随着复合材料在航空航天等重要领域的广泛使用,复合材料的疲劳性能备受人们关注。环境损伤效应作为材料在服役过程中不可避免的问题,使深入研究环境因素对复合材料疲劳行为的影响具有重要的理论与工程价值。本文对多种疲劳模拟试验方法和疲劳性能的分析研究手段进行了归纳分析,总结了材料性能和高低温、湿热、热循环等多种环境因素对复合材料疲劳性能的影响,以期为今后复合材料疲劳性能的研究提供有益的参考。
摘要: 以简化的主燃烧室模型为研究对象,针对燃烧室内主燃孔射流与回流区之间的相互作用机理开展研究。采用数值模拟方法,对比分析了主燃孔的射流位置、主燃孔结构对燃烧室主燃区的流场形态和燃烧性能(OTDF、NOx排放)的影响。计算结果表明:主燃孔射流有助于缩短燃烧室回流区的长度,强化燃油掺混,改善燃烧室的燃烧特性;但射流强度过大,射流位置距离头部回流区的距离过近或过远,都将对燃烧室的流场特性和燃烧性能产生不利的影响。关键词:主燃烧室,主燃孔射流,数值模拟,燃烧性能
本文研究了基于名义应力法的连续纤维增强复合材料轴结构疲劳寿命的估算方法,并通过与实验寿命值对比,验证寿命预测方法的有效性。与此同时,针对某型低压涡轮轴,模拟其实际受载情况,设计并建立了连续纤维增强复合材料低压涡轮轴结构有限元分析模型,经计算获得轴结构的名义应力,结合修正后的复合材料S-N曲线,估算出复合材料轴结构高周疲劳寿命。通过比较不同铺层方案复合材料轴结构高周疲劳寿命,总结出铺层方案对结构疲劳寿命的影响规律。
参数估算法是当前武器装备成本估算的主要方法。TruePlanning软件作为国际主流的参数法装备成本估算软件,其核心参数是制造复杂度(Manufacturing Complexity)。由于该参数在武器装备发展早期无法准确获取,从而使得TruePlanning软件难以适用于新型武器装备的发展早期阶段。若能建立通过装备性能参数估算制造复杂度的模型,便能解决此问题。研究以美军战斗机/攻击机为对象,选取多个性能指标为初始变量,收集样本数据,并采用帽子矩阵法、外学生化残差和库克距离对原始数据进行诊断,确保数据真实可靠。最后通过逐步回归法筛选出最能体现制造复杂度特性的说明性变量,构建出针对于美军战斗机/攻击机的制造复杂度模型,为我国装备发展早期的费用估算工作开辟了新的思路。
针对金属板复合材料单面补强的结构特点,从弹性力学基本方程出发,利用状态空间法建立了单面补强结构的力学分析模型。同时,利用有限元方法对结构进行了分析。通过对结构挠度,胶层剪切应力及剥离应力计算结果的对比表明,解析解与有限元解吻合较好,解析模型合理。最后,利用所建立的状态解析模型研究了补强结构中复合材料补片层间剪切应力及各分层面内应力的分布规律,并简要分析了补片的失效机制。
选取两种丁腈橡胶材料,牌号分别为5860和5870,通过制备恒定压缩永久变形试验试样,对试样按硫化温度151℃,硫化时间分别按20min、21 min、22 min、23 min、24 min和15 min、16 min、17 min、18 min、19 min进行硫化,然后测定试样的恒定压缩永久变形值,并对按不同硫化时间硫化试样的测试结果进行对比分析。同时采用硫化仪分别测试两种丁腈橡胶的硫化曲线,观察硫化曲线确认硫化时间对硫化程度的影响。通过试验分析,得出了两种丁腈橡胶恒定压缩永久变形试验试样适宜的硫化时间。
球形压力容器试压是压力容器生产过程的一个重要工艺过程,本文在传统的压力容器设计的基础上,应用有限元方法对球罐充压过程进行模拟。设计球罐容积50m3,材质不锈钢304,按照设计压力进行试压模拟,模拟过程中,按照ASMEⅧ的规定,应用等效线性法对球罐试压应力进行了分析。根据压力分布不同区域不同压力类型,识别出几处应力分布最大区域,绘制贯穿器壁的等效应力线,将危险截面处的应力分解,并对各项分应力进行应力分类评定。分析结果表明,球罐在试压过程中,各项应力在相应的应力校核值之内,表明球罐在试压过程中处于安全状态,应用本方法,可以缩短了球罐的生产设计周期。