复合材料加筋/夹层板壳声振特性研究进展

复合材料加筋/夹层板壳结构在众多工程领域结构物中已得到广泛应用,研究其声振特性对于指导工程设计具有重要意义。本文对国内外复合材料加筋/夹层板壳结构声振特性的研究进行回顾、梳理和归纳,并探讨各种研究方法的适用性,以及未来的研究趋势。综述结果表明：解析与数值相结合的研究方法兼具灵活性和高效率,是研究声振特性的有效方法,也是重要的发展方向;新材料的应用给研究带来了新变化,增大了结构动力学和声学的设计空间;现有的分析方法可以模拟出结构的任意边界条件而无法还原实际边界条件,因而需要结合试验研究作为支撑。     

复合材料铺层角度对螺旋桨受力特性影响分析

复合材料螺旋桨具有高比强度、高阻尼等特性,可有效提高螺旋桨推进效率,这种特性与制作工艺中的铺层方案存在相关性。针对P4119桨,建立复合材料螺旋桨模型,采用流固耦合数值模拟方法,对复合材料螺旋桨形变、应力分布与推进效率进行计算。结果表明,复合材料铺层角度对螺旋桨的弯扭耦合效应产生明显效果,载荷集中区域局部叶型剖面螺距发生改变,进而影响整个螺旋桨径向范围内的螺距、侧斜与纵倾的分布情况。铺层角度0°～90°时,最大应力值下降41.06%～42.90%,推力系数下降4.12%～5.85%,扭矩系数下降4.49%～7.52%,效率提升0.39%～1.8%。因此,复合材料螺旋桨在大载荷下运行时,工况会发生改变,桨叶会随工况产生较大变形,影响其推进性能。调整复合材料铺层角度,可改善桨叶变形情况。     

力对开孔型频率选择表面电磁性能的影响

频率选择表面(FSS)被广泛用于各个领域。很多情况下,频率选择表面会受到外力的作用,例如:嵌在集成桅杆外壳或者雷达吸波-承载复合材料结构中的频率选择表面。文章研究了在力的作用下,频率选择表面的电磁性能是否会改变、如何改变。首先,分析了力影响频率选择表面电磁性能的机理;然后,使用力学有限元法和电磁学有限元法分析了不同大小、不同方向的力作用下,频率选择表面电磁性能改变的模式和大小。计算获得的电磁性能-力关系曲线显示:电磁性能的改变主要表现为电磁波响应频率的偏移和透射带宽的改变;在不同方向的力作用下,电磁性能的改变程度不一样。为了降低力对频率选择表面电磁性能的影响,在布置频率选择表面时,应使受力的方向避开频率选择表面的最敏感方向,同时带圆角的开孔型频率选择表面值得研究。     

原位反应制备Al2O3颗粒增强铝基复合材料

利用差分扫描热分析研究了利用Al-Nb2O5系统制备Al2O3颗粒增强金属基复合材料这的原位反应过程：用X－射线衍射分析了反应过程中的相变。实验结果表明,Nb的还原和NbAl3金属间化合物的形成反应发生在Al的熔点以下;在939℃完成。在低温下,试样的局部发生少量的原位反应;整个试样内部同时发生原位反应是在939℃放热峰所覆盖的温度区间。最终显微组织中存在相同形态不同尺寸的NbAl3相。低温形成的NbAl3相由于经历了长大过程而尺寸较大;高温形成的NbAL3相尺寸较小。     

复合材料在公路工程中的应用

介绍几种复合材料的应用情况及未来将在公路工程中应用的新型复合材料：材料应力、应变和损伤自检测复合材料,温度自测复合材料,仿生自愈复合材料。     

复合材料降低柴油机噪声的试验研究

在标准半消声室,用B&K3560噪声测量分析系统对4110Q柴油机整机和油底壳、飞轮壳、喷油泵、摇臂罩等零部件的噪声进行了台架试验研究。试验主要测量了柴油机整机在全负荷、不同转速下的声压级和主要零部件近声场标定工况下的声强级,并进行了频谱分析,提出了降低柴油机噪声的具体措施。研究结果表明,用复合材料覆盖柴油机的复合油底壳、喷油泵、飞轮壳、摇臂罩表面后,在标定工况下整机噪声声功率级下降2.2 dB(A)。     

非均匀伴流中复合材料螺旋桨非定常空化流固耦合研究

复合材料可改善螺旋桨空化性能及振动特性,在先进海洋推进装备领域备受关注。本文基于URANS计算复合材料螺旋桨外流场,应用FEM求解桨叶结构动态响应,并将水动力载荷及结构变形实时双向传递,建立复合材料螺旋桨非定常空化流固耦合数值计算方法。精细地模拟了桨叶经过高伴流区过程中叶梢空泡的演化;叶梢最大变形量随着叶梢空泡的初生、发展而逐渐增大,在梢涡空泡形成阶段达到最大值,然后随着空泡的溃灭而减小;揭示了复合材料的应用使螺旋桨推进效率得以提高、叶梢空化得以抑制的机理,即复合材料螺旋桨在空化水动力载荷作用下产生弯扭耦合变形,自适应地调整攻角以抑制空泡发展;对比了典型空化工况下复合材料与刚性金属螺旋桨空化水动力性能的区别;与刚性金属桨相比,复合材料螺旋桨的压力脉动峰值缓和,对非均匀伴流场的适应性更好。     

非金属材料在汽车轻量化中的应用浅析

在碳达峰碳中和的背景下,汽车轻量化具有极其重要的意义。文章从汽车轻量化的技术路线着手,对非金属材料在汽车轻量化中的主要应用方向进行了梳理,主要包括：以塑代钢、以塑代塑、薄壁化、微发泡。对每个技术方向例举相关使用案例并进行了粗略分析,给出了现有技术汽车轻量化方向以及未来汽车轻量化趋势,最后对非金属在汽车轻量化的方向进行了总结。     

复合材料在土木工程中的应用现状

从一些工程实例出发对复合材料在土木工程中的应用现状作一概述,指出复合材料具有的优点及将此应用土木工程中所存在的限制和所需解决的力学问题。     

复合材料薄壁杆件理论

建立了在拉,压,弯,扭组合变形下复合材料薄壁杆件理论,给出了典型薄壁箱梁的等效弹性系数。