轻质高强多功能点阵夹层结构研究进展

根据材料类型和点阵结构,对点阵夹层结构进行了分类简述,并从静态、动态力学性能上,分析了各类点阵夹层结构的优缺点。简要叙述了设计过程中,综合考虑材料、结构以及功能等影响因素,针对不同使用工况的要求,可对各影响因素进行匹配设计,以实现传热特性、电磁波屏蔽特性、声学特性等不同的功能性需求。然后介绍了复合点阵夹层结构(嵌锁组装、模具热压成形、穿插编织)和金属点阵夹层结构(冲压成形、挤压线切割、拉伸网折叠、搭接拼装、熔模铸造以及增材制造)的主要制造工艺。最后提出如何将设计因子与多目标进行匹配及优化设计,是轻质高强点阵夹层结构的重点研究方向,轻质高强点阵夹层结构将朝多材料及多结构复合方向发展,开发新的制造工艺,提高费效比,是点阵夹层结构材料需解决的问题。     

粘弹性阻尼层减振与动力吸振技术对比研究

目的 实现结构振动最优控制目标.方法 基于振动控制的需求,以工程上典型的九宫格薄板为被控对象,选取合理的安装位置,通过有限元仿真进行附加粘弹性阻尼层和动力吸振器的抑振效能对比研究.结果 附加动力吸振器较附加阻尼层最大可实现69.2％的减幅比.结论 符合最优参数设计的动力吸振器在共振频率附近抑振效果更好,但粘弹性阻尼材料...     

活性炭/铁氧化物磁性复合吸附材料的制备及去除水中酸性橙Ⅱ的研究

为获得同时具有优良的吸附特性和磁分离性的吸附材料,把活性炭和铁氧化物进行复合,得到活性炭/铁氧化物磁性复合吸附材料.吸附饱和后,用简单的磁分离工序即可把该吸附材料从溶液中快速分离出来.用共沉淀法制备了活性炭与铁氧化物质量比分别为3∶2和3∶1的磁性复合吸附材料,并用磁强计、BET比表面测定仪、XRD和扫描电镜对其进行了表征.考察了制备温度对复合吸附材料磁性的影响,研究了磁性复合材料吸附去除水中偶氮染料酸性橙Ⅱ的动力学、等温线及pH的影响.结果表明,不同温度条件下制备的复合吸附材料均有良好的磁性能,铁氧化物的存在对其比表面或者孔结构影响不大;活性炭铁氧化物磁性复合吸附材料对偶氮染料酸性橙Ⅱ的吸附动力学和吸附等温线也表明铁氧化的存在对活性炭的高吸附能力没有影响.     

信息和动态

<正>第七届全国噪声与振动控制工程学术会议于1996年6月11～14日在上海同济大学召开这届会议主题是“发展噪声与振动控制技术,提高噪声控制质量”.研讨内容较为集中的是大型设备的隔振设计与隔振器;住宅建设中的隔声隔振;道路声屏障的设计研究;微穿孔板吸声结构的开发应用;有源噪声与振动控制;计算机在噪声与建筑声学领域的应用;新材料新结构介绍等.日本NDC公司铝粉沫金属吸声板、美国JBL公司各类音响、香港嘉兆公司模态分析等引起与会代表的极大兴趣.八届会议拟于1999年召开.     

动量轮诱导的卫星地面微振动特性研究以及在轨仿真分析

目的探索整星微振动传递特性及其影响因素,为降低或控制微振动对卫星相机成像质量的影响提供手段。方法利用某卫星结构,在卫星固支与悬吊两种边界状态下,开展不同动量轮转动组合状态的地面微振动环境试验。根据试验数据,分析从振动源到相机的传递比、卫星固支与悬吊的差异、卫星结构与转动部件分别对振动谱的贡献。利用卫星有限元模型,通过修改地面模型、添加组件等方式使其符合在轨状态,从而开展在轨微振动仿真分析。结果得到了动量轮各工作状态下的星上微振动加速度环境数据。根据数据分析结果,卫星边界固支与悬吊都附加了低频的振动,而星上微振动在动量轮转动频率外更包含了卫星结构的耦合振动。从振动源到相机的微振动传递都具有衰减特性,传递比为0.03~0.475。微振动仿真分析给出了相机微振动转角和影响。结论相机的微振动主要取决于最大扰动的动量轮。从振动源到相机的微振动传递中,传递界面的阻尼对微振传递比影响较大,其次为距离的影响。根据此卫星微振动传递特性提出了的微振动抑制手段有效降低了相机处的微振动大小。在轨状态仿真结果显示太阳翼低频振动耦合引起相机约0.1像素的振动。     

沉箱结构体对水体原生动物种群的影响研究

针对天津外环河富营养化现状,采用微宇宙结构控制试验技术与正交试验分析方法,研究沉箱微宇宙控制因素对原生动物数量和种类的影响,共观测到各类原生动物9种,其中鞭毛纲3种,纤毛纲4种,肉足纲2种。夏季的优势种群为纤毛纲+肉足纲+鞭毛纲,而秋季的优势种群为鞭毛纲,原生动物种群的此类变化说明了这种结构控制体对夏秋季原生动物的影响有着显著的自然调控作用。结果表明最佳沉箱微宇宙结构体的控制条件是箱体为陶粒箱,基质为页岩,植物为金钱蒲+雨久花的结构组合;同时箱体材料、基质种类和植物配置在夏秋两季对原生动物数量的影响均为极显著。     

蜂窝夹层结构及其在直升机噪声控制上的应用

介绍了传统蜂窝夹层结构,它是由蜂窝芯材耦合面板/薄膜组合而成,具有优异的降噪特性。为进一步提升蜂窝夹层结构的降噪性能,结合多孔吸声原理及“吸/隔声结构功能一体化”概念,将多孔吸声材料填充至蜂窝芯中,形成了基于多孔吸声的蜂窝夹层结构,但中、低频降噪性能较差。结合微穿孔板、亥姆霍兹共振理论,开发了基于共振吸声的单自由度蜂窝夹层结构,由蜂窝芯材耦合穿孔面板/薄膜组合而成,提升了中、低频降噪特性,但是依旧存在降噪频带过窄的问题,只能在某段特定频率范围内表现出良好的降噪特性。为此,研发了基于共振吸声的多自由度蜂窝夹层结构,利用各层穿孔面板/薄膜和蜂窝结构特性,实现了不同频率噪声控制。最后总结了蜂窝夹层结构在国内外直升机被动噪声控制上的应用情况,展望了新型蜂窝夹层结构的发展趋势。     

大型航天器结构-控制-光学一体化建模与微振动响应快速计算方法

目的控制大型航天器一体化模型的计算成本。方法分别使用状态空间法和附加刚度法建立结构-控制-光学一体化模型,并求解微振动响应。使用稀疏矩阵LU分解法和迭代法求解线性方程来加速微振动响应的求解速度。结果对某大型航天器建立一体化模型,并求解微振动响应,总耗时10.35 s,其中使用迭代法计算2794个频率点耗时7.20s,使用稀疏LU分解法计算6个频率点耗时3.15s。结论数值算例证明了该方法的高效性,是适用于实际工程中大型航天器微振动预示的高效算法。     

振动离心复合试验系统发展概述

以电动振动台和压电激振器与离心机复合发展为主线,系统总结了以离心机为主体的振动离心复合环境试验系统发展历程以及国内外发展现状,重点介绍了电动振动台与离心机复合的关键技术及难点。最后介绍了振动离心复合环境试验系统发展趋势及展望。     

振动-噪声复合试验控制技术研究

目的解决振动-噪声复合试验中的几个控制问题,提高再入飞行动力学环境地面模拟试验的准确性。方法对振动-噪声复合试验控制原理和载荷特征进行分析,并用试验的方法对振动-噪声复合试验实施过程中两种载荷的相互影响进行测定,用统计方法对影响程度进行评估。结果振动台运行噪声对噪声控制的结果基本无影响,噪声对振动控制结果的影响程度与控制点位置有关。噪声场中振动传感器的测量本底会明显升高,试验实施过程中应尽量将传感器安装在产品内部。结论振动-噪声复合试验中2种载荷对彼此控制的影响可能会对试验结果产生影响,但只要试验设计合理,这种影响可控制在可接受范围内。     

环境因素对长航时无人机机体结构复合材料的影响

从环境因素对复合材料作用和大展弦比结构影响等方面分析了长航时无人机机体结构复合材料在服役环境中的损伤。结合目前国内外研究现状,扼要叙述了环境因素对长航时无人机机体结构复合材料的影响研究领域当前的主要需求,提出了针对未来研究工作的若干建议。包括应以长航时无人机机体结构典型碳纤维增强树脂基复合材料和涂层体系为主要研究对象,开展跟随无人机的暴露试验和实验室模拟加速试验,研究复合材料在环境和载荷耦合作用下的力学性能变化,确定机体结构典型复合材料的损伤规律等。     

陶瓷基复合材料连接结构失效分析方法

目的分析陶瓷基复合材料的结构强度。方法围绕C/SiC陶瓷基复合材料连接结构失效分析问题,提出模量突降和渐进损伤两种分析方法,基于Abaqus软件平台编写UMAT有限元分析子程序,结合试验数据分析多种不同失效准则在陶瓷基复合材料结构强度分析中的适用性。结果基于改进三维Hashin失效准则,针对典型C/SiC复合材料连接结构进行了失效行为计算,获得结构的失效模式与试验结果规律一致,破坏载荷的预测误差在10%以内。结论通过与试验结果的对比分析,验证了两种方法的有效性,研究方法能够为高超声速飞行器、天地往返飞行器复合材料热结构的强度分析提供技术支撑。     

金属基体复合材料圆锥壳的材料参数识别及动力学敏感性研究

目的 研究以金属作为基体的碳酚醛复合材料圆锥壳的动力学特性,基于模态实验建立复合材料参数优化识别方法。方法 通过建立金属基体复合材料圆锥壳结构的动力学模型,表征各层材料参数对结构动力学特性的影响。开展典型铝合金-环氧胶-碳酚醛圆锥壳自由模态实验,在模态实验结果基础上,采用数值仿真开展复合材料参数识别,并采用响应面优化法研究获得材料参数的全局最优解。最后,开展结构模态对复合材料参数的敏感性分析。结果 基于拉丁超立方抽样和多项式代理模型,建立了多层复合圆锥壳的高效代理模型。对于[0, 90]S铺层的复合材料圆锥壳结构,前5组模态频率参数对E11最敏感,对v23最不敏感,剪切模量的影响介于拉伸模量及泊松比之间。结论 建立了针对各向同性-正交各向异性材料组合的多层复合圆锥壳结构的动力学模型及参数识别方法,可为结构动力学设计提供参考。     

热塑性复合材料高速冲击时不同失效模式对比分析研究

目的准确地对热塑性复合材料前缘结构进行抗鸟撞冲击设计。方法首先基于刚度退化、材料塑性及应变率影响的复合材料本构关系,通过霍普金森拉-压杆测试得到热塑性复合材料的动力学性能参数。基于不同的失效模式,采用PAM-CRASH显式有限元法,针对运输类飞机热塑性复合材料机翼前缘结构在高速冲击时的破坏形式进行对比分析研究。结果热塑性复合材料较其他复合材料在临界拉伸损伤极限值和纵横向及屈服应力的率相关性上具有更好的性能。冲击分析时,失效应变应考虑材料破坏瞬间的强化效应。剪切应变取值为0.1左右时,前缘结构计算仿真失效的结果与试验结果一致性较高,应变误差仅为6.2%,破坏尺寸误差为4.9%。结论在复合材料失效参数较复杂的情况下,抗冲击设计可将拉伸、压缩、剪切及层间失效等多目标优化设计简化为等效剪切应变失效的单目标优化,此方法可推广应用于其他类型复合材料的抗冲击设计。     

表面防护技术对混凝土结构耐久性能的影响

碳化及其导致的钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土耐久性的重要因素。比较了混凝土表面浸渗、涂料涂覆及浸渗＋涂覆复合防护3种表面技术,开展了对混凝土防护的研究。通过碳化试验、紫外/冷凝加速气候老化试验以及混凝土内置钢筋电化学测量等检测手段,研究了3种表面防护技术对混凝土保护性能影响。结果表明,采用硅烷浸渗＋水性氟碳涂层的复合浸涂处理,可明显提高钢筋砼结构耐久性。     

充填型溶洞中地下工程支护结构设计及施工技术研究

以某大型地下工程的设计、施工、监测为实例背景,系统介绍了富水、充填型溶洞的处理方法。在超前地质预报工作的基础上,结构设计采用超前注浆堵水、初期格栅钢架喷砼网支护、二次现浇钢筋砼衬砌的复合式衬砌方案。掘进采用中隔墙法开挖,并设置泄水洞辅助减压,取得了较好的效果。     

先进增强结构仿真分析与实验研究

目的 研究先进增强结构受载条件下的应力分布特点.方法 开展先进增强结构有限元仿真分析,模拟先进增强结构在单轴载荷作用下的应力应变特点,同时开展先进增强结构力学试验.试验以0.02 mm/s的速度匀速加载至20 kN,采用应变检测方法获取先进增强结构复合材料结构和金属基体结构的应力应变大小,对比分析有限元和试验结果.结果...     

复合材料尾翼前缘结构抗鸟撞仿真及试验验证研究

目的 依据适航条款25.631的要求,对飞机复材尾翼前缘结构抗鸟撞能力进行仿真分析及试验验证。方法 根据复材鸟撞仿真计算的需要,建立了获取复材动态力学性能参数的试验矩阵,开展了复材动态力学性能测试及本构模型参数标定。应用标定后的复材本构模型参数,对尾翼前缘结构的抗鸟撞能力进行了仿真分析,同时开展了试验验证。结果 试验结果与仿真结果良好的一致性,表明建立的鸟撞数值仿真模型能够较合理地预计尾翼前缘结构的损伤。结论 建立的试验证矩阵和经试验验证过的复材鸟撞仿真分析方法对飞机结构抗鸟撞设计具有一定的指导作用。     

ACF的结构及其滤材特性的研究

根据活性炭纤维与颗粒状活性炭的平行实验，对比了ＡＣＦ与ＧＡＣ的物化特性和基本结构，以说明ＡＣＦ作为新型环境功能材料的特点，在实验室建立的流动法测定材料吸附特性的系统中，对ＡＣＦ在不同流量下对不同上游浓度污染气体（ＮＨ３）的吸附性能进行了测定，获得了ＡＣＦ的穿透曲线，对其吸附性能与吸附床流量和上游浓度进行了相关分析，并对以ＡＣＦ为滤料的空气过滤器的除污性能进行了测试。