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航空用纤维增强树脂基复合材料加筋板的剪切屈曲特性

冯宇 , 何宇廷 , 邵青 , 丁华 , 焦胜博 , 王晓光

机械工程材料

对纤维增强树脂基复合材料加筋板进行了剪切试验,结合应变-剪切力曲线对加筋板的破坏形式以及屈曲特性进行了研究.结果表明:加筋板的破坏形式主要表现为筋条脱胶、断裂和蒙皮撕裂;蒙皮达到局部屈曲后,加筋板仍具有较大的后屈曲承载能力,其破坏载荷约为屈曲载荷的4.5倍.

关键词: 纤维增强树脂基复合材料 , 加筋板 , 剪切 , 承载能力 , 局部屈曲 , 后屈曲

碳纤维增强环氧树脂复合材料加筋板的压缩屈曲特性

张浩宇 , 何宇廷 , 冯宇 , 谭翔飞 , 邵青 , 尹翔

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201512014

分别应用工程算法和有限元软件 ANSYS 对碳纤维增强环氧树脂复合材料加筋板的压缩稳定性进行了分析,得到了加筋板的临界失稳屈曲载荷和屈曲模态;同时对复合材料加筋板进行了压缩稳定性试验,并与计算结果进行了对比验证.结果表明:碳纤维增强环氧树脂复合材料加筋板具有后屈曲承载能力,其压缩破坏形式主要为筋条的脱胶、断裂和蒙皮的撕裂;工程算法结果、有限元计算结果与试验得到的临界屈曲载荷误差分别为13.8%和-15.5%,结果较吻合,证明了工程算法的正确性和有限元模拟方法的合理性.

关键词: 复合材料加筋板 , 屈曲特性 , 压缩稳定性 , 有限元模型 , 工程算法

停放环境下飞机材料疲劳性能的退化规律

康青山 , 何字廷 , 张海威 , 邵青 , 伍黎明

机械工程材料

对2A12-T4铝合金试样进行了加速环境试验,模拟自然停放环境对飞机停放不同日历年后的影响;并进行疲劳试验,通过试验数据,计算得到试样的细节疲劳额定强度(δDFR),拟舍得δDFR与停放时间的函数关系式。结果表明:随着日历时间的延长,材料的δDFR呈线性下降趋势;且在自然环境下停放12a的退役飞机上同种材料的实际δDFR与其计算得到δDFR的误差极小。

关键词: 2A12-T4铝合金 , 停放环境 , 细节额定疲劳强度 , 飞机

湿热环境对纤维增强树脂基复合材料加筋板剪切性能的影响

陈涛 , 何宇廷 , 邵青 , 冯宇 , 张腾

机械工程材料

对纤维增强树脂基复合材料加筋板进行湿热试验,使其在70℃、水浴条件下达到吸湿平衡;分别对普通加筋板和吸湿后加筋板进行了剪切试验,研究了湿热环境对复合材料加筋板剪切性能的影响.结果表明:试验过程中,两种加筋板均未出现明显的屈曲现象,其破坏形式主要表现为试样的四角破损、蒙皮开裂、变形等;湿热环境对试样的剪切破坏载荷有着显著的影响,吸湿后复合材料加筋板的破坏载荷下降了9.9%.

关键词: 复合材料 , 加筋板 , 湿热环境 , 剪切破坏载荷

湿热环境对复合材料加筋板压缩性能的影响

冯宇 , 何宇廷 , 邵青 , 张腾

机械工程材料

使纤维增强树脂基复合材料加筋板在70 C、水浴条件下达到吸湿平衡,然后对普通加筋板和吸湿平衡后加筋板进行压缩试验,研究了湿热环境对复合材料屈曲形式、屈曲载荷、破坏载荷和承载能力的影响.结果表明:两种加筋板的破坏形式均主要表现为筋条的脱胶、断裂和蒙皮的撕裂,吸湿后的加筋板仍存在后屈曲过程,但其屈曲载荷下降了8.4%,破坏载荷下降了19.2%.

关键词: 复合材料加筋板 , 湿热环境 , 屈曲载荷 , 破坏载荷 , 后屈曲

湿热环境对航空复合材料加筋板压缩屈曲和后屈曲性能的影响

冯宇 , 何宇廷 , 安涛 , 崔荣洪 , 邵青 , 范超华

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.05.014

使航空复合材料加筋板在湿热环境中(70℃、水浴)达到吸湿饱和状态,对普通加筋板(A型)和吸湿饱和加筋板(B型)进行压缩实验.两类加筋板的破坏形貌相似,主要是筋条的断裂、脱粘和壁板的分层、撕裂,但破坏位置显著不同,A型加筋板的破坏位置均在加筋板中部附近,而B型分别在靠近两端的部位破坏,表明B型加筋板的破坏位置具有不确定性.两类加筋板的屈曲形式均为筋条间壁板的屈曲和中间2根筋条的屈曲,但两类加筋板相同位置的失稳壁板的弯曲方向相反,说明湿热环境对失稳壁板的弯曲方向影响较大.B型加筋板在压缩载荷下仍存在后屈曲过程,湿热环境对加筋板的屈曲载荷影响较小,对破坏载荷影响较大,较A型加筋板相比两者分别下降了3.1%和22.2%.

关键词: 复合材料加筋板 , 湿热环境 , 屈曲 , 后屈曲 , 载荷

铝合金加筋板轴压屈曲稳定性的有限元分析

叶广宁 , 邵青 , 何宇廷 , 冯宇

机械工程材料

应用有限元软件MSC.PATRAN/NASTRAN对6种构型的T型和Z型铝合金加筋板进行了轴压屈曲临界载荷计算及屈服模态分析,并将计算结果与工程计算结果进行了比较.结果表明:在截面面积相等的情况下,适当减小筋条间距、增加筋条数目可以提高结构的屈曲失稳临界载荷;在加筋板的筋条间距与数量均相同的情况下,采用T型加筋板可以得到更高的屈曲失稳载荷;T型加筋板的一阶屈曲模态表现为筋条间蒙皮局部屈曲或加筋板总体屈曲,Z型加筋板的一阶屈曲模态均表现为筋条间蒙皮局部屈曲;有限元计算结果与工程计算结果较为吻合,与T型加筋板相比,Z型加筋板的两种计算结果偏差更小.

关键词: 加筋板 , 屈曲 , 稳定性 , 有限元

支撑板孔径对7A04-T6铝合金板冷挤压后孔周环向残余应力分布的影响

张飞 , 何宇廷 , 张腾 , 邵青 , 李培源

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201509021

使用非线性有限元软件建立了含孔7A04-T6铝合金板的开缝衬套冷挤压模型,模拟了开缝衬套冷挤压过程,对冷挤压后孔周环向残余应力的分布进行了预测,并与实测结果进行对比,最后探讨了不同支撑板孔径下冷挤压后孔周环向残余应力的分布.结果表明:孔周环向残余应力的模拟结果与实测结果较为吻合;随着支撑板孔径增大,板件入口层处残余压应力有增大的趋势;当支撑板孔径小于11.74 mm时,在孔边出口层会形成明显的凸台,造成残余压应力突变,出口层残余应力峰值出现在支撑板孔边所在处;随着支撑板孔径增大,板件出口层环向残余应力逐渐趋向平滑,凸台现象逐渐减缓.

关键词: 7A04-T6铝合金 , 支撑板孔径 , 冷挤压 , 残余应力

侧边边界条件对复合材料加筋板轴压载荷下屈曲和后屈曲性能的影响

邵青 , 何宇廷 , 张腾 , 冯宇

复合材料学报

为研究侧边边界条件对复合材料加筋板压缩稳定性能的影响,首先采用有限元软件对压缩载荷作用下的复合材料加筋板进行建模数值计算,得到加筋板在侧边简支和自由2种边界条件下的屈曲载荷和形式,然后采用工程计算方法对加筋板轴压承载能力进行了估算,参考计算结果,分别对侧边有支持和侧边自由2组加筋板进行轴向压缩试验,分析侧边边界条件对试验件的屈曲形式、屈曲载荷以及后屈曲破坏过程的影响.试验结果表明:侧边支持条件会影响加筋板的屈曲形式和破坏形式.对于侧边有支持的试验件,屈曲后整体变形较小,筋条的压缩断裂是主要的破坏形式;而侧边自由的试验件屈曲后会逐渐出现整体弯曲变形,变形引起的筋条脱粘和弯曲断裂则是主要的破坏形式,且筋条脱粘会显著降低结构的承载能力.有限元计算结果与试验结果较吻合,验证了有限元模型的合理性.采用工程计算方法对侧边有支持的加筋板承载能力进行估算具有较好的精度.

关键词: 复合材料 , 加筋板 , 边界条件 , 屈曲和后屈曲 , 承载能力

抗菌涂料研究新进展

邵青 , 黄旦光 , 杨魁

材料导报

抗茵涂料是涂料发展方向之一.对抗茵涂料所用的3种类型抗菌剂进行了介绍,分析了各类涂料用抗茵荆的抗茵机理,并着重对当前国内外在涂料抗茵成分内部结构及释放机理、抗茵涂料使用寿命、被保护材质特性、涂层厚度及其它环境因素对抗菌效果的影响等方面的最新研究进展进行了综述.

关键词: 抗菌剂 , 抗菌涂料 , 抗菌机理 , 释放机理

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