罗楚养
,
熊峻江
,
益小苏
,
张子龙
,
包建文
,
安学
,
王岭
复合材料学报
采用全数字化设计技术完成了复合材料整体翼盒的结构设计及铺层设计,同时采用PAM-RTM软件对复合材料翼盒的树脂传递模塑(RTM)成型工艺过程进行了树脂流动模拟,确定了底边线注射的最佳注射方式和工艺参数,并在此基础之上完成了RTM成型模具的设计和制造.采用基于水溶性型芯的RTM整体成型技术,制备了整体化的复合材料翼盒,验证了翼盒的RTM整体成型设计与制造工艺技术的有效性和可行性.
关键词:
复合材料
,
翼盒
,
树脂传递模塑(RTM)
,
流动模拟
,
水溶性型芯
罗楚养
,
熊峻江
,
益小苏
,
张子龙
,
刘刚
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.04.002
采用有限元法对复合材料蒙皮-加筋大开口结构进行了优化设计,研究孔边补强和加筋补强对大开口结构屈曲特 性的影响.结果表明:孔边翻边补强可使应力集中远离孔的自由边,增加翻边深度和宽度皆能提高屈曲载荷;采用共固化加筋要比整体加筋效果明显,同等条件下,优先考虑低而密的筋条布置,同时增加横向筋的数量.
关键词:
复合材料
,
大开口
,
翻边补强
,
屈曲
,
数值模拟
,
优化设计
罗楚养
,
熊峻江
,
程泽林
,
李宏运
,
彭勃
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.01.017
测试了复合材料RTM十字型接头疲劳性能,分析对比RTM、缝纫RTM和共胶接3种不同成型工艺十字接头的疲劳强度,结果表明:RTM成型十字接头具有良好的疲劳性能,缝纫RTM接头仅为前者的1/4,而先固化后胶接接头最低.研究还发现,复合材料疲劳寿命对成型工艺非常敏感,导致试验结果存在严重分散性.RTM和缝纫RTM的接头破坏都是从根部富树脂区的尖端率先产生裂纹,然后裂纹沿着富树脂区和玻璃布的界面向下扩展,直至接头的整体破坏;先固化后胶接接头则表现为中间层板和T接头的胶层拉伸破坏.
关键词:
复合材料
,
RTM
,
缝纫
,
胶接
,
十字接头
,
疲劳性能
罗楚养
,
益小苏
,
李伟东
,
周玉敬
,
朱亦钢
,
刘刚
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.4.011
根据给定的外形设计了四种不同结构形式的复合材料模型机翼,通过对所采用树脂基体的化学流变特性的研究,确定其最佳固化工艺条件.采用整体成型技术制备了四种全复合材料模型机翼,并进行了三点弯曲试验.结果表明,工字梁结构形式的模型机翼具有最高的载荷重量比,其次为C型梁机翼,而蒙皮-夹芯机翼的载荷重量比最小.其中,蒙皮-夹芯模型机翼在测试中表现为加载点上蒙皮压缩破坏；蒙皮-加筋机翼则表现为支点处的剪切破坏；梁式结构机翼均表现为支点与加载点中间的前缘剪切破坏.采用有限元分析模型机翼的强度与破坏过程,其结果与试验结果吻合良好.
关键词:
复合材料机翼
,
整体成型
,
三点弯曲
,
有限元分析
,
泡沫夹芯
白江波
,
熊峻江
,
李雪芹
,
罗楚养
,
张子龙
复合材料学报
对给定外型与尺寸的整体成型复合材料机翼进行了设计、制备及力学性能实验研究.采用有限元分析软件,对空心复合材料机翼进行静力学分析,得到了承载效率与机翼几何尺寸的关系,并确定了最优结构尺寸与复合材料纤维铺层厚度.采用石蜡芯模辅助气囊法成型技术,制备了整体成型复合材料机翼,并进行了三点弯曲实验测定,分析了其破坏机制.三点弯曲实验研究发现,整体成型复合材料机翼的破坏模式为上蒙皮的局部屈曲失效,屈曲后仍有一定的承载能力.
关键词:
复合材料机翼
,
有限元
,
石蜡芯模
,
气囊法成型
,
三点弯曲
,
局部屈曲
罗楚养
,
熊峻江
,
益小苏
,
张子龙
,
刘刚
复合材料学报
采用基于水溶性型芯的RTM成型技术制备了整体化的复合材料翼盒，并对翼盒进行了自由振动模态试验；采用三维壳单元，建立了翼盒固有模态及稳定性有限元分析模型，该模型分析的翼盒固有模态与试验结果吻合很好，验证了有限元模型的有效性；为研究翼盒固有模态及稳定性的铺层效应，采用该模型分析计算了4种铺层方案的翼盒的固有模态及稳定性。研究结果表明：对称铺层蒙皮有利于提高翼盒轴向压缩与轴向扭转屈曲载荷及固有频率，而不利于面外弯曲和弯扭组合情况；腹板减薄和增加腹板45°铺层均不利于提高，甚至会大幅度降低屈曲载荷及固有频率，弯扭组合加载最容易导致失稳。
关键词:
复合材料
,
翼盒
,
数值模拟
,
模态分析
,
屈曲
,
树脂传递模塑
刘刚
,
罗楚养
,
张代军
,
张朋
,
张连旺
,
益小苏
复合材料学报
选用多层非屈曲经编织物（NCF）作为增强体,提高了预成型体的铺覆效率及准确性,同时根据T型接头的结构特点将其组合成工字梁形式并依此设计成型模具,采用树脂传递模塑（RTM）成型工艺实现了复合材料T型接头的高效制造,并对其拉伸和压缩力学性能进行了试验研究。结果表明：T型接头拉伸破坏由孔边蒙皮纤维拉断和腹板分层拉脱造成;而压缩破坏则由腹板翻边分层屈曲和接头中部蒙皮纤维压断造成;T接头拉伸破坏载荷高于其压缩的破坏载荷。
关键词:
复合材料
,
T型接头
,
非屈曲经编织物(NCF)
,
树脂传递模塑(RTM)
刘刚
,
罗楚养
,
李雪芹
,
张代军
,
蔺绍玲
,
益小苏
复合材料学报
根据复合材料的可制造性及RTM成型工艺的特点对复合材料厚壁连杆的几何外形进行了优化设计。测定了纤维预成型体的渗透率参数,采用数值模拟技术研究其RTM成型工艺过程,并根据RTM流动模拟结果设计了成型模具,成功地利用RTM工艺制备了复合材料厚壁连杆样件。对样件的力学试验考核表明,采用基于数值模拟技术的工艺设计能够很好地满足制件的制造及载荷要求。
关键词:
复合材料
,
RTM
,
厚壁结构
,
渗透率
,
流动模拟
罗楚养
,
熊峻江
,
李伟东
,
周玉敬
,
张子龙
,
魏仲委
复合材料学报
采用多级优化方法,对给定外形和尺寸的复合材料模型机翼进行了设计方案优选.首先基于单因素的效能评估和灰关联度的综合效能评估对机翼进行了结构布局设计,然后采用有限元法对工字梁机翼进行结构细节优化与铺层设计,最后采用基于真空袋法的整体成型工艺制备了蒙皮-夹芯、蒙皮-加筋、C型梁和工字梁等4种典型结构的复合材料模型机翼,并利用三点弯曲试验对优选设计方案进行了验证.优化结果表明:工字梁机翼结构效能水平最高,其次是后C型梁机翼,结构效能最差的是蒙皮-腹板机翼,梁凸缘采用等厚度变宽度可获得近似等强度梁结构.试验结果验证了优化设计方案的有效性.
关键词:
复合材料机翼
,
优化设计
,
灰关联度
,
整体成型
,
有限元分析
罗楚养
,
吴催生
,
魏仲委
,
何辉
,
蔡培培
,
赵融
复合材料学报
设计了一种蒙皮骨架结构高温复合材料舵面,并采用模压工艺制备了舵面,最后完成了舵面自由状态和固支状态下的固有模态测试,同时进行了静强度试验.采用三维实体单元,建立了舵面固有模态有限元分析模型,该模型分析的舵面固有模态与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的有效性;并基于该模型研究了舵面在弯曲载荷下的破坏模式.试验结果表明:舵面首先在根部树脂连接区发生树脂脱粘破坏,进而引起复合材料蒙皮与钛合金骨架的层间分层,从而导致整个舵面失效.有限元分析结果表明:传感器质量分布对舵面的频率影响很大,但对其振型影响不大.应力分析结果表明:根部树脂连接区的拉伸正应力导致此处树脂脱粘,有限元预测的破坏位置与试验结果一致.
关键词:
复合材料
,
舵面
,
聚酰亚胺
,
有限元分析
,
固有模态
,
破坏机制
