摘要：为研究钉孔过盈配合情况和紧固件预紧力及二者混合作用对复合材料连接强度的影响及其机制,提出了一种基于试验验证的有限元方法,在有限元模拟结果与两组不同配合复合材料与钛合金单剪双钉连接拉伸试验吻合良好的基础上,进一步模拟6种不同螺栓预紧力和7种不同钉孔配合模式的组合,共42种不同情况的结构承载能力。通过对模拟结果的分析发现:一定的干涉配合值和预紧力虽然可能导致钉孔周围在受载较小时提前出现较小破坏,但在载荷较大时反而可以改善孔周的接触条件,从而减小孔周的纤维破坏范围,并最终提高连接结构的破坏载荷。而且钉孔配合情况和螺栓预紧力对连接结构承载能力会相互影响,即在不同钉孔配合情况下所得到的紧固件预紧力优化值会有所不同,反之亦然。因此在进行复合材料机械连接结构承载能力优化时,必须同时考虑不同参数的影响,才能获得最优的结构设计。

摘要：以开发具有竞争力的国内某新型轿车密封条加工设备为主要目的 ,将并行设计思想应用于此设备的概念设计阶段 ,建立起基于并行工程的密封条生产设备的概念设计分析模型 ,并在此模型的基础上 ,采用树 (图 )的形式对各设计环节 (功能、性能等 )加以具体描述 ,设计出基于并行工程的实施方案。实际应用表明 。

摘要：为了分析受载复合材料角片在弯角区域的应力分布特征,建立了受载复合材料弯角的有限元模型.通过对一组复合材料弯角结构进行准静态拉伸试验,并通过对比载荷-位移曲线、载荷-应变曲线、失效模式和失效位置等力学响应,验证了有限元模型的正确性.应用所建模型,分析了复合材料角片弯角区域沿轴向、径向和宽度方向的应力分布特征,以及角片厚度对弯角区域应力分布特征的影响.结果发现:受载复合材料角片的主要失效模式是弯角区域分层,受载时材料内部面外剪应力相对较低,分层主要受面外正应力影响;对于所分析的14层复合材料角片,分层起始位置沿径向比较靠近内部圆角处、沿周向位于29°处、沿宽度方向位于中面处;随角片厚度的增加,其承载能力提高;角片越厚,在厚度方向上分层起始位置从绝对距离上说越远离内角,但是此分层起始位置至内角的距离与板厚的比值越小;角片越厚,其分层起始位置越靠近加载端.

摘要：由于飞机飞行过程持续遭受振动载荷,设计中广泛采用具有自锁功能的开槽螺母-螺栓连接副以防螺栓的松动和夹紧力损失。研究开槽螺母-螺栓连接副的拧紧特性,对保证连接结构的力学性能、安全性和可靠性具有重要意义。对开槽螺母拧紧工艺开展了理论分析,修正了其夹紧力-拧紧力矩关系公式。试验研究了开槽螺母型号、被连接件材料、润滑条件以及重复拧紧次数等条件对拧紧特性的影响。研究结果表明,NASM14144开槽螺母相较于高度较低的NASM14145开槽螺母,预置力矩提升了125.9%,而扭矩系数稍有降低;饱和润滑方式能有效降低扭矩系数及其波动性,螺母-连接板贴合面润滑的效果次之;重复拧紧过程使得NASM14144螺母的预置力矩降低、扭矩系数明显升高,而NASM14145螺母的拧紧特性并未显著改变。

摘要：Nomex蜂窝芯体材料的结构复杂性与正交各向异性力学性能给设计和分析带来诸多不便。基于简化的Kelsey模型表征单元,建立了考虑Nomex纸厚度与表面酚醛树脂厚度的有限元分析模型,用于获取Nomex正六边形蜂窝的面外宏观剪切模量。通过对Nomex纸进行拉伸试验,获得了Nomex纸纵向和横向的杨氏模量值。参照ASTM C273标准,开展了Nomex蜂窝芯体材料剪切性能的试验研究,并将分析结果与试验结果进行对比,验证了分析模型的有效性,所发展的有限元模型可用于预测Nomex蜂窝的宏观面外剪切模量,也可用于Nomex蜂窝材料设计分析。

摘要：为了探究复合材料帽型加筋板在受到冲击损伤后抗弯刚度折减和强度降低的情况,以及对筋条R区填充捻子条的影响,在无损伤情况和预制特定冲击损伤情况下对两种构型的帽型加筋板进行四点弯曲试验。借助超声无损探伤设备检测损伤情况,并分析试验件载荷-位移曲线和应变等信息。结果表明:冲击损伤影响了复合材料帽型加筋板在承受弯曲时的刚度强度以及损伤扩展过程,在帽型加强筋R区填充捻子条可以提高加筋板的抗弯刚度和初始破坏载荷,但弯曲性能受冲击损伤影响更大。本研究可为飞行器、船舶、汽车的复合材料结构设计提供参考依据。

摘要：密封条加工系统的设计 ,是一个涉及到多个目标的优化过程 ,它受到多种因素的影响。采用定性与定量相结合的统一处理方式 ,建立了难以用数学模型定量描述的多目标、多因素决策系统的数学模型 ,解决了加工质量、效率、加工系统可靠性、可重构性和成本之间具有的矛盾性和不可公度性 ;提出并应用一种实际操作性强的方法 ,确定了各个目标的权值 ,最终应用 TOPSIS法的原理得出系统设计的优选方案。

摘要：In order to analyze the influences of the different tool’s shape and surface conditions (such as different coated and material) and their interaction on the cutting temperature, a coupled thermo-mechanical finite element analysis (FEA) model of plane-strain orthogonal metal cutting process is constructed, and 16 simulation cases with 16 different types of tools, which cover 4 rake angles, -10°, 0°, 10°, 20°, and 4 friction coefficient values, 0, 0.1, 0.2, 0.3 in the same cutting condition (cutting depth and cutting speed) have been performed. Finally the simulation results are analyzed according to the variance analysis method (VAM) of orthogonal array designs (OADs), the relationships between the rake angle, tool-workpiece interface’s friction coefficient and their interact effect to the maximum temperature value and the temperature field of the chip are obtained. This result has some instructive meaning to analyze the causes of the cutting temperature and to control the maximum temperature value and the overall temperature field in the metal cutting process.

摘要：为研究飞机复合材料曲板的失效过程与失效模式,对一组复合材料弯角试验件进行了准静态拉伸试验.同时基于ABAQUS软件及其USDFLD子程序,考虑复合材料的渐进损伤特征,建立了受载曲板的有限元模型,分析弯角区的应力分布特征.研究发现:数值仿真能够较准确的模拟弯角结构的受载过程,模拟结果与试验结果吻合较好;结构受载过程中,在弯角区域发生分层破坏,随着载荷的增大,分层沿着周向和径向都有扩展;随着外加载荷的增大,弯角区域的最大法向应力的位置逐渐移向加载端.