摘要：仿生结构能够在一定程度上克服传统结构和材料的缺陷,从而实现高性能和功能的多样化。增材制造(3D打印)技术可以实现复杂结构的成型,从而可以制备出具有优越力学性能和更多样化功能的仿生结构。随着增材制造技术的不断发展,增材制造技术与仿生结构设计的结合越来越受到人们的关注。同时,增材制造仿生结构具有良好的力学性能和功能,在航空航天、轨道交通、机械工业、生物医学工程等领域受到关注。本文总结了近年来3D打印仿生结构的研究进展,主要集中在力学性能优化和功能方面。优化的力学性能主要包括吸能、高强度、高刚度等,而功能则与传感、驾驶、医学等有关。最后,本文对增材制造仿生结构的优势、现有研究局限性和未来发展进行了总结和展望。

摘要：对碳纤维、高强玻璃纤维和芳纶的性能进行测试,采用热熔法分别制备了中温固化高韧性环氧树脂碳纤维单向预浸料、高强玻璃纤维单向预浸料和芳纶单向预浸料。预浸料以单种预浸料铺层和不同纤维预浸料混合铺层方式铺贴组合,通过热压罐法成型复合材料层合板,进行性能测试。建立混杂纤维复合材料理论计算模型,与实测值对比。结果表明,混杂复合材料理论计算模型得到的数据接近实测值,为混杂纤维的强度设计提供理论依据。

摘要：对中温固化高韧性环氧树脂混杂复合材料力学性能进行了试验及数值模拟研究。首先,采用热熔法分别制备了碳纤维单向预浸料、高强玻璃纤维单向预浸料和芳纶纤维单向预浸料,并通过热压罐法制备单种预浸料铺层和不同纤维预浸料层间混合铺层方式铺贴组合的复合材料层合板;其次,对其拉伸、压缩力学性能进行测试,得到应力应变曲线及强度、刚度等关键性能;最后,建立混杂纤维层合板复合材料力学数值模拟模型,并引入Hashin强度准则对混杂复合材料进行失效力学性能评估,与实测值对比验证其准确性。结果表明,不同纤维预浸料的层间混杂,使混杂复合材料发挥协同效应,优化性能,且混杂复合材料理论计算模型得到的数据接近实测值,为混杂纤维复合材料的强度设计提供理论依据。

摘要：以某型号单臂塔式起重机塔身结构为研究对象,利用HyperMesh软件建立了以壳单元为主的塔身有限元模型.采用LS-DYNA软件开展了塔身不同位置的碰撞仿真研究,得到了塔身碰撞模型的能量-位移曲线、碰撞时间和侵入位移等数据信息.仿真结果表明:发生在塔身中部的碰撞危害性更大,同时对塔身的薄弱结构进行了改进设计.该研究成果有助于后期塔式起重机的设计工作和塔机防碰撞研究的开展.