加筋壁板

摘要： 为有效提高复合材料主承力结构效率,变厚度复合材料层压结构承载能力研究具有重要意义。基于ABAQUS中Continuum Shell单元模拟变厚度复合材料层压结构,采用特征值法和渐进损伤失效法求解长桁横截面积不同的两块变厚度复合材料加筋壁板剪切屈曲及后屈曲承载能力。研究结果表明:其屈曲载荷和后屈曲载荷数值分析值与试验值相对误差不大于4%,即该模型构建及求解方法可以准确预测其屈曲载荷和后屈曲载荷;加筋壁板剪切载荷承载能力由蒙皮起决定性作用,通过改变长桁横截面积不能有效提高其屈曲载荷和后屈曲载荷。

摘要： 作为飞机结构的主承力构件,加筋壁板结构的强度校核一直是设计人员重点关注的问题之一。为降低该项工作的复杂性和重复性,在国产CAE软件平台HAJIF基础上,研发了金属加筋壁板结构强度校核软件,实现了强度校核工作的流程化和自动化。软件采用统一分层架构思想,依次研发了独立的前端界面、强度计算、工作应力提取、结果后处理等核心模块,并与HAJIF软件的前后置有机融合,实现模块之间的统一调度。验证算例表明,该软件能够满足飞机加筋壁板典型分析情况校核要求,符合强度校核流程和使用习惯,明显提高了强度设计与分析人员的工作效率。

摘要： 为提高加筋壁板结构轻质优化效率,提出一种基于Voronoi序列采样的加筋壁板优化设计方法。建立了该结构的参数化模型,分析了加筋壁板蒙皮与桁条腹板的网格规模对结构承载能力及失稳模式的影响规律,并依据桁条腹板高厚比进行了网格划分,进而平衡后屈曲分析精度与效率;然后,提出了基于探索策略和开发策略的序列近似优化方法,其中Voronoi加点侧重全空间探索,近似最优解侧重局部开发,通过动态加点迭代至收敛,实现综合探索和开发性能的并行采样,提高了算法的收敛精度和计算效率;最后,应用该算法进行加筋壁板轻量化设计,并与传统序列近似优化方法进行对比。结果表明,本文方法利用更少的初始样本点,通过更少的迭代次数达到更高的优化精度,并获得了相对初始设计减重32.6%的优化结构。

摘要： 环境激励下仅利用振动响应的结构健康监测方法,因其便于实现在线监测受到了越来越多的关注。该文回顾了以振动时域响应相关性分析为基础的结构特征参数(即内积向量)的基本概念及特征。为了从已有测试数据中提取更多的结构特征参数,分别以各个响应测点为参考点来构建多个内积向量并组成矩阵,将内积向量扩展到了内积矩阵。进而以内积矩阵为结构特征参数,结合深度卷积神经网络的特征提取能力,提出了基于内积矩阵及深度学习的结构健康监测方法。典型航空加筋壁板螺栓松动监测的实验研究结果表明,仅利用结构在环境激励下部分测点的振动时域响应,该文方法可以准确地识别螺栓松动位置。

摘要： 加筋薄壁板是航空航天、船舶等装备结构中经常使用的构件。采用弹性导波方法对此类结构进行损伤检测时,需要深入理解筋条对弹性波在薄壁结构中传播行为的影响。针对飞行器结构中典型的T型加筋壁板结构,采用数值模拟方法研究了超声导波与T型加强筋条的作用机制,分别从时域、频域和波数域等维度,分析了由于筋条存在引起的波传播行为的变化特性。结果表明:筋条存在会在结构中引起明显的传播波模式转换现象;随着激励频率的变化,S0与A0模式导波反射及透射行为变化明显。

摘要： 本文对复合材料帽形加筋壁板后屈曲破坏过程中粘接面失效问题开展了研究。首先设计并完成了无缺陷、含预埋缺陷的帽形单筋板四点弯曲试验以表征加筋壁板典型区域的后屈曲失效;然后基于数值模拟方法,利用内聚力模型(CZM)对无缺陷和含预埋缺陷试件弯曲受载时的界面脱黏进行了渐进破坏分析。结果表明:采用cohesive单元和考虑厚度方向压缩影响的层间失效准则方法建立有限元模型可以很好地模拟复合材料加筋结构界面脱黏;凸缘-蒙皮预埋缺陷对帽形加筋壁板起裂载荷基本没有影响,筋条内角和填充区界面预埋缺陷会显著降低帽形加筋板的承载能力,但起始裂纹均发生在筋条内角和填充区的粘接界面。

摘要： 本文以复合材料加筋壁板长桁截止端为研究对象,介绍了复合材料加筋壁板长桁截止端试验件的构型、试验方案、试验过程和试验结果,对其在湿热环境和常温环境下的力学性能进行了对比分析。结果表明,试验件刚度受湿热环境影响较小,试验件强度受湿热环境影响较大,即湿热环境下试验件强度明显小于常温环境下试验件强度,因此在结构设计时需要考虑湿热环境对复合材料结构力学性能的影响。

摘要： 复合材料设计技术日益成熟,其在航空产品上的应用越来越多,更多的主承力结构开始选用复合材料,其强度设计至关重要,关系飞机安全。本文以某飞机复合材料机身壁板为例,详细介绍了加筋壁板有限元建模及强度分析方法,给出了详细的校核公式及分析过程,可用于指导飞机强度设计及校核工作。

摘要： 复合材料层压板由于各向异性及沿厚度方向的不连续性的特点,在承受面外载荷作用下,会产生层间应力。层间应力值超过层压板层间开裂强度时,层压板会发生层间分层现象。为了研究装配应力对加筋壁板破坏行为的影响,本文进行了相应的试验和数值分析。首先对加筋壁板结构进行静力加载试验,得到了试验件的破坏载荷和破坏模式。其次通过螺栓加载至工况载荷并保载一定时间,实现了保载试验。最后利用有限元分析了结构的应力分布规律。结果显示,试验件在静力载荷的作用下会发生共胶接区脱粘破坏并伴随缘条分层破坏,在保载作用下长桁下缘条产生了微分层现象,数值分析获取的应力分布规律与试验结果吻合良好。研究结果可为复合材料壁板的装配作业规范和铺层方案设计验证提供参考。

摘要： 复合材料层压板由于各向异性及沿厚度方向的不连续性的特点,在承受面外载荷作用下,会产生层间应力.层间应力值超过层压板层间开裂强度时,层压板会发生层间分层现象.为了研究装配应力对加筋壁板破坏行为的影响,本文进行了相应的试验和数值分析.首先对加筋壁板结构进行静力加载试验,得到了试验件的破坏载荷和破坏模式.其次通过螺栓加载至工况载荷并保载一定时间,实现了保载试验.最后利用有限元分析了结构的应力分布规律.结果显示,试验件在静力载荷的作用下会发生共胶接区脱粘破坏并伴随缘条分层破坏,在保载作用下长桁下缘条产生了微分层现象,数值分析获取的应力分布规律与试验结果吻合良好.研究结果可为复合材料壁板的装配作业规范和铺层方案设计验证提供参考.

摘要： 在航空发展中,复合材料由于在质量、结构、力学特性等方面的强大优势,得到了越来越广泛的应用.其中,复合材料加筋壁板是典型的结构形式.虽然,运用复合材料在航空发展中有明显优势,但是其复杂的结构形式,使其在固化成型存在诸如无损问题、尺寸精度问题、变形问题、脱模问题.因此本文主要论述了如何从工艺制造过程中及模具设计方面来解决出现的问题.

摘要： 对带有翼肋弯边横向支撑的大型复合材料单加筋壁板进行了轴向压缩试验研究,监测了整个加载过程中结构的应变响应和变形.试验结束后借助超声检测技术对结构破坏后筋条与蒙皮间的脱黏情况进行了检测.结果表明蒙皮与筋条界面脱黏是导致加筋板破坏的主要原因,横向支撑边界条件能够限制脱黏扩展范围.基于ABAQUS软件,建立有限元分析模型依次进行了屈曲及后屈曲过程的数值模拟.有限元模拟所得到的失稳载荷及模态、变形模式、破坏载荷及模式等与试验结果均吻合良好,表明了该模型的有效性.对有限元模拟结果的分析表明脱黏起始于扭转力矩最大的试件反节点线处.

摘要： 针对某型机复合材料典型纵向加筋壁板开展了设计、分析、工艺及试验研究，采用理论分析和试验研究相结合的方法，对两种典型整体化加筋壁板的承载能力进行分析和验证。研究表明，在重量相同的情况下，T 型加筋壁板比泡沫填充帽型加筋壁板有更高的承载能力。研究中开发应用了全新的复合材料非线性屈曲分析方法，为复合材料加筋壁板结构承载能力预测提供了一种新途径。研究成果为某型机复合材料机身结构设计提供了依据，为复合材料在未来直升机主承力结构上的应用储备了技术。

摘要： 本文使用高温固化环氧碳纤维预浸料 CCF300/5228A, 采用热压罐胶接共固化整体成型工艺方法，研制了四周增强带“工”型长桁加筋壁板。通过组合模具设计，组装成型工艺控制，所制备加筋壁板及其“工”字型达到尺寸偏差控制在设计厚度的5%，壁板上长桁的定位精确，外观光滑平整，内部质量合格。

摘要： 本文通过对5428/T700复合材料“工”字形加筋壁板的固化成型方案、预吸胶及固化工艺参数、胶接表面处理方式及共胶接过程复合材料与胶粘剂固化条件匹配性的研究,为5428/T700在飞机类似结构上的应用提供了依据。

摘要： 本工作提出了一种优化复合材料帽型加筋壁板稳定性的有效方法,该方法是基于在PATRAN软件中用单层板来模拟层合板的力学性能的想法。其中用层合板建的加筋板模型称为详细模型,改用单层板建的称为等效模型。对于航空结构中常见的帽型加筋壁板,本工作采用反映实际壁板形状的高精度有限元模型,分别建立了详细模型和等效模型。比较得出两种模型的一阶线性失稳因子和失稳应变基本一致,从而验证了将等效模型用于帽型加筋壁板结构稳定性分析的可行性。为了便于验证该优化方法的有效性,本工作只考虑加筋板的筋条厚度一致的情况。传统方法在优化蒙皮和筋条厚度时需要优化层合板的每个单层的铺层厚度和铺层顺序,本文提出的优化方法只需要解决单层板的厚度优化问题,相比本方法大大减少了设计变量。本工作用此方法优化得到了两个参数不同的复合材料帽型加筋板的最优屈曲性能,发现只需要2～4次迭代优化就可以收敛,收敛速度很快。

摘要： 基于通用有限元分析软件MSC.NASTRAN，采用不同的单元对整体加筋壁板的稳定性进行了计算，并与试验结果进行对比，归纳出应用有限元进行稳定性分析的一些特点。

摘要： 某型飞机多架份机翼整体加筋上壁板出现部分区域结构厚度尺寸比设计数模减薄的情况,针对此情况设计了结构加强方案,按加强方案的结构实际尺寸重新进行有限元应力分析和壁板稳定性计算,并设计了典型件进行受压稳定性对比试验,在对稳定性计算和对比试验结果分析的基础上确定了壁板的加强方案.

摘要： 采用工程简化计算和线性有限元方法, 对“工”型和“T”型两种剖面形式的复合材料机翼加筋壁板结构的轴压稳定性进行计算, 并将计算结果与试验结果进行对比分析。“工”型复合材料加筋壁板的工程简化计算和线性有限元计算结果都与试验数据接近；“T”型复合材料加筋壁板的工程简化计算结果与试验数据相差较大，但是线性有限元计算结果与试验结果相差不大，可以满足工程要求。最后, 进一步分析了导致“T”型复合材料加筋壁板工程简化计算误差较大的原因。

摘要： 为满足复合材料产品数字化研制环境对产品数据管理和应用的需求,建立复合材料典型构件数据库系统是很有必要的。本研究在深入分析复合材料领域内国内外数据库系统的发展现状及壁板构件数据结构特点的基础上,运用一种面向对象的层次化建模技术完成复合材料壁板构件数据模型的构建,并详细分析了复合材料加筋壁板数据库系统基本对象模型和对象属性模型的结构及其相互关系。根据复合材料加筋壁板数据模型系统结构,完成了复合材料壁板构件数据库体系的设计实现。基于数据库系统技术支持,设计人员可以简化复合材料设计步骤,提高设计效率并有利于实现复合材料结构的合理设计。

摘要： 本发明公开一种船用压筋壁板加工方法及压筋壁板，其中船用压筋壁板加工方法包括：步骤S100、提供至少两块金属板，拼装并焊接所有的所述金属板形成基板；步骤S200、矫平所述基板；步骤S300、在所述基板上划出压扎理论线；步骤S400、将所述基板的焊缝磨平，使所述焊缝的表面与所述基板的表面平齐；步骤S500、将所述基板安放在压扎设备上，并通过所述压扎理论线与所述压扎设备定位；步骤S600、使所述压扎设备压制所述基板形成压扎凹槽，以形成压筋壁板，压制成型后静载设定时间取出所述压筋壁板。该加工方法操作简单，可有效防止压筋壁板“扇形”变形和焊缝裂纹的产生，降低损耗率。

摘要： 本发明涉及加筋壁板制造技术领域，具体公开了一种复材加筋壁板的筋条定位工装，包括框架定位销、筋条定位销、定位框架、筋条成型模、蒙皮成型模；所述定位框架与筋条成型模通过框架定位销定位连接，且所述筋条成型模与定位框架通过筋条定位销定位连接；所述定位框架上设置多个筋条定位孔；所述筋条定位销从筋条定位孔贯穿定位框架并伸入筋条成型模中。本发明通过定位工装控制筋条定位精度，使其符合筋条安装定位精度的设计要求。

摘要： 本发明公开了一种加筋壁板的筋条定位方法，属于复合材料制备技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、通过卡板确定橡胶软模位置，将下垫板的位置在橡胶软模上进行标记，并在蒙皮上标记下垫板的位置；b、取下橡胶软模和下垫板，用双面胶带将下垫板粘接到橡胶软模上，在蒙皮上铺放一层增韧膜，增韧膜位于下垫板的正下方处；c、在橡胶软模和下垫板所形成的R区填充芯材；d、采用双面胶带将上垫板固定在橡胶软模上方，在筋条内型面除帽边缝合区域以外的位置铺放一层增韧膜，通过定位卡板将筋条组装到橡胶软模上。本发明能够将筋条牢固的固定在蒙皮上，在搬运和缝合过程中筋条的位置不会发生偏移，极大的提高成品合格率。

摘要： 一种带立筋复合材料加筋壁板热压罐整体成型方法，本发明属于复合材料成型技术领域。制造软模；产品下料；产品制造；在蒙皮成型模具上铺贴复材面板，进热压罐中固化成型后出罐，蒙皮在复材面板上铺敷，所有腹板、中间缘条、捻子条均在各自的工装上铺敷，铺敷完成后将中间缘条、捻子条脱模，将U形槽腹板、中间缘条，捻子条及两侧的L形腹板放置在定位模上组合完成后，进热压罐预成型为长桁：蒙皮带着复材面板及蒙皮成型模具也随同一起进热压罐预成型，出罐，将长桁脱模，长桁与蒙皮组合定位后，在长桁上放置可剥布、隔离膜、软模、透气毡，用真空袋封装后进热压罐固化；固化好后出罐，脱模、铣切制成产品。本发明用于制造带立筋复合材料加筋壁板。

摘要： 本发明公开了一种基于斐波那契螺旋线的仿生加筋壁板设计方法及仿生加筋壁板。所述加筋壁板结构包括一系列按照斐波那契数列生成的斐波那契关键点规则排布后进行插值曲线为基础的壁板加筋，所述壁板加筋由多根曲线为驱动进行设计，可以将壁板加筋设计为截面是矩形，T形等形状。此外，所述斐波那契螺旋线朝两个方向均要生成，生成后的曲线产生很多交点，并且将平面区域分割为许多大小不一的区域。本发明为需要高承载性能的壁板提供了一种加强方式，基于斐波那契螺旋线的加筋壁板结构通过在壁板开孔附近引入更多的材料，可提高单一孔的承载能力，使孔附近的壁板不容易因屈曲失稳有利于进一步实现结构的轻量化设计。

摘要： 本发明涉及加筋壁板制造技术领域，具体公开了一种复材加筋壁板的筋条定位工装，包括框架定位销、筋条定位销、定位框架、筋条成型模、蒙皮成型模；所述定位框架与筋条成型模通过框架定位销定位连接，且所述筋条成型模与定位框架通过筋条定位销定位连接；所述定位框架上设置多个筋条定位孔；所述筋条定位销从筋条定位孔贯穿定位框架并伸入筋条成型模中。本发明通过定位工装控制筋条定位精度，使其符合筋条安装定位精度的设计要求。

摘要： 一种带立筋复合材料加筋壁板热压罐整体成型方法，本发明属于复合材料成型技术领域。制造软模；产品下料；产品制造；在蒙皮成型模具上铺贴复材面板，进热压罐中固化成型后出罐，蒙皮在复材面板上铺敷，所有腹板、中间缘条、捻子条均在各自的工装上铺敷，铺敷完成后将中间缘条、捻子条脱模，将U形槽腹板、中间缘条，捻子条及两侧的L形腹板放置在定位模上组合完成后，进热压罐预成型为长桁：蒙皮带着复材面板及蒙皮成型模具也随同一起进热压罐预成型，出罐，将长桁脱模，长桁与蒙皮组合定位后，在长桁上放置可剥布、隔离膜、软模、透气毡，用真空袋封装后进热压罐固化；固化好后出罐，脱模、铣切制成产品。本发明用于制造带立筋复合材料加筋壁板。

摘要： 本发明属于复合材料技术领域，涉及一种成型碳纤维复合材料加筋壁板时筋条定位技术的改进。本发明针对使用殷瓦钢材质或碳纤维复合材料的成型模具，采用碳纤维复合材料整体筋条定位板进行定位，利用其与模具材质相近的热膨胀系数的特点，可方便地实现对大型异型复合材料壁板的筋条进行精确定位，同时可降低模具加工的难度，方便筋条成型时的安装组合及真空袋的封装操作，提升复合材料加筋壁板制件的生产质量和效率。

摘要： 本发明公开了一种复合材料加筋壁板组装设备，属于加筋壁板组装技术领域，包括组装箱以及设在组装箱一端的收卷辊以及用于驱动收卷辊运转的动力箱，组装箱的另一端活动连接有挡板，组装箱的内部设有压板台。本发明通过收卷辊能够对蒙皮进行输送，然后通过分板带将加筋壁板的放出，然后通过活动支架在箱盖上移动，进而通过压板装置对加筋壁板进行挤压，使加筋壁板贴合在蒙皮上，为了增加贴合时的精确性，通过先启动筋板盒一端的分板带，将加筋壁板的一端释放在，使加筋壁板的一端与蒙皮接触，进而通过压板装置对蒙皮的位置进行限制，然后通过压板对加筋壁板进行挤压，通过喷胶盒喷胶，对加筋壁板进行固定，方便的对加筋壁板进行固定。

摘要： 本发明公开了一种用于工形长桁加筋壁板复合材料制件的轴线定位装置，该轴线定位装置可拆卸的设置在蒙皮铺贴工装台面上，所述蒙皮铺贴工装台面上设有蒙皮铺贴区域，蒙皮及待粘接的工形长桁均位于蒙皮铺贴区域内；所述轴线定位装置包括设置在每条工形长桁两端的端定位件和横跨蒙皮铺贴区域中部设置的中定位件；所述端定位件均设有定位基准面，该定位基准面与工形长桁的腹板端面相对应；所述中定位件用于将工形长桁的腹板端面作为定位基准传递定位工形长桁腹板中部与蒙皮间的相对位置以进行工形长桁轴线定位，适用于批量生产，且定位精准，保证了工型长桁与蒙皮的相对位置的轴线定位精度要求，提高了制件生产的合格率。