收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

复合材料后压力框开口区结构设计与分析

谢军伟  
【摘要】:后压力框是后机身的前端框,是气密客舱与后设备舱的分界框。因为复合材料具有良好的结构可设计性、较高的比强度和比刚度等优点,目前许多商用机型,如A340、A380、B787等都采用复合材料制造后压力框球皮结构。该结构由于检查、维修、导管通过等原因,不可避免地需要多个开口。开口将会破坏纤维的连续性,引起应力集中,降低结构的承载能力。因此需要对开口结构进行补强设计,使结构满足承载要求。 本文主要针对复合材料后压力框的开口区进行结构设计和分析,选择合理的开口增强方式,确定适宜的增强区域范围,达到明显增强效果,降低结构重量。首先,计算金属后压力框受内压载荷作用下开口区变形和应力分布,分析表明开口区域可以等效为受双轴拉伸载荷作用的矩形层压板。采用解析法和数值法求解开口层压板分别在单轴拉伸载荷和双轴拉伸载荷作用下的应力分布和应力集中系数,分析铺层、板宽孔径比对应力集中系数的影响,结果表明提高±45度层的比例,有利于减小双轴拉伸载荷下孔边应力集中系数。比较了插层、顺层和内衬套三种方式的增强效果,插层结构不仅效率高,并能抑制分层,应优先选用。进一步开展了受单轴和双轴拉伸载荷作用下带圆形开口复合材料层压板四种补强型式的研究。基于Hoffman准则,分析补强型式对首层失效强度的影响,再通过比较开口周围热点应力和应变的降低程度,分析圆形缺、环形、椭圆缺和矩形缺四种补强型式的补强效率。通过有限元参数化建模,分析了几何尺寸对补强效率的影响,给出了不同补强型式适合的补强范围。同时,分析了增强区域厚度和铺层对增强效果的影响。研究表明通过合理地设计补强型式可以有效地降低应力集中,提高拉伸破坏强度。利用上述研究结果,采用OptiStruct软件进行了复合材料后压力框增强区铺层厚度和铺层角度的优化设计,给出合理有效的增强结构型式。并采用Hoffman准则和限制应变方法完成了增压载荷下的强度校核。 本文可以为复合材料开口结构在相似形状和载荷条件下的补强设计提供参考。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨莹;;中国复合材料产品市场将持续增长[J];玻璃钢;2011年02期
2 ;日本国复合材料企业代表到协会拜访任振铎会长[J];全面腐蚀控制;2011年07期
3 ;《复合材料学报》征稿简则[J];复合材料学报;2011年04期
4 ;欢迎订阅《复合材料学报》[J];复合材料学报;2011年04期
5 ;沙伯基础创新塑料推出新型防静电复合材料[J];塑料制造;2010年03期
6 杨莹;;提高复合材料的表面光滑度[J];玻璃钢;2011年02期
7 ;高镁铝合金-膨胀矿石复合材料的制备方法[J];铝加工;2011年04期
8 ;复合材料孔加工方面的新进展[J];世界制造技术与装备市场;2011年04期
9 倪东惠;谭文昌;郑军君;罗汇果;李元元;;Si含量对放电等离子烧结制备(1-x)Ti_3SiC_2+xSiC复合材料的影响[J];中国有色金属学报;2011年06期
10 贾娜;李嘉禄;;不同温度下复合材料弯曲性能的研究进展[J];天津工业大学学报;2011年04期
11 焦小莉;蒋荣立;吕慧;姚丽鑫;安茂燕;;聚噻吩复合材料的制备及应用现状[J];辽宁化工;2011年07期
12 赵远;黄伟九;;石墨烯及其复合材料的制备及性能研究进展[J];重庆理工大学学报(自然科学);2011年07期
13 曾宗强;黄茂芳;余和平;王蕊;彭政;;改性纳米碳酸钙填充天然胶乳的超微结构及热稳定性[J];高分子材料科学与工程;2011年08期
14 杨丑伟;王香梅;张晶;郭燕鸿;;壳聚糖/聚氨酯复合材料研究进展[J];化学推进剂与高分子材料;2011年04期
15 张保林;;(TiB_2+Al_3Ti)增强铝基复合材料的研制[J];湖南农机;2011年07期
16 陈庆春;吴庆生;邓慧宇;;针状氧化锌晶须的银纳米颗粒修饰及其表征[J];无机盐工业;2011年09期
17 王溪繁;王国和;;植物纤维增强可生物降解复合材料的研究探讨[J];现代丝绸科学与技术;2011年03期
18 王智;顾宜;;碳纤维增强苯并噁嗪树脂基复合材料的研究进展[J];玻璃钢/复合材料;2011年04期
19 王晓东;朱辅华;黄培;;聚酰亚胺-聚四氟乙烯复合材料的制备和表征[J];南京工业大学学报(自然科学版);2011年04期
20 黄锋;孙书刚;倪红军;朱昱;;SHS技术制备复合材料的研究进展[J];热加工工艺;2011年14期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何九领;鲁金华;;复合材料失效分析[A];探索 创新 交流(第4集)——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年
2 刘时风;王勇;陶雪荣;陈显锋;;AU2000声-超声复合材料检测系统研制[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
3 佟景伟;沈珉;王世斌;李鸿琦;穆祥新;;复合材料变形与损伤的光力学细观实验系统[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
4 郜永娟;刘正英;杨鸣波;;注塑成型CB/iPP/HDPE复合材料电性能的研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
5 马寒松;;纤维型Microstretch复合材料的面内有效弹性模量预测[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
6 张昌天;李晶晶;江大志;肖加余;;二维点阵复合材料圆筒结构软模辅助缠绕成型及轴向压缩性能研究[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
7 益小苏;王震;刘志真;杨慧丽;丁孟贤;李宏运;;高韧性树脂转移模塑聚酰亚胺复合材料技术[A];航空科学技术学科发展报告(2008-2009)[C];2009年
8 郑媛心;王言伦;王孝军;杨杰;;环氧树脂/AlN复合材料导热性研究[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2010年
9 王先平;王伟国;李春;程帜军;方前锋;;Li_5La_3Ta_2O_(12)/Al基高阻尼复合材料的制备和阻尼性能[A];第九届全国固体内耗与力学谱及其应用学术会议论文集[C];2009年
10 杨宜谦;;复合材料在桥梁工程中的应用[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 岳小鹏;木质素在PVC复合材料中的应用研究[D];华南理工大学;2011年
2 袁辉;碳/碳复合材料刚度与强度预测模型研究[D];南京航空航天大学;2009年
3 聂军武;CoFe_2O_4-BaTiO_3磁电复合材料的制备及性能研究[D];南京航空航天大学;2009年
4 袁磊;利用反应烧结法制备Si_3N_4复合材料及其多孔材料的研究[D];东北大学;2008年
5 许文娇;废弃环氧树脂再生技术及应用研究[D];东华大学;2011年
6 尹昌平;共注射RTM制备承载/隔热/防热一体化复合材料[D];国防科学技术大学;2009年
7 康建立;铜基体上原位合成碳纳米管(纤维)及其复合材料的性能[D];天津大学;2009年
8 庄健;Cu/TiC复合材料的制备,组织结构及摩擦磨损行为[D];吉林大学;2011年
9 王华兰;石墨烯/导电聚合物纳米复合材料及其电化学研究[D];南京理工大学;2011年
10 田君;硅酸铝短纤维增强AZ91D复合材料蠕变行为的研究[D];华南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 林路;纳米微晶纤维素补强天然橡胶的研究[D];华南理工大学;2010年
2 徐长玲;两种生物降解高分子/多壁碳纳米管复合材料的制备和性能研究[D];北京化工大学;2010年
3 王萌;Ti_f/Al复合材料微观组织和力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 张笔峰;先驱体转化C/SiC复合材料本征及服役性能研究[D];国防科学技术大学;2010年
5 陈文权;基于石墨烯纳米光催化复合材料的制备与性能研究[D];信阳师范学院;2011年
6 李新新;三元乙丙橡胶复合材料声学性能分析与研究[D];东华大学;2010年
7 代宝珠;Al_2O_3颗粒增强钼基复合材料的制备与性能研究[D];河南科技大学;2010年
8 张严文;一步热态成型制备C/C复合材料[D];华东理工大学;2011年
9 武小记;Cu-Cr-Zr复合材料的制备及其性能研究[D];华东理工大学;2011年
10 刘文浩;聚苯硫醚复合材料及共混物的制备与性能研究[D];上海交通大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 子日;复合材料推广的突破口[N];中国化工报;2008年
2 张林文;复合材料的回收和再利用[N];中国建材报;2008年
3 本报驻美国记者 毛黎;复合材料走向纳米化[N];科技日报;2009年
4 ;复合材料包装复合罐[N];中国包装报;2003年
5 ;复合材料包装复合罐[N];中国包装报;2004年
6 王讯;我国最大“以铝节铜”复合材料基地开工[N];中国有色金属报;2010年
7 梁亚宏;美国用复合材料制成机器人“电子皮肤”[N];中国建材报;2010年
8 李宏文;红阳厂 复合材料产品停控措施效果好[N];中国航天报;2010年
9 黄浩宇;复合材料在医疗及娱乐领域的应用[N];中国建材报;2010年
10 本报记者 孟晶;全球复合材料行业“东方红”[N];中国化工报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978