飞机起落架舱内轮胎爆破压力场测试研究

飞机轮胎爆破压力场分布模型对于飞机轮胎强度计算和起落架舱内防护设计至关重要。本文开展某型飞机起落架舱内轮胎爆破试验研究,利用高频动压传感器测试防护罩上关键点处的压力值,建立了轮胎爆破气流场压力分布模型,最后采用有限元方法对防护罩结构进行数值模拟并与试验结果对比分析。结果发现,航空轮胎爆破时间短暂但威力巨大,起落架舱内轮胎爆破最大压力值随初始压力和爆破距离呈指数关系衰减。根据试验结果分别提出了斜交胎、子午胎的爆破压力场分布模型并对防护罩进行了数值计算,所得应变值与数值结果误差在12%以内,说明所提出的压力场分布模型可用于起落架舱内防护罩设计。本文所提出的试验方法及爆破压力场分布模型为起落架舱内防护设计提供了参考依据。     

复合材料多墙盒段弯扭耦合下的屈曲和后屈曲

针对复合材料典型多墙盒段，采用试验和有限元分析相结合的方法，研究了弯扭耦合载荷作用下的稳定性、承载能力及损伤起始、扩展情况．试验采用数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)测量方法捕捉试验件屈曲模态的变化过程，通过载荷-应变曲线获得屈曲和后屈曲破坏载荷．数值仿真基于ABAQUS/Explicit模块，采用Hashin准则结合刚度降的VUSDFLD子程序模拟复合材料的屈曲和后屈曲行为．研究结果表明，多墙盒段在弯扭载荷组合作用下发生屈曲时，扭矩会改变屈曲模态的分布形式和对称性，屈曲鼓包依然保持波峰、波谷交替出现；多墙盒段后屈曲阶段历程较长，屈曲模态由一阶向高阶逐渐发展，直到结构发生过大变形，彻底破坏而失去承载能力．     

PMI复合材料泡沫夹层结构小能量冲击后回弹规律研究

本文对两种不同厚度(4层、8层)的PMI复合材料泡沫夹芯结构进行8J的低速冲击实验。采用三维光学扫描仪(HDI 3D)对冲击后发生的凹坑回弹现象进行90h的监测,并结合Geomagic Qualify三维检测软件对扫描结果进行分析,获得了直观的冲击后位移云图。对不同时刻的凹坑深度进行分析,以回弹速率为标志,对回弹过程进行划分并总结了凹坑深度随时间的变化规律;截取了回弹过程中部分时刻凹坑贯穿截面轮廓,通过参考点对轮廓形貌进行拟合,建立了与所在横截面凹坑最大值相关联的轮廓形貌描述方法。结合破坏性检测的方法,对冲击区域面板及夹芯泡沫的损伤情况进行显微观测,结果表明,夹层板的分层损伤对回弹现象影响较大,但凹坑截面轮廓的形态并不会发生显著改变。     

热循环对碳纤维/双马来酰亚胺复合材料的影响

碳纤维/双马来酰亚胺复合材料比强度和比模量高,热稳定性良好,因此在航空航天飞行器中广泛应用。在低地球轨道空间,卫星和航天飞机穿梭于地球阴影内外,会受到外界温度的周期性影响。本文研究了高温环境(200℃)中和受到热循环老化(-120℃~200℃)的复合材料力学性能和微观形貌的变化。经过热循环处理之后,试样层间剪切强度降低;通过将横截面和侧面打磨抛光并使用扫描电镜进行观测,在横截面和侧面上均发现了细观微裂纹。大部分微裂纹萌生于基体及界面上,界面脱粘和碎屑明显可见,基体与界面处产生微裂纹是层间剪切强度下降的主要原因。因此,在复合材料的应用中应该关注热循环诱发微裂纹的现象。     

复合材料机翼加筋壁板稳定性分析

利用工程及有限元方法分别分析了加筋壁板整体和局部稳定性.分析发现:在有限元计算中模型边界条件的选取对分析结果有着较大的影响.通过大型有限元软件MSC.Patran/Nastran,计算了不同边界条件下加筋壁板稳定性,将结果与工程计算结果比较,得到一种有限元分析稳定性中较合适的模型及边界条件.同时运用论证的有限元模型及边界条件,分析了相同横截面积下,不同桁条设计方案的壁板整体稳定性,结果显示桁条横截面设计对加筋壁板的稳定性有着很大的影响.     

复合材料螺栓连接性能的分散性和可靠性分析

本文通过对35个复合材料层合板螺栓连接试验件进行钉孔挤压试验，得到各个试件的挤压强度，然后采用统计分析的方法，研究复合材料层合板螺栓连接挤压强度的分散性规律。研究表明，复合材料层合板螺栓连接挤压强度的分散性模型可以用正态分布、对数正态分布以及威布尔分布三种模型模拟，其中以威布尔分布拟合效果最好，其次是正态分布。另外，本文采用极大似然估计方法给出了三个模型的分布参数。最后，利用蒙特卡洛法和雷-菲法计算了三种分布模型下的失效概率。结果表明，威布尔分布的失效概率最大，而对数正态分布的失效概率最小。     

石英纤维布氰酸酯树脂基复合材料的环境试验性能研究

对石英纤维布增强氰酸酯树脂基复合材料进行了常温、低温和湿热三种环境下的拉伸、压缩、面内剪切、层间剪切和钉孔挤压等试验研究,得到了该复合材料的拉伸压缩面内剪切的强度和弹性模量以及层间剪切强度和钉孔挤压强度等力学性能参数。结果表明:石英纤维布增强氰酸酯树脂基复合材料的力学性能参数具有温度相关性。在低温环境下,力学性能参数不同程度地增强,最大增长量达40%;而在高温环境下,力学性能参数则明显下降,最高下降量达到56%。另外,由于复合材料的层间性能主要由基体决定,所以湿热环境对复合材料层间性能的影响很大,在工程实际中应特别关注。