鞠苏
,
江大志
,
杜刚
,
肖加余
,
曾竟成
复合材料学报
采用手工引导纤维束缠绕加高强纱绑束的成型工艺制备了截面形状为三角形的玻璃纤维/环氧全复合材料桁架.研究了芯模的设计与制造、缠绕与绑束操作、固化与脱模工艺,测试了由该工艺制得的复合材料桁架肋条的直径、纤维体积含量和拉伸强度、模量.以三点弯曲的加载方式测试了所制得的超轻质复合材料桁架的弯曲性能.结果表明,用手工引导纤维束缠绕加高强纱绑束的成型工艺制得的全复合材料桁架肋条的直径平均偏差为5.8%,纤维体积含量为64%,其拉伸强度和模量分别为747.5 MPa和48.56 GPa,与模压工艺制得的单向复合材料相比分别提高了9%和15%.该超轻质(线密度≤1.0 kg/m)复合材料桁架整体抗弯载能力突出(失稳载荷达到2000 N),具有良好的结构刚度.
关键词:
超轻质结构
,
复合材料桁架
,
缠绕工艺
,
工艺质量
,
弯曲特性
熊波
,
罗锡林
,
谭惠丰
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140627.003
为了解决全复合材料桁架扭转刚度缺少实验外有效表征手段的问题,首先,基于均匀化思想,依据单胞剪切刚度相等原则,将全复合材料桁架等效为闭口薄壁梁,推导其等效扭转刚度;然后提出位移转换法并测量桁架转角,对全复合材料桁架扭转刚度进行了实验研究;最后,在梁单元桁架模型中嵌入精细化接头模型,对全复合材料桁架扭转刚度进行了仿真分析.结果表明:等效及仿真结果与实验值基本吻合,等效分析方法能够有效预测全复合材料桁架的扭转刚度,桁架仿真模型具有一定的工程实用性;实验方案可靠,所提出的位移转换法能够解决小转角测量相对误差较大的问题.
关键词:
复合材料桁架
,
扭转刚度
,
均匀化等效
,
扭转实验
,
有限元
