个重要的设计参数：筋条布局和筋条截面尺寸。对于薄壳结构，无论壳
导弹与航天运载技术 2023年3期2023-09-27
- 面向高筋筒壳的结构优化设计和承载规律研究①
低成本、批量制造筋条高度大于50 mm 的大尺寸高筋筒壳结构也很快将成为现实,即将突破传统厚板铣削等工艺对于加筋壁板的筋高约束。这种高筋筒壳结构为下一代运载火箭筒壳选型提供了新的可能性,高筋筒壳有望凭借其高承载效率、强抗弯、抗侧向扰动能力以及强抗缺陷能力等优势,为下一代箭体筒壳选型提供支撑。因此,亟需面向型号的高承载效率需求,探究高筋筒壳构型的承载潜力,为新一代火箭结构提供参考。伴随着航天筒壳结构的“轻质高承载”需求,国内外对薄壁结构构型的分析、设计及相关
固体火箭技术 2023年3期2023-07-08
- 带网格内腔的铝合金零件滚弯成型结构优化
过程中，焊接边、筋条与蒙皮3 处受力不均容易造成筋条屈曲失稳甚至断裂、蒙皮褶皱。国内外学者对带网格内腔铝合金零件滚弯成型改善控制有很多研究，肖寒[2]等针对整体填料对网格内腔零件滚弯成型的影响进行探究，发现填料改善受力不均和筋条失稳问题，但是填料加工与固定较为繁琐，且重复利用率较低；郜阳[3]等设计了上下焊接边结构优化的零件结构，提高了零件滚弯成型后的直线度且减小残余应力带来的变形，但增加优化结构后的零件质量提升较大。本文针对上述不足，提出在网格内腔零件筋
农业装备与车辆工程 2022年7期2022-10-31
- 工艺参数对7075铝合金带筋壁板时效成形回弹的影响
依次为时效时间、筋条厚度、筋条高度和时效温度，筋条结构参数对调节构件回弹有重要作用，并且回弹率实测值基本处于回弹率随工艺参数变化的拟合曲线附近。回弹率随时效时间和筋条高度的增加表现为非线性下降趋势，随筋条厚度的增加呈现线性上升趋势。7075铝合金带筋壁板时效成形后的回弹行为可以用回弹率回归方程进行较为合理的描述。铝合金；带筋壁板；时效成形；回弹为满足现代大型飞机的性能要求，航空钣金类零件的成形制造逐渐向大型化、集成化和轻量化的趋势发展[1-2]，以整体带筋
精密成形工程 2022年9期2022-09-07
- 带网格内腔的铝合金零件滚弯工艺
力不均，容易造成筋条屈曲失稳甚至断裂，蒙皮褶皱。国内外有许多对带网格内腔铝合金零件滚弯成形工艺的研究，刘劲松针对整体填料对网格内腔零件滚弯成形的影响进行探究，发现填料可以改善受力不均和筋条失稳的问题，但是填料加工与固定较为繁琐，且重复利用率较低[2]；郜阳设计了上下焊接边结构优化的零件，提高了零件滚弯成形后的直线度且减小了残余应力带来的变形，但增加优化结构后零件质量增大较多[3]。本文在有限元分析的基础上，提出在网格内腔零件筋条以及网格四角铣削圆角的新思路
金属加工(冷加工) 2022年8期2022-09-01
- 复合材料J型加筋壁板自动化成型技术研究*
壁板成型较多使用筋条和芯材 （捻子条），而目前国内筋条和芯材多采用手工进行铺叠制作。国外已经开始对筋条开展自动折弯成型技术研究，如Aritex公司针对T型长桁开展了自动折弯成型技术研究，Applus公司和西班牙的Delta Vigo公司针对Ω型长桁均开展了自动折弯成型技术研究。国内也开展了一些自动化成型技术研究，大连理工大学王强[4]以热隔膜成型技术为支撑，结合工业机器人技术，对碳纤维复合材料J型加强筋成型质量进行研究，验证了所采用的工艺路线是可以结合工业
航空制造技术 2022年16期2022-08-25
- 热压弯成形工艺下的高筋蒙皮结构优化研究
优点，但容易导致筋条扭曲、失稳等成形缺陷。高筋蒙皮筋条的失稳会使构件的可靠性大幅降低，严重时会导致成形件的报废[3]。针对筋条失稳的问题，研究人员通常采用改变蒙皮成形的工艺方法进行优化[4]，但尚无学者对高筋蒙皮筋条的结构进行研究和分析。本文通过ABAQUS/Explicit软件模拟5A06铝合金高筋蒙皮的热压弯成形过程，针对蒙皮的整体质量和横向筋条的屈曲失稳问题进行优化研究。采用田口正交试验法进行热压弯成形仿真试验，并对试验结果进行极差和方差的分析，综合
机械制造与自动化 2022年4期2022-08-18
- 一种飞机用涡流检测对比试块设计及应用
尾等结构部位水平筋条、竖直筋条和壁板交接处均采用大曲率圆弧过渡的方式进行一体成形，这些部位是表面疲劳裂纹高发区域。对于该特殊形状区域缺陷涡流检测灵敏度的调试和缺陷大小评估用的参考试块及使用方法目前还没有完全匹配的国家标准或行业标准。航标HB 20193—2014附录A给出的一种铝合金标准试样的另一个缺点是没有充分考虑缺陷长度相对涡流检测探头外径比值的大小对涡流检测缺陷检出灵敏度和缺陷大小评估的影响。当缺陷长度小于等于探头外径时，同等深度大小缺陷信号明显减弱
科技与创新 2022年16期2022-08-15
- 单向加筋板低频振动的简化建模精度影响因素
性板，可理解为将筋条的质量与弯曲刚度均匀附加至基板，得到正交异性板的等效密度ρe和等效弯曲主刚度：(4)(5)式(4)和式(5)中：ρp和Ep分别为基板的密度和弹性模量；ρb和Eb分别为筋条的密度和弹性模量；b和h分别为筋条截面的宽度和高度；a为筋条间距；I为筋条相对于加筋板截面中和轴的惯性矩；e为基板中面至加筋板中和面的距离；μ为板的泊松比。2 计算结果及分析2.1 算例分析分别使用有限元法和第1节的解析计算方法对如图2所示的四边简支单向加筋板进行自由振
造船技术 2022年2期2022-07-19
- T型加强筋条对弹性导波在薄板中传播行为的影响
播进行研究，发现筋条前的响应信号幅值大于筋条后响应信号幅值，同时筋条前、后波形相位也存在差异，说明筋条存在对波传播的信号幅值和相位会产生影响。Ramadas等[4]采用有限元数值方法，对非对称A0模式激励下弹性波在“L”型筋条中的传播进行了研究，发现弹性波传播至筋条处会发生模式转换，同时在筋条转弯处会产生“U型转弯”现象。Haider等[5]采用基于向量映射的全局-局部理论分析方法，对A0模式弹性波在矩形筋条中传播的反射、透射行为进行研究，发现反射波和透射
振动与冲击 2022年13期2022-07-14
- 头盔盔体筋条结构抗冲击性能影响分析
盔体大量使用各类筋条结构；盔体放弃圆滑半球结构，采用异型多边结构；盔体上设置过多的凸起结构或通风孔结构，以上结构设计，确实在一定程度上增加了头盔的美观性。但是对头盔安全性产生的利弊，未被充分考虑及进行系统试验分析，文章针对盔体表面各类筋条结构，在受到冲击时，传递到头盔内部的力，展开研究，为相关设计提供参核。见图1。图1 典型圆滑半球面头盔及筋条结构头盔2 试验方案2.1 试验目的通过大量分析现有头盔盔体筋条结构，并选择两种典型的筋条结构，将其移植到一型头盔
大众标准化 2022年9期2022-05-30
- 含预填块复合材料帽型单筋板弯曲性能研究
面添加不同类型的筋条，可使结构的极限承载能力大幅度增加［2⁃3］。加强筋条的形式有很多种，如T 形、L 形、I 形及帽形［4⁃5］，其中帽型加筋结构因其具有天然的损伤容限性能高等优良特点，而被大量应用于机身、后压力框等结构中［6］。帽型筋条的切面尺寸较大，其两腹板通过凸缘与蒙皮相连形成一个闭合剖面，具有很高的受压稳定性，可以承受重载，能够满足多种载荷传递路径要求［7］。但是，在服役过程中，机身桶段帽型加筋结构几乎一直承受复杂弯曲载荷［8］，相比于其轴向强度
南京航空航天大学学报 2022年1期2022-03-17
- 基于MoldFlow的暖风机出风格栅翘曲变形优化研究*
厚2.8 mm，筋条料厚1.5 mm。材料采用Solvay Engineering Plastics公司生产的PA66+GF30材料，即基材为PA66且添加30%(质量分数)玻璃纤维填充物(玻纤)。其中，玻纤为短玻纤。进胶方式采用冷流道侧浇口，矩形浇口尺寸为5.0 mm×1.2 mm，分流道直径为6 mm。零件两端有装配要求，格栅两侧与外壳装配公差不能超过1 mm。图1 格栅料厚分析2.3 材料及变形原因分析PA66材料中添加的玻璃纤维填充物在注塑过程中会
模具技术 2022年1期2022-03-05
- 试验机平面气密框筋条联合优化设计
上的平面腹板框的筋条沿水平和垂直方向布置，这种布局形式通常需要采用较强的筋条或较多的筋条数量，从而导致筋条质量的增加。针对该问题，本文以某试验机机头改装平面气密框为研究对象，联合多种优化技术对平面框腹板筋条分布及尺寸进行优化。首先采用形貌优化技术获得气密框上筋条分布规律；然后用弯曲强度约束对径向筋条尺寸进行优化；最后采用二维拓扑优化技术进一步对周向加强筋进行优化，以满足最大变形约束，得到了该平面气密腹板框较优的筋条分布。计算结果显示，由此得到的平面气密腹板
机械设计与制造工程 2022年1期2022-02-19
- 7050铝合金型材开裂成因分析
伸的纵向裂纹，且筋条边部的厚度方向已全部开裂。为弄清型材开裂原因，对开裂样品进行了宏观形貌、微观组织、断口能谱、化学成分等分析，以确定裂纹产生的原因。1 试验方法宏观分析：采用体视镜观察样品开裂部位表面形貌；采用NaOH溶液对型材淬火态开裂和未开裂样品的横截面进行低倍浸蚀。微观分析：切取开裂部位样品，镶样，采用自动磨样机磨制纵截面，采用凯勒试剂进行浸蚀；采用Leica DM 4000M光学显微镜进行金相组织观察；采用HitachiS-400扫描电镜进行微观
铝加工 2021年6期2022-01-15
- 铺丝成形复合材料格栅筋条的纤维形态与弯曲性能评价
节点尺寸控制以及筋条-蒙皮结合质量等方面体现出了其他成形工艺无法比拟的优越性[23-25]。本文基于自动铺丝成形工艺特点，提出复材格栅筋条节点处纤维形态改善方法，验证“剪断-续铺”法引入的非连续铺层对节点纤维形态改善的可行性。在此基础上，结合复合材料格栅结构常见的服役条件，从简化试验流程的角度出发，选取弯曲承载性能，通过试验和仿真手段研究非连续铺层对格栅筋条弯曲载荷作用下失效行为的影响，确定格栅结构最优非连续铺层的含量和分布。1 复合材料格栅筋条自动铺丝成
中国机械工程 2021年23期2021-12-15
- 直接绕丝筛管加工技术研究
压降。绕丝筛管的筋条和绕丝由一定尺寸的三角形或其它形状截面轧制而成,可以形成外缝窄、内缝宽的梯形筛缝,具有一定的缝隙自洁功能。绕丝后形成的缝隙很窄,能满足粉细砂层的滤油需求。用1Cr18Ni9Ti等不锈钢材料制成的绕丝筛管,耐腐蚀性强,使用寿命长,综合经济效益好。对于海上油气田而言,希望作业成功率高、生产周期长,所以优先选用绕丝筛管。传统绕丝筛管常见的结构形式有四种。第一,将金属丝缠绕在基管上。第二,将金属丝压入带沟槽的基管上。第三,将金属丝压入带纵筋的基
机械制造 2021年10期2021-11-08
- 复合材料加筋板高速冲击的损伤研究
弹体冲击点位于加筋条上时能很好地降低弹体的冲击速度。并发现较小的筋条间距、较大的筋条厚度可以有效增加复合材料加筋板的抗冲击能力，而筋条间隔不同对复合材料加筋板的抗冲击能力的影响可以忽略不计，本文为后续航天器抗弹体高速冲击能力研究提供了支撑。复合材料加筋板；损伤特性；高速冲击；有限元0 引言复合材料加筋板是土木工程中常见的结构形式，遇到高速冲击时，相比较于普通板，加筋板有良好的抗冲击性能[1-3]，此性能在航空航天以及军事领域有较好的应用前景，如航天器在太空
强度与环境 2021年4期2021-11-05
- 面向动力学性能的薄壁加筋板结构阻尼与筋条布局协同优化设计
0]对齿轮箱内的筋条进行了振动能量最小化设计研究；LI等[11]根据叶脉形成的机理对筋条进行简谐力的布局优化。此外，添加阻尼层也是提高加筋板减振能力的有效方法。在阻尼的布局优化当中，王睿等[12]以动柔度为设计目标，对受简谐外载作用附加阻尼材料的层壳体结构最优阻尼材料分布进行了研究，并通过优化算例验证了方法的合理性；ZHANG等[13]提出了一种将局部阻尼特性与单元密度联系起来的人工阻尼材料模型，研究了简谐激励下壳体结构的主结构和阻尼层的拓扑优化问题；刘海
中国机械工程 2021年16期2021-08-26
- 金属加筋壁板蒙皮有效宽度分析方法
皮加筋结构组合(筋条可以是通过紧固件与蒙皮相连，也可以是整体机加形成)而成，这种蒙皮加筋结构通常被称作壁板结构，典型的由“Z”型筋条与蒙皮组合的壁板结构如图1所示。目前，国内外对加筋壁板结构做了一系列的探索和研究，主要集中在有限元数值分析方法和工程理论计算结合试验进行对比研究。樊建超[1]提出了以体积等效来确定有蒙皮宽度的方法，介绍了自然网格建模时蒙皮有效宽度的含义及作用，列举了一、二、三级凸台蒙皮有效宽度的计算公式。雷一鸣[2]研究了机身壁板压缩稳定性与
民用飞机设计与研究 2021年4期2021-07-08
- 基于无网格法的非均匀弹性地基上变厚度加筋板弯曲与固有频率分析
1所示。以x方向筋条为例，基于一阶剪切变形理论[13]可得板及x方向筋条的位移场Up和Us x分别为图1 弹性地基变厚度加筋板无网格模型(2)(3)结合移动最小二乘法[14]近似将板和x向筋条的位移场写成矩阵形式为(4)(5)式中δp I为板上第I个节点的位移参数(不是真实位移)，up I,vp I和ωp I分别为沿x，y和z方向的平动，θp x I和θp y I分别为绕x轴和y轴的转角，δs x i为x向筋条的第i个节点的位移参数，us x i和ωs x
计算力学学报 2021年3期2021-07-01
- 缝合复合材料T型接头拉伸载荷下的有限元数值模拟
拉伸载荷下，接头筋条与蒙皮变形程度较大，缝线受力情况复杂，使得T型接头失效机理分析较为复杂[1-2]。近年来，国内外学者通过理论[3]、试验[4]及数值模拟[5]的方法针对复合材料缝合件进行了广泛研究。缝合的应用最早是为解决层合板的分层问题，20世纪80年代，Mignery等[6]将碳纤维缝入了层合板，结果显著提高了层合板的层间强度，提高了层合板厚度方向的承力作用。Velmurugan和Solaimurugan[7]研究了缝合与未缝合玻璃纤维增强复合材料的
航空学报 2021年2期2021-03-26
- 正交各向异性加筋板屈曲分析方法研究
。刘从玉[2]在筋条与壁板之间引入界面单元及罚刚度，研究了加筋板前后屈曲行为及筋条与壁板之间的脱粘现象。曲文斌等[3]利用有限元软件模拟了各种边界条件和荷载作用下正交各向异性板的屈曲失稳形式。杨端生等[4]根据各向异性矩形薄板剪切屈曲横向位移函数的微分方程建立了一般性的解析解。刘毅等[5]将加筋板简化为受弹簧约束的层合板，利用伽辽金法得到屈曲与后屈曲解析解。王春玲[6]讨论了正交各向异性板在面内边界力作用下的屈曲和后屈曲行为。Mittelstedt[7,8
计算力学学报 2021年1期2021-03-19
- 加筋板破坏载荷计算中的蒙皮有效宽度计算方法适应性验证
布变得不再均匀，筋条根部应力较大，离筋条越远应力基本保持为常值(如图1(b)所示)。工程上为了计算方便，用一致的应力分布来代替不一致的应力分布，取中间板的初始失稳应力和板边最大应力代替不一致应力分布，如图1(d)所示。由以上分析可知，当载荷继续增加，有效宽度会越来越窄，如图1(b)所示。因此确定加筋薄板的有效宽度成为计算加筋板破坏载荷的关键因素。(a) 结构示意图(b) 有效宽度的取法(c) 理论有效宽度(d) 应力的近似处理目前国内外对有效宽度计算有下列
航空工程进展 2020年3期2020-06-27
- 破片冲击作用下舰船复合材料结构损伤的近场动力学模拟*
层方式、加筋板的筋条尺寸以及破片相对于筋条的冲击位置的影响，分析高速破片冲击下的用于舰船防护的复合材料层合板和加筋板结构的损伤形式，以及破片贯穿结构后的剩余速度情况。1 近场动力学（PD）理论近场动力学（Peridynamics，PD)[4]结合了分子动力学、无网格方法和有限元方法的优点，区别于传统局部模型的位移偏微分方程求解模式，采用基于非局部思想的直接积分形式的运动方程，避免了基于连续性假设建模和求解空间微分方程的传统宏观方法在不连续问题时的奇异性，所
爆炸与冲击 2020年2期2020-04-09
- 压缩载荷下复合材料脱粘缺陷和补强加筋板仿真与试验研究
明，在加载过程中筋条与壁板之间的界面脱粘影响了加筋板的承载能力，YAP[9]通过有限元分析发现，复合材料加筋板的失效经常是由于筋条和板的交界面的分离失效导致的。ORIFICI[10]认为筋条和板面交界处发生的典型失效导致加筋板迅速破坏失效，破坏区域扩展导致板面和筋条分离。他们重点研究无缺陷加筋板在外力作用下，界面强度对加筋板屈曲和后屈曲的影响，与前人研究不同的是，本文研究的是预置脱粘缺陷加筋板的力学行为，得出预置脱粘对加筋板失效的影响。目前，针对存在脱粘缺
科技与创新 2020年3期2020-03-12
- 碟式离心机流场分析及筋条结构优化
研究都基于直线型筋条径向排列、周向均布且关于中性孔对称分布，较少考虑筋条在周向上对流场的影响，存在一定的局限性[12］。然而筋条作为碟式离心机的碟片上的重要结构，设计参数的变化将会直接影响到碟片间薄层流场的分布，从而决定了整个碟式离心机的分离效率的高低。本工作通过对径向排列、周向均布且关于中性孔对称的传统直线型筋条（简称直均筋条）的流场分析，了解物料在进入碟片间隙后的流向及分布规律，从而提出了对筋条的优化方案。1 直均筋条碟片建模与数值模拟1.1 建模与网
石油化工 2020年1期2020-03-06
- 复合材料帽型单筋板弯曲破坏数值分析
主承载构件中。其筋条形式常涵盖开剖面的T型、L型以及I型等构型，得益于复合材料整体成型工艺的进步，结构稳定性好，传递周向载荷效率高的闭剖面形式的帽型筋条已成为机身段等筒状结构部件的首选[3]。在飞机服役过程中，机身筒段帽型加筋壁板几乎一直承受弯曲载荷[4]，相比其较强的轴向强度、刚度，弯曲性能较差，在弯曲载荷作用下，筋条与蒙皮间易出现脱粘失效，引起结构过早破坏，严重威胁飞行安全。针对复合材料帽型加筋壁板的弯曲破坏，国内外学者已从试验及数值模拟等方面开展了研
兵器装备工程学报 2019年4期2019-05-05
- 复合材料加筋板结构屈曲分析
。现不考虑壁板和筋条之间脱胶等因素，使用ABAQUS软件，建立壁板和筋条一体化结构模型。壁板选用2 m×2 m的复合材料层合板。经研究，取壁板网格密度为20×20，筋条网格密度为20×2。结构单元的网格划分保证了结果的准确性，加筋板结构的有限元模型如图1所示，以下算例以此为准。选用壳体单元中的S4R单元。允许有限薄膜应变和大旋转角，考虑剪切变形的影响，适用于几何非线性分析。图1 复合材料加筋结构有限元模型Fig.1 Stiffened composite
中国民航大学学报 2019年1期2019-04-13
- 油品脱水用碟式离心机的流场及分离性能
没有考虑到碟片上筋条结构对碟片间物料流动性的影响。因此，笔者对碟式离心机内的流场及分离性能进行了系统的研究，综合考虑筋条结构对流体流动的影响，发现了碟片间物料存在旋转滞后性，且各层进料流量及重相体积浓度不一致性等现象。这些现象严重影响到碟式离心机的分离性能。在一些特定条件下，航空煤油中往往稳定分布极小粒度的水滴，当含水量大到一定程度，会严重影响航空发动机的性能[15]。因此，国际航空业对于航空煤油的含水量要求很高。这些水滴相对于其它固态杂质更难以分离，目前
石油学报（石油加工） 2019年2期2019-03-22
- 无蒙皮复合材料网格结构设计与分析
料网格结构中网格筋条承载效率远高于蒙皮［2-3］；无蒙皮复合材料网格结构通过成型网格筋条的方法，实现结构轻质化。网格结构网格筋条与蒙皮间的粘接界面是薄弱界面，无蒙皮复合材料网格结构自然克服了这一缺点，提高结构承载能力。由于无蒙皮复合材料网格结构无法通过蒙皮传递剪切力，有些网格形式不适合设计成无蒙皮复合材料网格结构，要有针对性地进行网格形式选择。同时由于没有蒙皮，网格筋条相交的节点处成型及网格筋条与端框的连接均更为困难。目前国内尚无自主设计生产的无蒙皮复合材
宇航材料工艺 2019年1期2019-03-01
- 受气密载荷的平面加筋壁板结构设计研究
腹板的最大应力和筋条的最大应力不超过许用值。2 设计目标在满足强度和功能性要求的前提下，使结构重量尽可能的小。3 关键参数分析气密载荷作用下平面加筋板设计主要考虑3个方面：A.腹板厚度t；B.加强筋布置；C.加强筋截面。如图2所示，加强筋的布置实质是设定腹板格子的大小，即长边a和短边b；机加加强筋截面可设计成矩形或T字型，矩形截面如图3所示，筋条高度为h，筋条厚度为tb。T字型截面如图4所示。矩形截面的加工较为简单，应用更为广泛。3.1 腹板分析平面气密加
科技视界 2018年23期2018-12-12
- 成型工艺对复合材料帽型加筋板轴压特性的影响
5-6]。加筋板筋条形式常采用易成型的T型、Z型及I型等，随着复合材料成型技术的发展，尤其是以共固化和共胶接为核心的大面积整体成型技术的发展使得成型更复杂形式加筋板得以实现[7]。相对于其他筋条结构形式，帽型筋具有结构稳定性好，传递周向载荷效率高的优点，是机身段等筒状结构部件的首选[8]。Mo等[9]对帽型加筋曲板进行了实验和数值模拟研究，分析对比蒙皮曲率和厚度以及筋条间距对结构稳定性的影响，并给出修正后的工程简化算法。张弥等[10]对共固化工艺和二次胶接
材料工程 2018年4期2018-04-18
- J型加筋复合材料壁板筋条“R”区质量控制技术研究
料壁板结构，J型筋条对蒙皮刚度提高较大，承载效率高，而且节省空间，特别在后期装配时方便连接及安装其他部件。J型加筋壁板由于其结构特殊，筋条存在上、下R角，在成型过程中R角由于压力传递较弱容易产生分层等质量缺陷。本文针对J型加筋复合材料壁板结构，通过成型模具方案及软模结构的优化，逐步解决了R角的内部质量问题[4-7]。1 结构介绍本文所规定的“R”区包括筋条下R区及上R角，下R区包括下R角及填充区，如图1所示。J型加筋壁板在胶接共固化过程中“R”区质量较难控
科技与创新 2018年6期2018-03-30
- 两种复合材料加筋壁板筋条“R”区质量控制技术研究
面和机身等部位，筋条对蒙皮的刚性方面有很大程度的增强，目前加筋壁板主要采用胶接共固化的成型工艺，在筋条胶接过程中，筋条R区容易产生分层、孔隙等缺陷。然而，R区是筋条承载的应力集中区，裂纹容易扩展，且后续无法进行补强，因此R区质量好坏对加筋壁板起着至关重要的作用。本文针对目前飞机上结构复合材料产品应用较多的两类典型加筋结构，通过成型模具方案及相关工艺参数的优化，逐步解决了R区容易出现的质量问题，为后续类似结构复合材料产品的研制提供参考。1 加筋结构分类及缺陷
科技与创新 2018年5期2018-03-16
- 纵横加筋碳纤维复合材料壁板整体成型技术研究
面和机身等部位。筋条对蒙皮的刚性在很大程度上有所增强，尤其用于飞机机身时，由于机身结构曲率比较大，复合材料制件一般是曲面纵横加筋结构壁板。这种结构目前主要采用胶接共固化的成型工艺，先固化蒙皮，然后将未固化的筋条与蒙皮胶接共固化成型。在此过程中，蒙皮成型技术、筋条定位技术、胶接共固化技术对最终产品的质量影响尤为关键。本文以典型纵横加筋壁板为例，如图2所示，介绍了国产T700级碳纤维复合材料制件成型技术研究。图2 典型纵横加筋壁板盒段2 蒙皮成型技术对于复合材
科技与创新 2018年4期2018-02-28
- 复合材料平尾悬挂框设计
性失效。通过布置筋条的方式能有效地提高框腹板的稳定性。框腹板的轮廓尺寸由机身的外形尺寸和机身蒙皮厚度尺寸等确定。框腹板上需要先确定维修口的位置及大小，再确定筋条截面形式和尺寸以及间距。维修口尺寸比较大，优先采用方形大开口，开口四边可以通过筋条来加强，有利于传递载荷，但方形开口的四个角半径适当加大，减少纤维的剪断。筋条剖面结构形式主要有T形、J形、I形，帽形等，如图1所示。图1 常见筋条剖面形状按筋条的结构形式可以分为开敞和闭腔两种结构形式。闭腔加筋的工艺形
装备制造技术 2017年11期2018-01-15
- T800碳纤维增强复合材料加筋壁板压缩稳定性试验及工程计算方法验证
过改变蒙皮厚度、筋条间距、筋条几何参数等设计8种构型的试验件，进行压缩稳定性试验；考虑侧边边界条件及蒙皮有效宽度的影响，对两种常用的压缩屈曲载荷工程计算方法进行验证。结果表明：在相同筋条面积下，筋条惯性矩提高屈曲载荷增大，加筋壁板的破坏载荷主要取决于壁板的横截面积；蒙皮厚度和筋条间距对屈曲载荷的影响大于对破坏载荷的影响；对于薄蒙皮，当侧边简支且蒙皮有效宽度b=D-b2/2时，计算值与试验值最为接近；对于厚蒙皮，当侧边简支且蒙皮有效宽度b=D时，计算值与试验
航空工程进展 2017年3期2017-09-08
- 复合材料J型加筋壁板制造技术研究
造多使用螺钉连接筋条结构与蒙皮，这既增加了零部件数量和重量，还增加了不菲的装配成本。为了降低零件重量，减少装配件的使用，复合材料加筋壁板可以实现整体成型，即使用高强度结构胶膜将筋条与蒙皮直接粘接[7]。同时，为了满足壁板的刚度要求，目前大量采用了J型、T型、Ω型等结构设计的加筋壁板，可较大程度提高加筋壁板结构的抗弯等方面力学性能。本文主要讨论J型加筋壁板的成型工艺选择、工艺方法和质量影响因素等问题，典型J型加筋壁板的截面见图1。J型加筋壁板成型工艺选择复合
航空制造技术 2017年16期2017-05-14
- 变截面加筋板尺寸-布局一体化设计
筋结构具有一致的筋条形貌，而多级加筋结构在不同层级间具有明显的几何或材料差异，形成变截面特征。由于结构层级的丰富，多级加筋结构对局部几何缺陷[12]、裂纹扩展[13]等所引起的局部刚度衰减表现出优异的容忍性，有利于保持较高的结构承载力。尽管层级增多带来的增益很大，但现有的多级加筋结构的研究工作中筋条大多不超过2个层级[9-14]，这是因为随着结构层级的增多，设计变量的数目也将激增，给优化设计带来巨大困难[15]。为了有效表征此类多层级加筋结构的变截面信息，
固体火箭技术 2017年2期2017-05-03
- 整体加筋壁板裂纹的应力强度因子研究
筋板面积比β(即筋条与壁板横截面积之比)以及筋条高宽比(h/b)对壁板内中心对称穿透直裂纹应力强度因子的影响。研究发现：在裂纹向两侧均匀扩展并不断靠近筋条的过程中，只有合理设计筋条尺寸，筋条才能对裂纹应力强度因子起到有效削弱作用，从而延长结构疲劳寿命。给定筋板面积比，若筋条宽或者筋条高不大于壁板厚度(h/t≤1或b/t≤1)，应力强度因子随着筋条高宽比的增大而增大，筋条止裂作用减弱；而当筋条宽和筋条高均大于壁板厚度时(h/t>1且b/t>1)，应力强度因子
四川轻化工大学学报(自然科学版) 2017年2期2017-04-27
- 复合材料网格-蒙皮构件缺陷形成机制及控制技术研究
果表明：优化网格筋条预压实工艺、提高固化压力能够有效减少复合材料网格-蒙皮构件制造缺陷，提高内部质量及构件承载能力。复合材料；热压罐工艺；制造缺陷0 引 言复合材料网格-蒙皮结构具有优异的抗弯、抗屈曲性能，承受轴压和外压载荷能力强，结构效率突出[1～3]，广泛应用于航天主承力结构。为同时满足承力、部段对接及零件安装等要求，复合材料网格-蒙皮构件通常包含网格筋条、蒙皮、端框、局部加厚区及局部开口等多种结构特征，成型工艺尤为复杂。而复合材料成型过程是在高温高压
导弹与航天运载技术 2017年1期2017-04-25
- 典型加筋板结构面内裂纹偏转与扩展行为分析
0016)为研究筋条截面形式和多部位损伤对整体加筋板裂纹偏转行为和断裂特性的影响，采用断裂力学和有限元方法对其进行分析.首先建立整体加筋板疲劳裂纹扩展模型，通过与裂纹扩展速率试验进行比较验证模型可靠性；在此基础上讨论筋条截面形式对裂纹断裂参量和转折行为的影响；最后对多裂纹问题进行研究.结果表明：筋条截面形式对断裂参量的影响并不显著，裂纹偏转行为在远离筋条区域扩展时发生的可能性最大；多裂纹情况下裂纹并不会转折，而是笔直扩展进而连通成一条大裂纹，同时由于相邻裂
哈尔滨工业大学学报 2017年4期2017-04-19
- 一种带单向功能的无针加药接头
置有一凸缘和若干筋条，所述若干筋条均布在所述接头连接件的上端开口的内壁面，所述凸缘呈环形，且所述凸缘位于所述筋条的下方；所述鲁尔公接头通过所述接头连接件与所述鲁尔母接头相连，所述单向阀膜片设置在所述鲁尔公接头与所述接头连接件之间。该实用新型的带单向功能的无针加药接头，能够使输液操作是只能从体外到体内进行，保证了输液过程中不会出现回血现象。
科技创新导报 2016年24期2017-03-13
- 加筋土挡墙优化设计砂箱模型试验研究
挡板，挡墙纸板和筋条承受土压力，装配工作完成。1.2.2 加载阶段待自重情形下的加筋土挡墙稳定1 min后，在墙顶放置一块双向塑料土工格栅，格栅伸出墙面10 cm，用砂土填满格栅网孔，再在其上放置矩形加载箱，箱底边缘距离墙面7 cm。向加载箱中倒入砂土作为附加竖向荷载。最大附加竖向荷载为50 kg。若施加附加竖向荷载1 min后挡墙保持稳定，则用数显测力计水平拉墙面一侧土工格栅，以施加水平荷载。挡墙破坏或失效的判定：挡墙发生明显的整体或局部垮塌，则视为挡墙
山西交通科技 2016年2期2016-12-03
- Z-pin增强复合材料帽型单加筋板弯曲性能
弯曲载荷作用下，筋条与蒙皮的界面处极易发生脱粘失效，界面脱粘往往会导致结构提前破坏，限制了复合材料的力学优势的发挥，并且对飞机安全构成极大的威胁。国内外学者已经开展了复合材料加筋壁板在弯曲载荷作用下的失效研究。Krueger等[3-4]研究了复合材料加筋结构在三点弯曲载荷作用下的界面脱粘，提出了Shell/3D建模方法，数值模拟结果与试验结果吻合较好。Bertolini等[5]对帽型加筋板局部结构施加横向的四点弯曲加载试验，结果发现自由端起裂为I型拉脱开裂
航空学报 2016年12期2016-11-18
- 先进复合材料薄壁加筋板轴压屈曲特性及后屈曲承载性能
压屈曲形式依次是筋条间蒙皮的初始屈曲、部分蒙皮的二次屈曲以及4根筋条的柱屈曲；蒙皮发生屈曲后，蒙皮承担的部分载荷转移至筋条,使筋条成为主要承力部分，当筋条发生断裂后，试验件迅速整体破坏；其破坏载荷平均值为482.67 kN，屈曲载荷的平均值为204 kN，前者为后者的2.37倍，说明该型结构具有很大的后屈曲承载空间。复合材料；加筋壁板；屈曲载荷；屈曲模态；后屈曲碳纤维增强复合材料由于具有比刚度大、比强度高、抗疲劳性能好、可设计性强、易于整体成形等诸多优点[
航空材料学报 2016年4期2016-08-16
- 整体次加筋壁板屈曲载荷近似计算方法
，一些学者从丰富筋条结构层次的角度出发，提出了次加筋板(sub－stiffened panel)的概念(见 1.1 节).次加筋板是一种含有比主筋条(primary stiffener)尺寸小的、能够起到提高稳定性作用的次筋条(sub－stiffener)的加筋板［2］.它与传统整体加筋板相比，在同等壁板结构重量条件下，可较大地提高结构的抗失稳性能和抑制裂纹扩展的能力.通过在传统加筋板的主筋条之间布置次筋条，可以改变主筋条之间面板(简称带板)发生初始屈曲时
北京航空航天大学学报 2015年3期2015-12-20
- 湿热环境对复合材料加筋板压缩性能的影响
验材料为由蒙皮和筋条组成的纤维增强树脂基复合材料加筋板，筋条间距为150mm，长桁截面为工字型（上宽30mm，下宽60mm，高40mm），蒙皮材料和筋条材料为单向带5228A/CCFXXX，单层厚度为0.125mm，蒙皮铺层方式为［45/45/0/0/0/-45/90/45/45/0/0/0/-45/90］s，厚3.5mm，筋条铺层方式为［0/0/45/0/0/-45/90/45/0/0/-45］s。试样尺寸为600mm×820mm，两端适当延长，端部进行
机械工程材料 2015年1期2015-12-09
- 7075 铝合金带筋板渐进蠕变时效成形有限元仿真
影响的研究，发现筋条、凸台、凹槽3 个结构因素占全部因素权重的41%，表明成形件的结构因素对其成形影响很大。郑英等［7］研究了单曲率网格筋条壁板蠕变时效成形的特点及规律，结果表明网格筋条壁板的蠕变时效成形过程是一个非线性成形过程。湛利华等［8］基于铝合金时效成形机理的蠕变统一本构方程，对7055 铝合金带筋板蠕变时效成形过程进行仿真模拟，发现筋条对成形件的回弹起到一定的抑制作用，蠕变时效后带筋板的几何形状由筋条的塑性应变和成形件的蠕变共同决定。尽管蠕变时效
武汉理工大学学报（信息与管理工程版） 2015年4期2015-05-26
- 侧边约束对复合材料加筋板屈曲及后屈曲特性的影响
板结构承载主要由筋条决定，而筋条蒙皮大面积脱粘发生在结构失效之后。复合材料加筋板；固支；简支；屈曲；后屈曲纤维增强复合材料因其比强度比刚度高、可设计性强、疲劳特性好、耐腐蚀等许多优异特性，近年来被广泛运用到飞机结构设计中[1-2]。飞机机翼机身结构多为加筋结构，加筋结构主要破坏模式是丧失稳定性。Ovesy等[3]使用有限条素法对加筋结构稳定性进行了研究，Stamatelos等[4]特别研究了加筋结构的局部失稳问题。复合材料加筋板在局部失稳后仍具有较强的承载
沈阳航空航天大学学报 2015年5期2015-05-18
- 基于拓扑优化的薄板加筋方法研究
结构可以通过改变筋条的截面形式、筋条间距以及筋条和薄板自身的尺寸来满足工程实际对加筋板结构强度、刚度和稳定性等多方面的要求。常规的加筋板优化设计，可以先按满应力设计计算出相应载荷下的等效蒙皮厚度，然后选取一定的加筋比和厚度比对该等效板进行稳定性设计。拓扑优化方法将结构的拓扑布局作为主要的设计变量，通常要求在一定的设计空间内寻找出最优的材料分布形式，在满足结构相关力学性能的前提下使结构质量最小化［1］。如果将拓扑优化设计方法跟薄板加筋优化设计联系起来，可以将
机械设计与制造工程 2015年1期2015-05-07
- 薄壁加筋圆柱壳后屈曲分析方法研究
了加筋圆柱壳结构筋条截面高宽比、蒙皮厚度、加筋疏密程度等结构几何参数对显式非线性算法计算屈曲临界载荷与隐式非线性算法计算结果的差异。研究结果表明，结构筋条质量与蒙皮质量之比大于0.4时，显式计算结果与隐式计算结果趋于一致，当筋条质量与蒙皮质量之比小于0.4时，显式算法计算结果与隐式算法计算结果会产生波动性差异。显式非线性分析能快速高效分析筋条质量与蒙皮质量之比大于0.4的薄壁加筋圆柱壳结构后屈曲行为。加筋圆柱壳；后屈曲；显式动力学分析0 引言薄壁圆柱壳是工
固体火箭技术 2015年4期2015-04-22
- 成型工艺对复合材料加筋结构脱粘性能的影响
要研究两种工艺对筋条蒙皮脱粘损伤及破坏机理的影响。复合材料加筋结构的脱粘失效研究，一直是国内外学者关注的重点。Vijayaraju等［1］研究T型加筋结构在拉拔载荷作用下的失效，并分析对比含衬垫及含覆盖层对失效模式的影响，研究结果表明衬垫结构能明显提高失效载荷;Yap等［2，3］研究预制脱粘区域的位置、尺寸及数目对以脱粘为失效模式的T型多筋条加筋板后屈曲性能的影响，结果表明脱粘位置决定裂纹扩展及屈曲的顺序;Krueger等［4］提出了一种有效的模拟筋条蒙皮
航空材料学报 2015年2期2015-03-13
- 整体壁板参数化设计与敏感性分析
损伤容限［3］.筋条使裂纹分支，减缓了裂纹扩展速率.尽管铆接筋条可以得到很好的止裂效果，但是铆钉孔的应力集中会导致初始裂纹的萌生.此外，整体壁板可以提高视觉检查能力，从而增加检测出裂纹的可能性.因此，对含裂纹整体壁板的力学行为进行研究，以确定结构是否具有破损安全或安全裂纹扩展的能力具有重要的工程意义.在线弹性范围内，应力强度因子是确定含裂纹结构的破损安全应力和裂纹扩展的重要参数.对含裂纹加筋板应力强度因子的研究已见于较多文献，Chen［4］对拉伸时中心开裂
哈尔滨商业大学学报（自然科学版） 2013年4期2013-10-21
- 复合材料加筋壁板鸟撞动响应分析
hell163。筋条布局共有四种型式，分别在沿板方向均匀布置1个、2个、3个和4个筋条，筋条轴向尺寸为0.02 m×0.01 m，单元类型采用SOLID164。图1给出布置1个和3个筋条时的布局型式。图1 复合材料加筋壁板筋条布局型式Fig.1 Stiffener layout of composite reinforced panel鸟撞动响应数值分析采用LS-DANA，算法采用接触碰撞耦合算法。鸟撞方式分为垂直冲击和斜冲击复合材料加筋壁板中心，斜冲击时
振动与冲击 2013年4期2013-09-08
- 汽车钣金冲压件叠料问题解决案例分析—
区域各增加了一条筋条。增加的筋条可以将聚集的材料展开，从而改善叠料问题。增加筋条需要考虑两方面因素：一方面筋条不能引起零件匹配干涉；另一方面筋条高度不能太高，否则会造成凸模强度不足。所以增加吸料筋条的尺寸有限，改善零件叠料的效果也有限。优化零件冲压工艺。由于增加吸料筋条解决零件叠料问题的效果有限，所以同时考虑优化零件的冲压工艺。采用成形工艺时，可以通过选择合理的冲压方向，优化材料流动，抑制叠料缺陷。采用改进后的冲压方向，利于叠料区域在冲压时材料流动，从而改
金属加工(热加工) 2013年5期2013-08-28
- 铝合金加筋板轴压屈曲稳定性的有限元分析
的情况下，加筋板筋条形式及结构参数对结构屈曲稳定性的影响，并将有限元模拟结果与工程计算结果进行了比较，期望为铝合金加筋板结构的设计优化及工程应用提供参考。1 铝合金加筋板的构型7050铝合金加筋板为整体成型，其筋条选取常用的T型和Z型，而且筋条均匀分布，蒙皮均为边长500mm的正方形，加筋板的截面示意如图1所示。T型筋条和Z型筋条具有相同的截面面积，具体尺寸如图2所示。当薄壁加筋板受面内压缩载荷作用时，常见的失效模式为屈曲失稳，因此主要考虑筋条间距及蒙皮厚
机械工程材料 2013年3期2013-08-16
- 海拉蓄电池产品正式上市
池盖设计和带弹性筋条蓄电池槽设计。迷宫式蓄电池盖内装防爆片，杜绝杂质进入，独特的结构设计可实现迷宫式排气并防止电解液溢出，避免用户受酸液溢出的伤害，安全实现液气分离，同时让使用环境更清洁。带弹性筋条的蓄电池槽可对内部零件提高适当松紧的支撑，减缓颠簸路面对极板造成的振动，从而延长蓄电池的使用寿命。实验表明，使用弹性筋条设计的蓄电池与传统的蓄电池相比，寿命延长一倍以上。作为海拉易损件系列中的又一重量级产品，海拉锋能系列免维护蓄电池具有高可靠性、寿命长、免维护等
汽车维修与保养 2013年9期2013-04-21
- 复合材料网格圆柱结构减重优化设计①
由蒙皮和纵、环向筋条组成，在导弹发动机头锥壳体、运载火箭、大型商用飞机等航空航天结构上有着广泛的应用前景。此结构采用了先进的高模量、高强度炭纤维材料，并辅助以纵、环向筋条梁结构加强，使其满足载荷承载性能和质量比要求。本文对固体发动机复合材料网格圆柱结构进行优化设计，在满足结构一定的载荷承载能力和屈曲约束条件下，对结构中蒙皮铺层参数和纵向、环向筋条宽度和数量进行了优化计算［1－4］，从而降低了结构质量，提高了发动机质量比。其中，考虑到结构尺寸约束条件，所以文
固体火箭技术 2013年2期2013-01-16