贺继林
,
李栋
,
郑海华
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.02.004
根据热传导、复合材料力学和固化动力学理论,采用基于偏微分方程的强耦合多物理场有限元方法,计算在F650双马来酰亚胺树脂建议温度周期下直升机复合材料桨叶固化过程中温度、固化度、固化度反应速率和内应力变化历程.通过仿真结果对温度周期进行优化调整,改善工艺过程.计算结果表明:桨叶中树脂固化反应同步度高,交联反应产热量少;调整后的加热周期与建议加热周期相比,最高加热温度由460 K降低为393 K,但固化度由0.1增加到l的反应时间只由25 min增加为30 min,固化反应速率峰值从1.35×10-3/s降低为1.15×10-3/s,PMI(聚甲基丙烯酰亚胺,Polymethacrylimide)泡沫的Von Mises热应力最大值从0.82 MPa降低为0.482MPa.
关键词:
复合材料
,
固化
,
有限元分析
,
桨叶
,
双马来酰亚胺树脂
,
多物理场耦合
程小全
,
王飞
,
胡仁伟
,
江善元
复合材料学报
现代直升机旋翼桨叶通常需要进行损伤容限分析与设计,损伤对桨叶结构振动特性的影响是其中的重要内容之一.利用有限元法对选定的直升机复合材料桨叶翼段进行了穿孔损伤后的振动特性分析,并与无损伤的翼段进行了比较,得到了振动特性与穿孔大小及其位置的关系.结果表明:旋转翼段的振动模态与静态翼段相同,但各阶频率有所提高;穿孔越大对翼段造成的损伤越大,但穿孔损伤没有改变翼段的振动模态,对翼段的振动频率影响也比较小;不同阶次的振动频率随穿孔的位置变化趋势各不相同,根部与前缘的穿孔损伤对翼段频率的影响较大.
关键词:
复合材料
,
桨叶
,
穿孔损伤
,
振动特性
,
有限元
冯国旭
,
王军
,
程小全
,
汪源龙
复合材料学报
通过建立的全桨叶有限元模型,研究了穿孔损伤的大小和方向对桨叶振动特性的影响.以桨叶根部z=50mm处矩形剖面和中部z=835 mm处翼型剖面为研究对象,分别在前缘、翼盒和后缘模拟不同口径的穿孔损伤,得到振动特性与穿孔损伤大小的关系,并通过改变前缘的穿孔损伤方向,得到振动特性与穿孔损伤方向的关系.结果表明,穿孔损伤一般不会引起各阶振动模态的改变,但会使各阶振动频率发生变化.随着损伤口径的增大,各阶振动频率都降低.损伤发生在前缘和后缘,摆振频率降低最多,发生在翼盒,扭转频率降低最多.穿孔方向对各阶振动频率的影响不仅与损伤的位置和结构有关,还与损伤剖面的几何形状有关.对于根部矩形削面,穿孔方向与剖面弦向夹角为75°和105°对摆振频率影响最大,对于中部翼型剖面,夹角接近0°(180°)对摆振频率影响最大.
关键词:
复合材料
,
桨叶
,
穿孔损伤
,
振动特性
,
有限元
王军
,
冯国旭
,
程小全
,
汪源龙
复合材料学报
以某直升机复合材料旋翼桨叶为参考,在几乎没有对结构进行简化的情况下,利用有限元软件ANSYS建立完整的有限元模型.在桨叶展向和弦向的不同位置模拟穿孔损伤,与无损伤桨叶进行比较,分析不同损伤位置对振动特性的影响,得到振动特性与穿孔损伤位置的关系.结果表明,穿孔损伤一般不会引起各阶振动模态的改变,但会使各阶振动频率发生变化,对各阶振动频率的影响程度既与损伤发生的位置有关,也与主承力结构的损伤程度有关.桨叶根部损伤对各阶振动频率都有较大影响,前缘和后缘损伤对摆振频率影响最大,翼盒损伤对扭转频率影响最大;大梁和后缘条的损伤面积越大对摆振频率的影响越大,抗扭盒形件、加强梁和大梁内抗扭层等承扭结构的损伤面积越大对扭转频率影响越大.
关键词:
复合材料
,
桨叶
,
穿孔损伤
,
振动特性
,
有限元
刘杰
,
侯学勤
,
王占彬
材料开发与应用
采用宏观观察、无损检测、内部缺陷观察、桨叶内部聚氨酯泡沫芯材力学性能测试和红外光谱分析等方法,研究了扭转疲劳试验桨叶和地面试车桨叶的损伤情况及损伤原因,结果表明,桨叶内部原始孔隙的存在未对桨叶的承载能力造成严重影响,扭转疲劳试验桨叶的裂纹为疲劳裂纹,是疲劳循环周次超过桨叶的疲劳寿命所致；试车桨叶桨根位置的泡沫裂纹和力学性能偏低是泡沫中异氰酸酯含量较多造成的.
关键词:
复合材料
,
桨叶
,
力学性能
