碳纤维复合材料金字塔点阵结构制备工艺及力学性能研究

本文针对碳纤维复合材料点阵结构,从结构设计、制备工艺、平压性能、剪切性能等方面对其进行试验表征及理论模型研究.设计四种成型碳纤维复合材料金字塔点阵结构的思想,并采用一种新的制备工艺即预浸料二次成型工艺制备试样,试验结果表明,该工艺能最大程度发挥纤维增强潜力.通过实验揭示在平压载荷下杆件屈曲、杆件断裂、杆件分层脱胶失效机理,在剪切载荷下杆件屈曲、杆件分层、杆件脱胶失效机理,基于结构力学基础原理,建立相应理论模型,经过修正之后的理论模型均能较好预报典型载荷下力学性能.本文研究发现碳纤维复合材料金字塔点阵结构具有密度低、比强度大、比刚度高等优点,且芯子中具有大量空间,可以制备轻质多功能结构.     

Basic solutions of multiple parallel symmetric mode-III cracks in functionally graded piezoelectric/piezomagnetic material plane

The Schmidt method is adopted to investigate the fracture problem of multiple parallel symmetric and permeable finite length mode-III cracks in a functionally graded piezoelectric/piezomagnetic material plane. This problem is formulated into dual integral equations, in which the unknown variables are the displacement jumps across the crack surfaces. In order to obtain the dual integral equations, the displacement jumps across the crack surfaces are directly expanded as a series of Jacobi polynomials. The results show that the stress, the electric displacement, and the magnetic flux intensity factors of cracks depend on the crack length, the functionally graded parameter, and the distance among the multiple parallel cracks. The crack shielding effect is also obviously presented in a functionally graded piezoelectric/piezomagnetic material plane with mul- tiple parallel symmetric mode-III cracks.     

微航姿仪的磁力计标定算法及误差补偿研究

针对目前磁力计标定算法中存在磁干扰或噪声导致航向角测量误差等问题,提出了一种改进的磁力计标定算法。该算法考虑磁力计安装误差和外界磁干扰,提出改进的磁力计误差模型;同时运用BP神经网络训练软磁干扰下的磁航向与真实航向之间的非线性关系,降低了非线性误差。通过仿真和实验验证,算法有效地解决了磁力计误差补偿问题,降低了软硬磁干扰对航向角的影响,得到较精确的航向角,误差范围在±1°内,证明了改进误差补偿算法的可行性和有效性。     

碳纤维/树脂基复合材料曲壁蜂窝夹芯结构的三点弯曲性能北大核心CSCD

为研究碳纤维复合材料(CFRP)曲壁蜂窝结构在三点弯曲载荷作用下的承载特性与失效模式,对不同芯层高度、面板厚度的结构进行了理论预报、数值模拟及试验.首先,根据夹芯结构的主要失效模式,提出了相应的理论预报公式,并绘制了失效机制图;其次,建立了CFRP曲壁蜂窝夹芯结构的有限元仿真模型,对其在三点弯曲载荷作用下的典型失效行为进行模拟;最后,通过模压成型工艺制备了不同尺寸的CFRP曲壁蜂窝夹芯结构,并将试验结果与理论、模拟结果进行比较.结果表明,蜂窝夹芯结构承载能力与芯层高度、面板厚度密切相关,结构芯层及面板刚度随其尺寸的减小而下降,导致结构失效模式由面芯脱黏失效变为面板压溃失效.     

基于角加速率的MEMS陀螺仪快速标定方法

微机电系统(MEMS)陀螺仪的非线性误差是影响陀螺仪测量精度的主要因素之一。针对角速率标定法难以获得陀螺仪连续输出的问题。该文提出了一种角加速率标定实验方案,介绍了用二次标定方法解算出陀螺仪的零位误差系数、刻度因子、交叉耦合系数及非线性误差项的具体步骤。与常规补偿模型算法比较表明,此方法可快速标定陀螺仪的误差参数,补偿后的MEMS陀螺仪绝对误差小于0.084(°)/s,线性度提高了1~2个数量级。     

’99全国固体力学学术会议简介

1 会议概况 由中国力学学会固体力学专业委员会主办、哈尔滨工业大学复合材料研究所承办的`99全国固体力学学术会议(`99NCSM)于 1999 年 1 月 7 日～9 日在哈尔滨工业大学召开.中科院力学所的王自强研究员和哈工大复合材料研究所的杜善义教授共同主持了会议.     

功能梯度材料与均质材料交界面上Ⅰ-型裂纹对简谐动载的响应分析

在忽略界面裂尖端裂纹面相互叠入的条件下,对功能梯度材料与均质材料交界面上Ⅰ-型裂纹对简谐动载响应问题进行了分析。利用傅立叶变换,将问题的求解转换为对以裂纹面上位移差为未知函数的对偶积分方程的求解。为了求解对偶积分方程,将裂纹面上的位移差函数展开为雅可毕多项式的级数形式。最终给出了裂纹长度、入射波频率和材料性质对应力强度的影响。结果表明,当界面材料不连续时,获得了具有普通1/2奇异性的近似解。     

蜂窝夹芯试件破坏行为分析

通过平面拉伸试验和双悬臂梁试验研究了蜂窝夹芯试件的破坏行为. 在平面拉伸试验中, 发现的破坏模式不是预期的面芯界面脱胶破坏而是面板层间分层破坏;在双悬臂梁试验中, 发现了一种与以往文献报导中不同的破坏模式(面板层间分层,预制裂纹偏转和面板分层扩 展依次出现). 针对试验中所发现的新的破坏模式,结合粘结模型,建立了基于 蔡-希尔破坏准则和能量准则的计算模型. 模拟结果与试验结果对比发现,所建立 的计算模型能够很好地模拟所发现的破坏行为.     

轻质夹层多功能结构一体化设计

对于飞行器,减轻结构重量,提高有效载荷是设计者追求的永恒主题. 飞行器通常处于较为特殊和复杂的环境下,因此除需要考虑结构的承载能力外,还应兼顾一种或多种功能. 本文概述了集承载与热控、防热、电子、隐身、吸能、作动、储能、阻尼等多功能特性于一体的轻质夹层多功能结构研究成果,汇总了轻质夹层多功能结构在卫星、无人机、高超声速飞行器等领域的发展情况. 最后,对轻质点阵多功能结构的发展前景进行了展望.     

含有随机夹杂非均匀体的有效弹性模量

在对含有随机夹杂的非均匀体求有效弹性模量时,一般多根据Eshelby的等效夹杂法,但由于该方法没有充分考虑非均匀体内部的微结构,所以其理论具有一定的局限性。本文认为Kunin的微结构理论与Eshelby的等效夹杂法相比更具一般性,因而本文采用了文[9]中一些合理的思想,摒弃了其中不合理的假设,并且建立了一种新的理论模型.最后,本文针对球夹杂的情况给出了非均匀体有效弹性模量依赖于夹杂体积份数的关系,并将该结果与文[10]中的结果进行了比较.