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基于弹簧质量模型的复合材料螺接修理载荷传递计算方法 被引量:8
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作者 谢宗蕻 李想 +1 位作者 杨淋雅 吴师 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3742-3751,共10页
复合材料螺接修理具有操作简便,对连接件表面处理的要求不高,施工快速、性能可靠等优点,在复合材料的临时修理、尤其是战伤修理中应用较为广泛。然而其修理设计过程较为复杂,难以满足工程快速定参的需要。在螺接接头弹簧质量模型的基础... 复合材料螺接修理具有操作简便,对连接件表面处理的要求不高,施工快速、性能可靠等优点,在复合材料的临时修理、尤其是战伤修理中应用较为广泛。然而其修理设计过程较为复杂,难以满足工程快速定参的需要。在螺接接头弹簧质量模型的基础上,针对蒙皮和补片等宽的情况,提出了一种复合材料螺接修理结构载荷传递比例计算方法。通过引入载荷按刚度分配的原则对模型进行修正,将模型进一步推广到蒙皮宽度大于补片宽度的情况。然后讨论了模型中不同弹簧刚度的计算方法。给出了采用细观力学方法以及均匀化方法等计算含损伤蒙皮等效刚度的计算方法,推导得到了规则排列多列螺栓连接中各排螺栓等效刚度的计算方法,并证明该刚度满足叠加原理。最后,以含圆形损伤孔的复合材料蒙皮板的螺接修理问题为例,对模型进行了考核,并与有限元法(FEM)预测结果进行了对比。结果表明:模型预测结果与有限元结果吻合较好,预测误差最大为7.7%。采用该模型可以高效、准确地实现复合材料螺接修理的分析设计。 展开更多
关键词 复合材料 螺接修理 载荷传递 钉载分配 弹簧质量模型
原文传递
含离散源损伤复合材料加筋板剩余强度及其修理技术研究 被引量:3
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作者 张阿盈 陈向明 王力立 《工程与试验》 2018年第2期16-19,共4页
飞机复合材料结构在使用过程中难免遭受离散源损伤,这种损伤会严重降低结构的承载能力。针对含穿透性切口的复合材料加筋板,采用试验和数值分析方法研究其拉伸载荷作用下的剩余强度,并根据设计应变设计了金属补片机械连接修理方案,提出... 飞机复合材料结构在使用过程中难免遭受离散源损伤,这种损伤会严重降低结构的承载能力。针对含穿透性切口的复合材料加筋板,采用试验和数值分析方法研究其拉伸载荷作用下的剩余强度,并根据设计应变设计了金属补片机械连接修理方案,提出了一种评估复合材料机械连接修理结构剩余强度的数值分析方法。分析方法以有限元模拟为主,用壳元模拟层压板,用梁元模拟紧固件,用多点约束模拟紧固件与孔的接触,用0°层点应力准则预估复合材料破坏载荷。通过试验验证了评估方法,得到了修理结构强度恢复率。本文的研究对于飞机复合材料结构修理技术研究有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 复合材料加筋板 离散源损伤 剩余强度 机械连接修理 有限元模拟
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复合材料螺接修理结构参数化建模分析工具开发及验证
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作者 李想 谢宗蕻 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3377-3385,共9页
螺接修理在复合材料结构的临时性修理,尤其是战伤修理中应用较广泛。然而其修理设计过程较复杂,建模分析难度较大,难以满足工程快速定参的需要。本文针对含穿透损伤复合材料层合板的螺接修理问题,采用VB.NET结合p型有限元技术,开发了一... 螺接修理在复合材料结构的临时性修理,尤其是战伤修理中应用较广泛。然而其修理设计过程较复杂,建模分析难度较大,难以满足工程快速定参的需要。本文针对含穿透损伤复合材料层合板的螺接修理问题,采用VB.NET结合p型有限元技术,开发了一套参数化的建模分析工具。分析工具通过界面读取修理结构的几何参数、螺栓布局、螺栓大小、载荷、材料属性等参数,自动创建有限元模型并进行求解。根据求解结果,分析工具可为用户提供修理结构的螺栓载荷、钉载比例、危险孔孔边应力等。另外,通过引入有限断裂力学,结合两级模型分析技术可预测得到修理结构的失效强度和失效位置。最后,采用典型算例对分析工具的有效性进行了验证。 展开更多
关键词 螺接修理 载荷传递 钉载分配 有限断裂力学 失效强度
原文传递
复合材料螺接修理层压板剩余强度评估
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作者 张阿盈 陈向明 屈天骄 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第7期263-266,共4页
复合材料结构修理是飞机复合材料结构全寿命周期中不可或缺的重要环节。螺接修理传递载荷大,操作简单,易于外场实施。快速估算螺接修理结构的剩余强度,有助于修理参数优化及修理方案的设计。采用基于子模型法的有限元数值分析方法,快速... 复合材料结构修理是飞机复合材料结构全寿命周期中不可或缺的重要环节。螺接修理传递载荷大,操作简单,易于外场实施。快速估算螺接修理结构的剩余强度,有助于修理参数优化及修理方案的设计。采用基于子模型法的有限元数值分析方法,快速预估螺接修理层压板结构的承载能力。模型中复合材料层压板和金属补片用壳元模拟,螺栓用梁元模拟,采用多点约束技术模拟螺栓与螺栓孔的接触。在整体模型应力分析的基础上,选择高应力区建立子模型,提出0°层点应力准则判断层压板是否破坏,根据粱元剪力的大小用工程方法评估螺栓的强度。分析表明,分析方法建模简单、计算周期短、分析结果与试验结果误差在5%以内,可以满足工程设计和分析要求。 展开更多
关键词 复合材料层压板 螺接修理 剩余强度 有限元分析
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复合材料加筋板大开口结构拉伸与修理性能 被引量:2
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作者 赵闯 黎增山 +1 位作者 康军 丁聪 《航空制造技术》 北大核心 2013年第23期125-130,共6页
复合材料加筋板大开口结构在承受轴向拉伸载荷时主要的应力集中部位是大开口的边缘处。根据试验过程中的观测和破坏模式的成像记录,结构损伤从这一点开始,沿横向偏加载方向扩展,直至完全拉断。使用商用有限元分析软件ABAQUS构建的有限... 复合材料加筋板大开口结构在承受轴向拉伸载荷时主要的应力集中部位是大开口的边缘处。根据试验过程中的观测和破坏模式的成像记录,结构损伤从这一点开始,沿横向偏加载方向扩展,直至完全拉断。使用商用有限元分析软件ABAQUS构建的有限元模型的计算结果显示孔边的应变在破坏发生前呈线性增加,在破坏发生的时刻急剧增大,与试验测得应变一致。为研究复合材料加筋板大开口结构的修理性能,建立了预置损伤板以及相应的2类修理方案(机械连接修理板、胶接修理板)的有限元模型。预制损伤是位于加筋板横向轴线上、孔边蒙皮开间中央位置的圆形小孔,以此模拟蒙皮穿透损伤。预置的损伤对加筋板的刚度影响不大,使其强度下降0.16%。机械连接采用金属补片,修理后的加筋板强度比完好板提高0.32%。胶接修理采用单面挖补修理,修理后的加筋板强度比完好板提高0.31%。 展开更多
关键词 复合材料加筋板 开口 拉伸试验 有限元分析 机械连接修理 胶接修理
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单螺栓修复对含冲击损伤碳纤维/环氧树脂复合材料层合板压缩承载能力的影响 被引量:4
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作者 王遥 曹东风 +3 位作者 胡海晓 冀运东 宋培豪 李书欣 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2833-2843,共11页
开展了单钉修复对含冲击损伤碳纤维/环氧树脂复合材料层合板压缩承载能力影响的试验研究。测试了三种不同能量冲击后碳纤维/环氧树脂复合材料层合板的压缩承载能力及失效模式,测定了单螺栓对碳纤维/环氧树脂复合材料层合板压缩承载能力... 开展了单钉修复对含冲击损伤碳纤维/环氧树脂复合材料层合板压缩承载能力影响的试验研究。测试了三种不同能量冲击后碳纤维/环氧树脂复合材料层合板的压缩承载能力及失效模式,测定了单螺栓对碳纤维/环氧树脂复合材料层合板压缩承载能力的修复效率,并借助数字图像相关技术(DIC)表征手段揭示了单螺栓修复对含冲击损伤结构失效行为的影响。结果表明:冲击后碳纤维/环氧树脂复合材料层合板的压缩承载能力随着冲击能量的增加而降低,冲击损伤破坏了碳纤维/环氧树脂复合材料层合板结构的对称性,并导致结构在加载初期呈非对称的局部屈曲变形特征,局部屈曲诱发并加剧分层损伤扩展;单螺栓修复能有效恢复结构的整体对称性,在一定程度上抑制含冲击损伤碳纤维/环氧树脂复合材料层合板的局部屈曲,达到可观的修复效率。该研究为复合材料紧固件修理方案的制订及修理损伤容限的定义提供一定的指导意义。 展开更多
关键词 复合材料 冲击后压缩 紧固件修复 分层失效 局部屈曲
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复合材料矩形开孔损伤螺接修理参数分析 被引量:2
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作者 杨鹏飞 樊俊铃 +1 位作者 宁宁 李念 《航空维修与工程》 2021年第5期89-93,共5页
复合材料的修理问题越来越受到关注。本文针对复合材料层压板结构的矩形开孔损伤建立了螺接修理方案,通过数值模拟的方法研究了螺栓排布、补片材料和厚度等修理参数对结构强度和刚度的影响,分析了不同修理参数的失效模式的变化情况,对... 复合材料的修理问题越来越受到关注。本文针对复合材料层压板结构的矩形开孔损伤建立了螺接修理方案,通过数值模拟的方法研究了螺栓排布、补片材料和厚度等修理参数对结构强度和刚度的影响,分析了不同修理参数的失效模式的变化情况,对复合材料螺栓修理的工程应用有一定的参考价值。 展开更多
关键词 复合材料 螺栓连接修理 有限元分析
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Numerical and Experimental Study on Stiffened Composite Panel Repaired by Bolted Joints under Compressive Load
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作者 Jifeng Xu Yuanpei Lan +1 位作者 Xingming Zhang Kui Du 《Journal of Applied Mathematics and Physics》 2018年第8期1763-1771,共9页
Numerical and experimental study was conducted to investigate the failure mode and strength performance of stiffened composite panel repaired by bolted joints under compressive load, and the results were then compared... Numerical and experimental study was conducted to investigate the failure mode and strength performance of stiffened composite panel repaired by bolted joints under compressive load, and the results were then compared with those from virgin stiffened composite panel without any damage. A finite element analysis model was established for repaired and virgin stiffened composite panels under compressive load, the 3D Hashin criteria was applied to identify the composite structure failure, and the secondary stress criteria was adopted to identify the adhesive failure between the base laminate and the stiffener. The failure modes of repaired stiffened composite panels were stiffened composite panels breaking off along the bolt joints. The experimental results were consistent with the finite element analysis results, indicating the reliability of the finite element analysis model. 展开更多
关键词 Stiffened Composite PANEL bolted JOINTS repair Compression Performance 3D FINITE ELEMENT Model
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大型断裂铸件的胶螺修复技术
9
作者 胡忆沩 《中国胶粘剂》 CAS 2001年第3期31-32,共2页
论述了大型铸造件断裂后采用胶螺技术修复方法 ,包括金属结构、胶粘剂配方及操作工艺。
关键词 铸铁 断裂 粘合剂 胶螺修复 配方 工艺
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复合材料加筋壁板机械连接修理设计与分析工具
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作者 张星明 蓝元沛 徐吉峰 《失效分析与预防》 2019年第2期79-83,共5页
复合材料修理结构有限元建模过程复杂繁琐,基于ABAQUS软件开发的参数化建模与分析工具为提高复合材料加筋壁板机械连接修理设计与分析的效率和准确性提供了有效的手段。该建模与分析工具主要由参数输入界面、快速建模模块和后处理模块... 复合材料修理结构有限元建模过程复杂繁琐,基于ABAQUS软件开发的参数化建模与分析工具为提高复合材料加筋壁板机械连接修理设计与分析的效率和准确性提供了有效的手段。该建模与分析工具主要由参数输入界面、快速建模模块和后处理模块等部分组成,可用于快速建立复合材料加筋壁板机械连接修理结构有限元模型并分析其强度,完成对不同修理参数的快速变更与优化。该修理分析工具所得到的极限载荷与相应的试验结果之间的对比分析,验证了其工程应用的可靠性和适用性。 展开更多
关键词 复合材料 加筋壁板 机械连接修理 参数化建模 三维有限元模型
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