检索结果-内蒙古大学图书馆

科学技术与工程 2024年第23期24卷 9701-9709页

作者：葛宇静白春玉惠旭龙曹乐郭亚周中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065

为研究聚丙烯(polypropylene,PP)复合材料的动态力学性能,进行了PP-TD20、PP+EPDM-TD20和PP-LGF203种材料在准静态和中应变率下的拉伸力学性能测试试验。试验结果表明,TD20和LGF20的加入分别将PP基体的强度极限提升约1倍和3.2倍,三元乙... 详细信息

为研究聚丙烯(polypropylene,PP)复合材料的动态力学性能,进行了PP-TD20、PP+EPDM-TD20和PP-LGF203种材料在准静态和中应变率下的拉伸力学性能测试试验。试验结果表明,TD20和LGF20的加入分别将PP基体的强度极限提升约1倍和3.2倍,三元乙丙橡胶(ethylene propylene diene monomer,EPDM)在韧性方面起到显著增强作用,PP-TD20和PP+EPDM-TD20仍表现为韧性,而PP-LGF20改变为脆性材料。3种材料在弹性和塑性阶段均表现出较强的应变率敏感性,刚度、流动应力、屈服强度和强度极限随着应变率的增加而增大。采用修正的ZWT(Zhu-Wang-Tang)模型和修正的J-C(Johnson-Cook)模型构建几种材料的动态本构关系,识别模型参数,拟合的曲线与试验结果基本一致,表明这两种模型能够准确反映材料的动态力学行为。由修正的ZWT模型推广获得三维应力状态下的本构方程,编写VUMAT子程序,数值模拟得到的载荷-位移曲线与试验结果吻合较好,进一步表明了本构关系的有效性。

关键词：聚丙烯复合材料中应变率动态力学性能本构模型 VUMAT子程序

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飞机结构静强度试验虚拟显示中的CAE图形可视化关键技术

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科学技术与工程 2023年第21期23卷 9151-9159页

作者：王晓辉许向彦聂小华常亮中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065

近年来,虚拟显示作为飞机结构静强度虚拟试验中的重要功能之一,在航空结构试验领域获得了广泛应用,促进了虚实融合试验新模式的发展。系统梳理了当前航空虚拟试验中的关键问题,基于自主CAE图形引擎***,从试验数据实时监控处理、三维云... 详细信息

近年来,虚拟显示作为飞机结构静强度虚拟试验中的重要功能之一,在航空结构试验领域获得了广泛应用,促进了虚实融合试验新模式的发展。系统梳理了当前航空虚拟试验中的关键问题,基于自主CAE图形引擎***,从试验数据实时监控处理、三维云图快速绘制、试验应变片快速定位及关联显示及支持多镜头的用户界面设计等4个方面总结了在虚拟显示领域的关键技术探索,形成了一款虚拟显示软件,具备试验应变数据三维云图实时显示和试验应变片快速定位及关联显示功能,并在航空型号试验现场进行了应用,结果表明效果显著。

关键词：虚拟试验实时显示 SABRE.visual Qt多线程界面设计

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基于弹簧系统的飞机结构扣重技术

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科学技术与工程 2023年第36期23卷 15717-15723页

作者：王孟孟郑建军王彬唐吉运中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065

飞机强度验证试验中,为保证集中大质量结构扣重的准确性,提高卸压安全性,基于弹簧系统提出了一种新的飞机结构扣重技术。解决了作动器扣重方式卸压后扣重载荷消失以及反配重扣重方式摩擦力使扣重量值不够准确两项技术难点问题。通过验... 详细信息

飞机强度验证试验中,为保证集中大质量结构扣重的准确性,提高卸压安全性,基于弹簧系统提出了一种新的飞机结构扣重技术。解决了作动器扣重方式卸压后扣重载荷消失以及反配重扣重方式摩擦力使扣重量值不够准确两项技术难点问题。通过验证试验对该扣重装置进行测试,结果表明:弹簧刚度数据与设计预期吻合良好;试验状态,载荷施加正常;卸压时刻,试验载荷和扣重载荷转换平稳;停机状态,扣重载荷施加准确。成功应用于某型飞机疲劳试验发动机假件扣重,实现了飞机集中大质量结构试验状态和停机状态的准确扣重,同时降低了卸压瞬间载荷冲击。

关键词：作动器扣重反配重扣重弹簧系统扣重载荷试验载荷

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不同温度下混合材料机械连接结构疲劳分析的SSF法

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机械工程学报 2024年第18期60卷 138-145页

作者：曹镜姚卫星梁德利王彬文南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京210016 北京宇航系统工程研究所北京100076 中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065

为评估环境温度变化对混合材料机械连接结构疲劳性能的影响,提出了混合材料机械连接结构疲劳性能分析的应力严重系数(Stress-severity-factor,SSF)方法。考虑不同材料在不同环境温度下的热变形,建立混合材料多排钉连接结构的钉传载荷和... 详细信息

为评估环境温度变化对混合材料机械连接结构疲劳性能的影响,提出了混合材料机械连接结构疲劳性能分析的应力严重系数(Stress-severity-factor,SSF)方法。考虑不同材料在不同环境温度下的热变形,建立混合材料多排钉连接结构的钉传载荷和旁路载荷计算模型,然后定义并计算危险细节的SSF值,结合材料的S-N曲线可以估算连接结构在不同环境温度下的疲劳寿命。采用7050-T7451铝合金/CFRP层合板三钉单搭混合连接试件在不同环境温度下开展疲劳试验,对提出的疲劳寿命分析方法进行验证。结果表明,不同材料的热变形差异会影响结构的传力行为,进而使得结构在不同环境温度下表现出不同的SSF值,疲劳寿命预测结果与试验结果之间的相对误差小于20%,该方法便捷高效,为复杂环境下混合材料机械连接结构的疲劳寿命分析提供了有力的支撑。

关键词：混合材料机械连接环境温度疲劳寿命应力严重系数

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数字体图像相关方法中的残余灰度场计算研究

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光学学报 2024年第3期44卷 66-75页

作者：潘兵张轩豪王龙北京航空航天大学航空科学与工程学院强度与结构完整性全国重点实验室北京100191 北京强度环境研究所可靠性与环境工程技术重点实验室北京100076

残余灰度场是变形前后数字体图像中对应体素点的灰度之差。在基于有限单元的全局数字体图像相关(DVC)方法中,残余灰度场作为计算区域各体素点匹配质量的目标函数,可直接计算获得,并可用于材料内部损伤演化或裂纹扩展的精细表征。然而,... 详细信息

残余灰度场是变形前后数字体图像中对应体素点的灰度之差。在基于有限单元的全局数字体图像相关(DVC)方法中,残余灰度场作为计算区域各体素点匹配质量的目标函数,可直接计算获得,并可用于材料内部损伤演化或裂纹扩展的精细表征。然而,当前广泛使用的基于图像子体块的局部DVC只能获得计算区域内各离散计算点的位移、应变和相关系数信息,无法直接计算区域内各体素点的残余灰度。相较于相关系数和变形信息,残余灰度场可实现逐体素的匹配质量评价,在内部损伤或裂纹扩展的可视化观测和准确定位方面具有显著优势。为能在局部DVC中获得残余灰度场信息,提出一种简单有效的残余灰度场计算方法。该方法基于三维Delaunay四面体剖分算法,并利用有限元框架对局部DVC离散计算结果进行稠密插值,以获取逐体素连续位移场,并将其用于变形体图像校正。模拟和真实实验结果表明,基于局部DVC测量结果后处理计算获得的残余灰度场不仅可以实现精准的损伤定位,还能观测到裂纹形貌以及界面脱黏行为。所提方法弥补了当前局部DVC在精细化匹配质量评价方面的不足,有望拓展该方法在材料和结构内部损伤观测和定位中的应用。

关键词：三维图像处理数字体图像相关方法残余灰度场内部损伤观测与定位

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飞机结构静强度试验屈曲检测系统设计实现

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科学技术与工程 2024年第22期24卷 9474-9480页

作者：许向彦常亮韩志华聂小华中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065

全机结构危险部位的实时判断与筛选一直是结构强度验证过程中非常棘手的问题之一,屈曲部位的识别与判断作为飞机结构静力试验中的一项重要监测指标,决定着现场试验人员对试验全局的掌控程度。针对飞机结构静强度试验中,试验风险越来越... 详细信息

全机结构危险部位的实时判断与筛选一直是结构强度验证过程中非常棘手的问题之一,屈曲部位的识别与判断作为飞机结构静力试验中的一项重要监测指标,决定着现场试验人员对试验全局的掌控程度。针对飞机结构静强度试验中,试验风险越来越难以把控,不可预期的结构失效状况时有发生等问题,为了准确高效地实现对结构屈曲部位的识别,设计实现了屈曲实时检测系统,该系统基于定时器技术实现采集数据的实时获取,基于非线性度完成屈曲部位判断,最后分别通过二维与三维方式对屈曲部位进行可视化显示。系统在航空型号试验现场进行了应用,结果表明效果显著。

关键词：静力试验屈曲识别实时检测软件设计

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含开孔与含裂缝的复合材料层压板拉伸剩余强度评估

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复合材料科学与工程 2024年第2期 27-34页

作者：汪厚冰邓凡臣魏宏艳李新祥杨胜春中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065

为研究含开孔和裂缝的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层压板在拉伸载荷作用下的剩余强度,针对四种典型铺层、两类损伤形式、四种损伤尺寸的约200件试验件进行了试验研究。结果表明:对于具有相同铺层、相同宽度的复合材料层压板,开孔直... 详细信息

为研究含开孔和裂缝的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层压板在拉伸载荷作用下的剩余强度,针对四种典型铺层、两类损伤形式、四种损伤尺寸的约200件试验件进行了试验研究。结果表明:对于具有相同铺层、相同宽度的复合材料层压板,开孔直径与裂缝长度相等时,两类层压板有相同的剩余强度;加载过程中,裂缝根部较早出现裂缝、分层,应力重新分配,降低了裂缝根部的应力集中。基于损伤区纤维断裂判据、经典层压板理论及复变函数理论的强度计算方法能较准确地计算出含开孔的复合材料层压板剩余强度;计算含裂缝复合材料层压板剩余强度时可将裂缝损伤等效为开孔损伤,计算结果与试验结果吻合较好。

关键词：开孔裂缝层压板损伤容限剩余强度复合材料

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复合材料层压板胶接挖补修理分析方法及影响因素研究

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复合材料科学与工程 2024年第3期 91-96页

作者：宋贵宾黄光启杨胜春中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065

对复合材料层压板胶接挖补修理后强度特性分析及评估方法开展了研究,提出了一种能够模拟复合材料挖补修理结构逐渐失效过程以及强度预测的数值分析方法;设计并完成了无损试样及楔形挖补修理试样的拉伸试验,以验证计算模型的有效性及精度... 详细信息

对复合材料层压板胶接挖补修理后强度特性分析及评估方法开展了研究,提出了一种能够模拟复合材料挖补修理结构逐渐失效过程以及强度预测的数值分析方法;设计并完成了无损试样及楔形挖补修理试样的拉伸试验,以验证计算模型的有效性及精度;最后,利用提出的数值分析模型,进行了复合材料挖补修理参数影响分析,发现5°为最优挖补修理角,胶层厚度以0.1 mm为宜。当补片铺层中0°和±45°层各占50%时,挖补修理层合板承载能力最高。

关键词：复合材料胶接修理强度失效分析修理参数

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基于信号响应分析模型的金属结构损伤导波检出概率

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振动与冲击 2024年第2期43卷 32-41,186页

作者：王莉杨宇刘国强王霞光李嘉欣任一鹏南京航空航天大学航空学院机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065

飞机结构损伤导波在线监测技术作为一种新颖的无损检测手段,为了真正实现该技术在结构运营维护过程中的视情维护,必须明确其结构损伤检出概率(probability of detection,POD),以指导结构检查维修方案的制定。提出了一种基于信号响应分... 详细信息

飞机结构损伤导波在线监测技术作为一种新颖的无损检测手段,为了真正实现该技术在结构运营维护过程中的视情维护,必须明确其结构损伤检出概率(probability of detection,POD),以指导结构检查维修方案的制定。提出了一种基于信号响应分析模型的结构损伤导波POD计算方法,该方法通过构建在线导波监测信号的损伤指数与裂纹长度间的对应关系,得到结构损伤POD的统计计算模型,并分析了拟合参数的不确定性对计算模型的影响,构建了不同置信度下的导波POD计算模型。通过开展金属开孔和搭接结构疲劳裂纹导波监测试验,验证了该方法的有效性。试验结果表明,损伤指数类型、对应关系拟合函数和传感器监测方案均对结构损伤导波POD具有影响,且在95%置信度90%POD下金属开孔和搭接结构的可检裂纹长度分别约为2.6 mm和9.5 mm。

关键词：结构健康监测导波检出概率(POD) 金属疲劳裂纹

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大气环境下高温结构极端热载荷生成方法

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西北工业大学学报 2024年第6期42卷 979-986页

作者：王彬文张仡秦强陈宏吴敬涛中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室陕西西安710065 西安交通大学航天航空学院陕西西安710049

针对高超声速飞行器在地面试验中的严酷气动热载荷模拟难题,提出了一种基于石墨的大气环境下高温结构极端热载荷生成方法。形成了一种石墨加热元件热应力减缓设计方法,确保了大功率加热时的石墨加热元件完整性;构建了一种基于双层气膜... 详细信息

针对高超声速飞行器在地面试验中的严酷气动热载荷模拟难题,提出了一种基于石墨的大气环境下高温结构极端热载荷生成方法。形成了一种石墨加热元件热应力减缓设计方法,确保了大功率加热时的石墨加热元件完整性;构建了一种基于双层气膜冷却的石墨封闭透波工作环境营造方法,避免了石墨加热元件在高温下接触氧气从而发生剧烈氧化,实现了大气环境中大热流载荷施加;基于前述方法研制了模块化石墨超高温加热装置,并针对C/SiC试验件开展了大气环境下加热能力试验测试。研究表明,超高温石墨加热装置具备大气环境中超高温加热能力,最大辐射热流达到了1.38 MW/m^(2),试验件热面温度达到了1 800℃级,升温速率达到了40.3℃/s,为高超声速飞行器结构热试验提供了技术条件。

关键词：热试验大气环境热载荷生成石墨加热快速升温

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