复合材料帽型加筋壁板屈曲后全过程仿真分析与试验研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vera17
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
复合材料帽型加筋壁板作为工程上的结构,目前在空天领域上越来越受到青睐。在实际应用中,该结构在受到压缩的载荷作用时,最常见的失效形式为屈曲失稳。而屈曲后帽型加筋壁板仍拥有非常强的后屈曲能力,设计过程中可以合理利用后屈曲承载能力。因为屈曲后的全过程失效机理非常复杂,且在分析破坏机理上,不能有效给出判断的依据,目前设计师们大多数将屈曲载荷作为设计载荷值,但是设计值往往相对保守。因此,在结构安全的情况下,需要找到一种能够将复合材料帽型加筋壁板后屈曲性能预测出来的办法,并通过试验及有限元方法对极限承载能力进行研究,并以提高效率,减轻重量为目标,为充分利用复合材料的后屈曲承载潜能提供有益参考。本文以ABAQUS有限元软件对所选复合材料帽型加筋壁板展开屈曲后屈曲分析,所选的基本模型为帽形加筋壁板,由蒙皮和筋条结构组成,通过建立轴压载荷作用下复合材料帽型加筋壁板屈曲的有限元模型,计算屈曲载荷,将仿真值、试验值与工程简化算法进行对比分析,验证该模型的有效性;选用Hashin准则,引入损伤因子,建立刚度退化模型,研究了复合材料加筋板在压缩载荷的失效过程及损伤进行分析。在研究复合材料在轴压载荷下帽形加筋壁板屈曲后屈曲行为中,较为准确地模拟了复合材料帽型加筋壁板的屈曲载荷以及屈曲后所能承受的载荷。并将部分结论和试验进行了对比,证明了本文模型以及试验分析的有效性。最终分析结果表明:本文建立的有限元模型的合理有效,与试验数据误差在合理范围以内,对复合材料加筋壁板承载能力的评估有比较大的参考价值。
其他文献
随着祝融号成功在火星登陆,意味着我国正式开启了火星探测的序幕。作为在探测计划中携带仪器设备的星球车,它的稳定性,车轮滑转率,能量利用率等各个指标都需要达到一定的要求。目前星球车运动控制方式有牵引力控制,滑转率控制,等速控制等方式,但星球车传动比大,力控方式会导致损耗比较大。同时由于地形和地面介质的复杂性,实时监测土壤机械性能来判断最佳滑转率并不容易。等速控制会增加车轮的滑转和整车的功耗。针对此问题
石英灯阵作为静热试验重要辐射热源,以其成本低、适应性强等优点,广泛应用于飞行器结构热试验。由于飞行器结构表面热流分布复杂,存在大梯度热环境,而传统的石英灯阵排布设计难以满足模拟需求,本文通过石英灯阵优化设计研究,为基于石英灯阵模拟大梯度热环境提供了一种设计方法。首先,基于理论解析法与蒙特卡罗法(MCM)模拟石英灯阵辐射热流分布状态的差异较小,采用蒙特卡罗法建立石英灯阵辐射热流场分布模型并设计验证试
各类飞行器在设计制造过程中,为了缩小体积以便储存和运输,往往会将舵面设计为折叠结构,工程实践当中往往在设计阶段忽略间隙的影响,按照线性方法进行分析,然而众所周知,折叠舵面结构的连接部分在设计、加工、装配过程中必然会导致其连接部分存在间隙,由于含间隙铰链机构的存在,在折叠舵面展开后,其刚度、模态、动力学响应、颤振特性与常规舵面相比呈现出了较大的不同,为了使舵面设计更加合理并贴合实际,必须采用新的方法
火星地貌复杂,环境恶劣,成为了限制人类深入和广泛探测火星的障碍之一。火星地面碎石很多,地形崎岖复杂,这要求火星车具备“越障能力”。星壤松软流动性强,易使车轮打滑和沉陷,这要求火星车具备“高牵引能力”。中国“祝融号”火星车在国际上首次采用“主动悬架式”移动系统,使火星车具备了跨运动模式行驶的能力。本文创造了“运动模式矩阵”的方法,穷举了主动悬架式火星车所能形成的所有运动模式。选出其中重要的5种“越障
随着航天科技的发展,太空探索的步伐越来越快,但同时太空竞争也变得越来越激烈,我国航天事业的发展尤为重要。在此背景下,研究太空领域攻防对抗问题具有重要的意义。特别是对抗双方的航天器都具有自主机动能力的轨道追逃问题更加契合未来的发展趋势。目前该领域大部分研究都是针对两航天追逃问题,但面对日益复杂的太空形势,未来的航天技术也必然更进一步,航天器间的对抗博弈也并不仅仅局限于两方之间,在实际的对抗应用中,航
自20世纪美苏太空竞赛以来,深空探测一直是世界各国航天实力强大的代表,探测领域范围广,探测方式也是多种多样。其中,小行星探测在国际上是一个新的研究热点,对小行星展开探测不但有助于研究小行星轨道演化机制,预防小行星撞击地球,更有助于揭示太阳系的形成及地球生命起源的奥秘。因此,本文以探测器软着陆小行星为研究对象,以燃料消耗为性能指标优化探测器的软着陆轨迹。首先,在小行星探测器动力学方面,由于小行星自身
高超声速飞行器在飞行过程中,受到气动热机耦合作用,在热—机械载荷联合作用下通常会出现结构刚度降低的问题,导致飞行控制精度降低。NiTi形状记忆合金(简称为NiTi SMA)作为智能材料的一种,其回复速度快,作动能力强的特点使其能够应用与结构刚度提升。现有的NiTi SMA刚度控制结构制备方法不能满足飞行器轻量化以及制备过程简化的需求,采用激光焊接实现NiTi SMA板材与结构之间的连接可避免上述问
飞机已逐步成为人们日常出行的重要交通工具之一,航空运输也得到迅猛发展,随之而来的就是航班架次激增,机场吞吐量不断提高,近机位数量有限,远机位使用愈加频繁,但机场资源紧缺、地面保障服务不能保障机场正常运转,需求远大于供给。现今,国内大部分枢纽机场中的车辆调度如摆渡车仍旧采用人工经验、现场调度的方法,调度结果难以保证高效服务航班,易致航班延误。故为保证机场航班正常高效流转,对摆渡车调度问题建模研究有重
本文采用燃烧合成工艺,利用不同体系制备了Ta Si2粉末。通过对各种实验手段和分析方法的使用,研究了Mg-Si-Ta2O5体系、Mg-Si O2-Ta2O5体系和Ta-Si体系燃烧合成的反应机理、工艺规律以及产物的形貌与特性。镁热体系的特点是反应放热量高、反应原材料价格低等优势,但有杂质难以去除的不足。基于热力学理论,对Mg-Si O2-Ta2O5体系的反应绝热温度及自由能进行了计算与分析不含任何
日地空间中的悬浮轨道、平动点轨道具有重要的科学探测应用价值,利用太阳帆推进可以实现在这些轨道上进行科学探测活动的目的。针对太阳帆航天器在日地空间中特殊的受力环境、太阳帆推进独特的工作原理,本文的主要研究内容如下:为了明确太阳帆非开普勒轨道的特点,建立了日地空间中太阳帆的二体动力学模型及三体动力学模型,并给出了两类日地空间中的太阳帆非开普勒轨道。太阳帆是一种具有强姿轨耦合特性的航天器,因此在主动控制