加筋板

摘要： 加筋壁板是航空结构中常用结构形式,不同筋条形式和不同制造工艺会影响其力学行为及其失效模式。针对钛合金加筋板,采用有限元方法建立数值计算模型,研究了T型、L型和Z型3种不同截面形式筋条对加筋板的屈曲模态和破坏形式的影响机制,分析了焊接、点焊和铆接不同制造工艺对加筋板的屈曲载荷和后屈曲特性的影响。结果表明:T型加筋板的屈曲载荷和破坏载荷均为最大;不同制造工艺对破坏载荷和后屈曲承载能力的影响较大,其中焊接加筋板后屈曲承载能力最大;然后给出600 mm×600 mm加筋板结构效能最大的加筋方式。

摘要： 基于模态叠加法和声振耦合理论建立了加筋板结构与矩形声场间的耦合模型,推导了反映加筋板结构与矩形声场模态间耦合强度的传递因子公式,研究了加筋板结构与矩形声场模态间耦合特性,以及点力到筋的距离对耦合系统响应的影响。结果表明:加筋后板结构与矩形声场模态间耦合选择性除了在与筋平行的轴向不会改变外,在其他轴向的耦合选择性则会改变;加筋会改变模态间耦合强度,但由于加筋导致耦合选择性改变而新增加的耦合强度较小;此外,由于加筋导致的板振动能量和矩形声场声势能的衰减程度与点力到筋间的距离密切相关,当点力直接作用在筋上或者点力到筋的距离小于板的1/4弯曲波长时,振动能量和声势能在较广的频段都能出现衰减现象,反之则不会出现衰减现象。

摘要： 为了评估舰船结构损伤后的剩余强度,对船体加筋板出现初始几何变形后,参与总纵强度的有效宽度和加筋板剩余极限强度进行研究。将加筋板受到垂直于平面压力后的变形,作为其初始几何变形,改变变形的方向和大小,利用有限元软件Ansys对加筋板结构进行线性和非线性分析。定义了板有效宽度计算方法,对不同变形方向和变形幅值时板的有效宽度和加筋板的极限强度进行对比分析,并拟合得到了计算板有效宽度和加筋板极限强度的经验公式。结果表明,初始几何变形会削弱加筋板结构的强度。在对损伤后船体结构强度进行分析和校核时,提出的经验公式可以直接用来计算板的有效宽度和加筋板的极限强度。

摘要： 为探究受到轴向压缩载荷时丢层结构对复合材料加筋板承载能力、破坏模式及破坏位置的影响,对丢层结构与常规铺层结构两种铺层方式的帽型长桁加筋板进行轴压试验,并通过Abaqus建立了丢层结构复合材料加筋板有限元模型,采用二维Hashin准则作为复合材料失效判据,与试验结合分析了两种构型复合材料加筋板的失效过程及抗压性能。有限元模型很好地预测了结构的极限载荷、破坏模式及破坏位置,与试验结果吻合较好。结果表明:(1)采用有限元方法得到的极限载荷与实验较吻合,丢层结构与常规结构破坏载荷误差分别为1.1%与4.7%,说明本文采用的建模方法合理有效,可以为实际工程应用提供指导;(2)合理的丢层结构对长桁承载能力及破坏模式并不会产生影响,但是会影响试验件破坏的位置。

摘要： 基于1阶剪切变形理论(FSDT)和Hamilton原理,利用狄拉克函数描述加筋,推导夹芯复合材料加筋板在真空中的自由振动控制方程;进一步假设浸没于水中的夹芯复合材料加筋板为薄板,根据流固耦合面上的法向加速度连续条件,对横向自由振动方程进行重构,得到整体结构在水中的控制方程。考虑四边简支边界条件,采用双傅里叶级数求解方程,并与文献及数值结果进行对比,验证了本文方法的有效性。进一步研究了加筋位置和数量、面板厚度及芯层厚度变化对夹芯复合材料加筋板自由振动的影响,为工程实际的结构优化设计提供参考。

摘要： 加筋板是典型船体承载构件,考虑火灾高温作用下材料性能的变化,根据热弹塑性有限元理论,基于名义升温曲线,研究防火涂层对加筋板结构高温响应特性和剩余强度的防护作用以及涂敷位置对加筋板失效模式的影响,为结构性能评估和结构防火设计提供参考.数值分析表明:防火涂层能有效减缓结构升温诱发的应力升高和挠度增加;整体涂敷不改变结构整体屈曲伴随加强筋侧倾的失效模式,而显著推迟了失效时间,对保持结构高温剩余强度有明显效果;局部涂敷会改变结构的失效特性,仅带板涂敷下发生整体失效,仅加强筋涂敷下发生梁柱型失效伴随腹板的局部屈曲;整体涂敷对加筋板剩余强度的防护效果最佳,仅带板涂敷次之,而仅加强筋涂敷的防护能力较弱,局部涂敷的防护性能主要取决于结构的受热和失效模式.

摘要： 建立了基于卷积神经网络算法的智能导波损伤检测方法,可实现加筋板中脱黏损伤的高效识别和精准定位。在数值模拟和试验研究T型筋加筋板中导波传播特性的基础上,通过单点激发多点接收的方法获取不同损伤样本的兰姆波响应,经预处理之后组成融合数据库。利用卷积神经网络(CNN)深度学习检测算法,抓取和学习融合数据库中与损伤相关的特征,并使用未经训练的数据测试网络性能。结果表明,以Adam为优化器的7层CNN对数据库中损伤样本的检测精度达99%;基于CNN的智能导波检测方法不仅能够识别加筋板中的脱黏损伤,而且能够准确定位。

摘要： 为提高薄壁圆板的抗爆性能,以荷叶脉络为生物原型设计出一种具有叶脉分枝结构特征的仿生加筋板.基于非线性动力学软件Abaqus对爆炸载荷作用下仿生加筋板的动态响应进行研究,建立仿生加筋板的数值仿真模型,并与实验结果对比验证仿真模型可行性.进一步以仿生加筋板最终挠度为抗爆性能评价指标,分析仿荷叶脉络加筋板在爆炸冲击作用下的变形机理和吸能特性,与传统加筋板的对比分析表明引入叶脉分支特性能够加强其抗爆性能.计算结果表明:主干数目(N)、内圈和外圈半径之比(γ)、分支与主干厚度之比(α)、比距离(Z)等参数对仿生加筋板动力响应有着重要影响;α等于0.5或1时,γ=0.2的仿生加筋板有着更好的抗爆性.研究结果将有助于设计具有较好抗爆性能的新型薄壁结构.

摘要： 采用基于层次T网格上的多项式样条(PHT样条)的等几何分析(IGA)方法对复合材料层合加筋板进行屈曲分析,实现了加筋板的精确几何建模以及加强筋和层合板衔接区域的网格局部细化,避免了几何误差,简化了细化过程,节省了计算时间,提高了计算效率。通过数值计算,验证了计算方法的正确性和收敛性,得到了加强筋的铺层数和铺层角度对层合加筋板屈曲特性的影响情况。计算结果表明,层合加筋板的屈曲载荷随着铺层数的增加逐渐增大,且基本呈现线性增大的趋势;当0°方向铺层固定时,屈曲载荷基本保持一定;随着0°方向铺层数的增加,±45°或90°方向铺层数减少,屈曲载荷逐渐增大。

摘要： 研究半穿甲弹对舰船加筋板结构穿甲过程对于舰船结构设计以及使用半穿甲弹对舰船进行打击时的毁伤评估分析等都具有重要参考价值。采用数值模拟方法研究半穿甲弹对舰船加筋板结构穿甲过程的结构响应、毁伤机理以及弹丸穿甲剩余速度,并将数值模拟和理论计算结果做对比,验证数值方法的可靠性。结果表明,当弹丸分别对加筋板有筋部位和无筋部位侵彻时,加筋板的破口形态、能量吸收以及弹丸速度变化等情况都有明显不同,可见加强筋对于弹丸穿甲影响的大小主要取决于弹丸着靶的位置。

摘要： 对AH36钢含裂纹板与加筋板试样,在恒幅和变幅拉伸循环载荷下进行裂纹扩展试验,探讨有无加强筋以及在基本循环中插入单个拉伸过载情况下的低周疲劳寿命及裂纹扩展速率的规律,结果表明,AH36钢对应力比效应较敏感;恒幅循环载荷下,加强筋能有效增大疲劳寿命;在一定范围内过载比越大,过载迟滞效应也越明显,过载的迟滞效应可有效减小裂纹扩展速率.

摘要： 本文对铝合金7075-T6(GB)材料加筋板结构进行了热力耦合工况下的力学性能仿真.基于该仿真结果,固定结构重量对加筋板的板厚和筋高度进行了尺寸优化,获得了在热力耦合载荷下结构变形最小、应力及温度都较小的最优尺寸.

摘要： 等几何分析方法基于等参思想,以非均匀有理B样条基函数为形函数,实现了CAD与CAE的无缝衔接.该方法可以实现准确地建模并且简化了网格细化的过程,这也使得求解的精确性得到了提高.本文介绍了非均匀有理B样条基函数的相关理论,以及加筋板的理论模型的建立,对加筋板进行了静态和动态分析.

摘要： 加筋板在工程中有着广泛的应用，同时其声辐射问题也给人们带来了很大的困扰，对加筋板结构的振动致声问题一直以来都是声学、力学、机械工程等学科领域关注的重要课题。通过在传统加筋板结构上附加周期性排列的"弹簧-质量"共振单元,构造了一种局域共振型加筋板结构.这种特殊的结构可以产生两种弹性波带隙:局域共振带隙和Bragg带隙.建立了其声辐射功率和带隙特性的计算方法,分析了其在局域共振带隙和Bragg带隙近似耦合条件下的带隙特性和声辐射抑制效果.研究表明,共振单元的引入对加筋板中弯曲波的传播产生了显著的影响,两种带隙近似耦合时会形成一个很宽的"伪"带隙;在带隙频率范围内,加筋板中得弯曲波被禁止传播,结构的声辐射也得到高效的衰减,可为工程中抑制结构声辐射提供一种新的选择.

摘要： 随着中国核电新能源的发展,新型材料的需求也在不断增加,铜/不锈钢加筋板是其中一种,具有重要工程应用价值,目前无法用常规的冷、热加工工艺进行生产.本文通过铜合金面板和316L不锈钢筋板为试验材料,采用一种新的"凸台式"装药形式,在支承模板设计及其填充方案、工装等方面进行了深入研究,优化了焊接参数,并对成品的结合界面进行了剪切强度测试、金相观测、电镜扫描和显微硬度测试.检测结果表明:铜/不锈钢焊接结合面为波状冶金结合界面,在波峰两侧存在含金属氧化物的"冠状"漩涡,结合界面附近的晶粒被拉长变细,显微硬度显著升高,界面结合强度超过铜材.

摘要： 为了改善船舶结构的耐撞性,国内外学者开展了许多新型舷侧结构和传统舷侧结构的耐撞性对比分析,如帽型加筋板、X型夹层结构和Y型夹层结构等.本文开展了帽型加筋板结构和光板结构试件在不同系撞头侵压下的准静态试验研究,探讨了帽型加筋板的变形模式和吸能能力.试验结果表明:帽型加筋板结构因其特殊的变形模式,可以提供更好的塑性变形能能吸能能力.

摘要： 当加筋板筋条截面宽度较大时,梁壳单元构建的模型和体单元构建的模型计算分析结果差异很大.针对上述问题,本文基于有限元软件MSC.PATRAN/NASTRAN研究加筋板的建模方法.首先,兼顾计算时间和模型准确性,确定加筋板模型的网格密度.其次,分别运用偏心梁单元和RBE2单元修改加筋板模型.最后,比较不同模型的自由模态分析结果.研究表明,只有当筋条截面宽度较小时,加筋板才适宜用梁壳单元建模.

摘要： 基于结构振动辐射噪声理论模型提出无量纲声辐射S面声压贡献量(DLSSPC)概念,结合声传递向量(ATV)统一S面、模态、路径三种坐标下的声压贡献量并推出DLSSPC快速计算公式.基于FEM/IBEM仿真自由非均匀加筋板在20Hz～150Hz低频段的振动传函和S面ATV;在半消声室激振物理模型同步采集激励力、S面10×12个均布点振动、场点声压,根据测试频域振动和声压研究仿真ATV的物理精度.基于仿真ATV和快速计算公式,使用仿真和测试S面振动传函分别计算DLSSPC,识别加筋板的三种贡献量区域,并讨论两次计算分析结果差异与原因.总结变更主贡献量区域结构影响场点声压的规律,指导加筋板结构声优化.

摘要： 船舶在建造过程中,船体平台和甲板结构可分为结构面和非结构面.其中,焊接骨材、桁材的一面称为结构面,没有焊接骨材而光滑的一面称为非结构面.通常,在到达船体建造中的分段总组阶段时,须在对分段上的舾装件进行焊接安装.但是,由于舾装件安装在非结构面上,同时规范要求舾装件底座应与结构面上的骨材对位安装,因此需要在非结构面上对骨材进行定位.文中提出了一种基于奇异值分解(singular value decomposition,SVD)降噪的振动信号分析方法,在对船体结构的非结构面识别方面有着准确的效果,并在试验中对该方法进行了验证.

摘要： 航空飞行器在滑跑、机动、着陆等诸多过程中都会产生或经受复杂的振动激励,特别是随机振动激励,所以,对加筋板这类典型航空结构进行随机激励下的振动疲劳寿命分析具有重要意义.本文基于MSC.patran&nastran及fatigue平台,对某航空单加筋试验件进行振动疲劳寿命的仿真分析,找到结构的危险点,获得危险点处的应力响应和寿命结果,验证了振动疲劳寿命分析方法的可靠性.此外,做出了不同阻尼下应力与寿命的关系曲线,确定了适于该单加筋试验件振动疲劳寿命试验的载荷.

摘要： 本发明公开了一种确定加筋板压损应力影响因子及计算加筋板柱强度的方法。所述方法包括如下步骤：分别对通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板进行压损试验，从而获得喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力；根据喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力数据，并通过公式获取压损应力影响因子。本发明中的确定加筋板的压损应力影响因子的方法通过公式获取压损应力影响因子，从而能够通过压损应力影响因子直观地看出喷丸工艺对加筋板所带来的影响。

摘要： 本发明提供的是一种带连接接头的复合材料加筋板及复合材料加筋板连接结构。在由下层板、筋夹芯和上蒙皮组成的复合材料加筋板的端部设置连接接头，位于端部的下层板和上蒙皮各有一阶梯段，下层板的阶梯段的长度小于上蒙皮的阶梯段的长度，下层板与上蒙皮的端部对齐，在下层板的阶梯段与上蒙皮的阶梯段之间的空间内设置有接头区夹芯块，下层板、接头区夹芯块、上蒙皮结合成一体；两块复合材料加筋板的连接接头对接，在两个对接的连接接头的两侧分别设置金属接头上盖板、金属接头下盖板，金属接头上盖板、连接接头和金属接头下盖板之间用螺栓连接。连接区刚度匹配性好，能改善复合材料与金属接头过渡期的应力集中问题。

摘要： 本发明公开了一种加筋板壳结构阻尼层拓扑与加筋肋布局协同优化方法，属于拓扑优化技术领域，用于解决加筋板壳结构的振动被动抑制问题。该方法为：针对含表面阻尼层和加筋薄壁板壳结构，分别引入描述筋肋和阻尼拓扑的两类独立设计变量，并考虑筋肋和阻尼材料用量的约束，以动态响应最小化为目标构建阻尼层和筋肋的协同拓扑优化模型，实现薄壁加筋结构筋肋和阻尼的最优分布设计。本发明方法给出了一种加筋肋与阻尼层布局协同动态拓扑优化模型构建方法，与传统的单独优化加筋肋布局、优化敷设阻尼材料布局等方法相比可以获得更加丰富的优化布局结果，并且这些优化布局结果有良好的刚度与减振等力学性能，具有良好的工程应用价值。

摘要： 本发明公开了一种加筋板剪切试验件组件及加筋板剪切试验系统。所述加筋板剪切试验件组件包括：第一加筋板剪切试验件，其包括一个底板以及两个加载段平板，底板的一个面为曲面，底板的另一个面上设置有具有曲率的桁架；第二加筋板剪切试验件，其包括一个底板以及两个加载段平板，其中一个加载段平板与所述底板的一个边连接，另一个加载段平板与所述底板的连接有所述加载段平板的边相对的另一个边连接，所述底板的一个面为曲面，所述底板的另一个面上设置有具有曲率的桁架。本申请的加筋板剪切试验件组件的地板通过设置曲面，并将两个试验件组合使用，从而有效的解决双曲率加筋板剪切试验件对中性问题。

摘要： 本发明公开了一种加筋板压缩试验件组件及加筋板压缩试验系统。所述加筋板压缩试验件组件包括：第一加筋板压缩试验件，其由一个试验加载段以及两个过渡段组成，其中一个过渡段与试验加载段的一个边连接，另一个过渡段与试验加载段的另一个边连接，两个过渡段相对设置，试验加载段的一个面为曲面，试验加载段的另一个面上设置有具有曲率的桁架，两个过渡段上均设置有具有曲率的桁架以及加载段；第二加筋板压缩试验件，其由一个试验加载段以及两个过渡段组成。本申请的加筋板压缩试验件组件的地板通过设置曲面，并将两个试验件组合使用，从而有效的解决双曲率加筋板压缩试验件对中性问题，结构压缩载荷能够扩散后均匀作用在试验件考核段。

摘要： 本发明公开了一种确定加筋板压损应力影响因子及计算加筋板柱强度的方法。所述方法包括如下步骤：分别对通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板进行压损试验，从而获得喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力；根据喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力数据，并通过公式获取压损应力影响因子。本发明中的确定加筋板的压损应力影响因子的方法通过公式获取压损应力影响因子，从而能够通过压损应力影响因子直观地看出喷丸工艺对加筋板所带来的影响。

摘要： 本发明提供的是一种带连接接头的复合材料加筋板及复合材料加筋板连接结构。在由下层板、筋夹芯和上蒙皮组成的复合材料加筋板的端部设置连接接头，位于端部的下层板和上蒙皮各有一阶梯段，下层板的阶梯段的长度小于上蒙皮的阶梯段的长度，下层板与上蒙皮的端部对齐，在下层板的阶梯段与上蒙皮的阶梯段之间的空间内设置有接头区夹芯块，下层板、接头区夹芯块、上蒙皮结合成一体；两块复合材料加筋板的连接接头对接，在两个对接的连接接头的两侧分别设置金属接头上盖板、金属接头下盖板，金属接头上盖板、连接接头和金属接头下盖板之间用螺栓连接。连接区刚度匹配性好，能改善复合材料与金属接头过渡期的应力集中问题。

摘要： 本发明公开了一种加筋板壳结构阻尼层拓扑与加筋肋布局协同优化方法，属于拓扑优化技术领域，用于解决加筋板壳结构的振动被动抑制问题。该方法为：针对含表面阻尼层和加筋薄壁板壳结构，分别引入描述筋肋和阻尼拓扑的两类独立设计变量，并考虑筋肋和阻尼材料用量的约束，以动态响应最小化为目标构建阻尼层和筋肋的协同拓扑优化模型，实现薄壁加筋结构筋肋和阻尼的最优分布设计。本发明方法给出了一种加筋肋与阻尼层布局协同动态拓扑优化模型构建方法，与传统的单独优化加筋肋布局、优化敷设阻尼材料布局等方法相比可以获得更加丰富的优化布局结果，并且这些优化布局结果有良好的刚度与减振等力学性能，具有良好的工程应用价值。

摘要： 本实用新型公开了一种加筋板压缩试验件组件及加筋板压缩试验系统。所述加筋板压缩试验件组件包括：第一加筋板压缩试验件，其由一个试验加载段以及两个过渡段组成，其中一个过渡段与试验加载段的一个边连接，另一个过渡段与试验加载段的另一个边连接，两个过渡段相对设置，试验加载段的一个面为曲面，试验加载段的另一个面上设置有具有曲率的桁架，两个过渡段上均设置有具有曲率的桁架以及加载段；第二加筋板压缩试验件，其由一个试验加载段以及两个过渡段组成。本申请的加筋板压缩试验件组件的地板通过设置曲面，并将两个试验件组合使用，从而有效的解决双曲率加筋板压缩试验件对中性问题，结构压缩载荷能够扩散后均匀作用在试验件考核段。

摘要： 本实用新型公开了一种加筋板剪切试验件组件及加筋板剪切试验系统。所述加筋板剪切试验件组件包括：第一加筋板剪切试验件，其包括一个底板以及两个加载段平板，底板的一个面为曲面，底板的另一个面上设置有具有曲率的桁架；第二加筋板剪切试验件，其包括一个底板以及两个加载段平板，其中一个加载段平板与所述底板的一个边连接，另一个加载段平板与所述底板的连接有所述加载段平板的边相对的另一个边连接，所述底板的一个面为曲面，所述底板的另一个面上设置有具有曲率的桁架。本申请的加筋板剪切试验件组件的地板通过设置曲面，并将两个试验件组合使用，从而有效的解决双曲率加筋板剪切试验件对中性问题。