基于复合材料的水下耐压结构拓扑优化探究

探究基于复合材料的拓扑优化设计方法在水下耐压结构设计中的应用。本文方法是在等值线方法、SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization)模型、灵敏度过滤技术的基础上,推导复合材料的等效刚度矩阵。通过经典桥形结构优化算例、静水压作用下的结构拓扑优化设计以及空心水下耐压结构优化设计,分析了在拓扑相关载荷作用下,复合材料对于水下耐压结构的最优拓扑形式的影响。发现复合材料与各向同性材料结构的优化结果比较相似,而复合材料的铺层方式及角度的变化可能对优化结果产生较大的影响,本文对空心耐压结构的优化结果与MIT团队提出的耐压壳概念相类似,说明复合材料的拓扑优化研究对于未来水下耐压结构的设计具有重要的参考价值及指导意义。     

CFRP加固RC开孔平板开裂荷载的一种计算方法

钢筋混凝土板开孔后,由于板的承载力和刚度的降低往往需要加固,孔周围尤其是孔角处由于应力集中一般首先产生裂缝,裂缝的产生对构件的使用性能及耐久性都有着重要的影响。这里介绍了一种有限元与理论分析相结合的碳纤维布加固RC开孔平板的开裂荷载计算方法,在碳纤维布宽度一定的条件下,该方法的计算结果与试验值吻合较好,具有较高的精度。     

直线电机地铁车辆铝基复合材料制动盘动力学性能分析

利用多体动力学软件建立了直线电机地铁车辆动力学模型,采用Simpack和Simulink联合仿真的方法,考虑实际作用在车辆上的牵引力、制动力和电磁力,以工程实际需要为背景,对比分析了该地铁车辆将铸铁制动盘更换为铝基复合材料制动盘前后,在惰行、牵引、制动工况运行时的电机气隙、电机和轴箱振动以及各项动力学指标.研究结果表明...     

电动赛车轻量化材料车身设计及分析

为某电动赛车设计轻量化材料车身,通过对车身的三维建模,以及综合运用有限元模态分析技术,选用不同材料,优化车身结构,对整车车身的轻量化进行了较为深入的研究.通过文章的研究,对电动赛车车身在材料运用上提供了理论基础与技术支撑,与传统电动赛车的车身重量相比,车身重量大幅降低.     

复合材料加筋板-钢板连接结构静力试验与数值分析

针对复合材料上层建筑与钢制主船体的连接问题,开展了复合材料加筋板与钢制围槛板连接结构力学特性的试验和仿真研究。首先设计并制作了两型复合材料加筋板-钢板连接结构模型;然后通过试验研究,对两型连接结构的弯曲刚度和强度特性进行了测试和对比分析;最后基于有限元仿真对两型连接结构在线性加载阶段的应变及初始失效载荷进行计算,并通过与试验结果对比,证明了仿真方法的正确性。通过研究,得出了典型工况下两型连接结构的静刚度、强度特性、失效模式和薄弱环节,可为复合材料上层建筑与主船体连接结构的设计与工程应用提供指导。     

船舶复合材料螺旋桨模型试验的特殊性分析

[目的]船舶复合材料螺旋桨比传统金属合金螺旋桨刚度低,在流固耦合作用下桨叶变形会对水动力和噪声性能带来显著影响,在开展复合材料螺旋桨模型试验时需予以特殊考虑.[方法]采用量纲分析方法,建立复合材料螺旋桨水动力与噪声性能的特殊相似关系及其换算方法.根据复合材料螺旋桨模型加工实物及其作用特点,分析可满足模型试验要求的特殊测...     

某型号天线系统模态与静力有限元分析

根据该雷达天线实体模型在风洞试验中所测得的风压分布以及在强度试验室测得的蜂窝板与单层纤维板试件的材料参数,采用了试验与理论相结合的方法,运用ANSYS分析软件,根据实体建成的有限元模型进行了静力和模态分析,不仅从理论上验证了天线是满足设计条件的,而且为今后的天线设计工作提供了有指导意义的依据。     

纳米Al2O3/MC尼龙复合材料的吸湿性能研究

采用液态原位聚合法制备了Al2O3/MC尼龙复合材料,研究了其吸湿行为.分别考察了Al2O3体积分数、介质、温度对Al2O3/MC尼龙复合材料吸湿性为的影响.结果表明,随Al2O3体积分数的增加,复合材料的平衡稀释率减小;模拟海水溶液中的平衡稀释率较蒸馏水中减小;温度的增加是该复合材料的吸湿能力增强.     

织物增强水泥砂浆中的主筋编排

模拟钢筋混凝土配筋方式,用纤维增强砂浆筋代替传统钢筋增强水泥砂浆。采用玻璃纤维编制纤维增强砂浆筋作为主筋,用芳纶纤维对其进行横向连接并织成平面织物,然后用水泥浆进行固化。接着就主筋编排方式对织物增强水泥砂浆力学性能的影响进行研究。结果表明：辫子状主筋织物增强水泥砂浆的抗折、抗压强度比交织状主筋织物增强水泥砂浆的大;在宽度和厚度方向上的主筋根数有一个最佳值,高于或低于此值,其增强效果都会下降;较细主筋的增强效果比较粗主筋的好。