摘要：为了提高金属波纹结构的承载效率,充分发挥泡沫铝在能量吸收方面的优势,设计了泡沫铝填充金属波纹三明治夹芯梁。针对波纹结构各向异性的特点,对其横向和纵向2个方向在三点弯曲载荷作用下的力学响应及破坏模式进行了试验研究。研究表明,泡沫铝的填充可以有效改变金属波纹夹芯梁的弯曲破坏模式,其弯曲刚度和峰值载荷均得到了大幅提升。和横向弯曲相比,金属波纹夹芯梁在纵向弯曲时具有更强的承载能力,且泡沫铝填充的增强效果更加显著。纵向弯曲时载荷在达到峰值后并不会突然下降而是呈现出很长的平台区,表现出更强的后屈曲承载能力。

摘要：针对现有飞机复合材料蒙皮设计难以兼顾承载性能和吸波性能的问题,凭借碳纤维预浸料独特的力电特性,基于阻抗渐变原理设计了具有优异吸波性能的梯度碳纤维阵列,赋予结构吸波性能;利用碳纤维底板优异的承载性能,进行力学性能的增强设计。通过玻璃纤维层合结构(Glass fiber laminated structure,GFLS)电磁和承载性能的双增强设计,构造了吸波/承载一体化层合结构(Integrated laminated structure,ILS)。电磁仿真和试验结果表明:结构实现了薄厚度下(94%)的吸波效果。通过吸波机制研究发现了结构的谐振频率与碳纤维宽度成反比,碳纤维宽度逐层渐变的设计使结构在较宽频段范围内产生多个相近的强吸收频点,从而实现了宽频高强吸波。弯曲性能试验结果表明,一体化层合结构的比弯曲强度和比刚度相较同尺寸的玻璃纤维层合结构分别提升了86.8%和76.3%。本文通过在玻璃纤维预浸料铺层中引入碳纤维预浸料并进行结构构型设计,可实现结构吸波性能和承载性能的大幅增强,为飞机蒙皮的轻质隐身承载一体化设计提供了一种新的解决方案。

摘要：因设计自由度高、无需模具和快速制造等优点,连续纤维增强3D打印已成为当今最具创新性的先进复合材料成型技术之一。本文综述了连续纤维增强3D打印复合材料工艺缺陷及失效行为的最新研究进展,引入了“干/湿/干湿-混合”的概念对打印工艺进行了系统性分类阐述,重点介绍了由于工艺过程引入的三种缺陷及其特点。随后,归纳了连续纤维增强3D打印复合材料的失效力学行为,并分析了引发失效的主要原因。最后,针对如何减少工艺缺陷、改善失效模式和降本增效对连续纤维增强复合材料3D打印技术的未来进行了展望。

摘要：针对现有飞行器复合材料蒙皮难以兼顾承载性能和吸波性能的问题,利用碳纤维预浸料独特的力电特性构造了碳纤维双极化吸波层合结构(carbon fiber dual⁃polarized absorbing laminated structure,CFDALS).通过在玻璃纤维层合结构中引入双向碳纤维阵列结构,赋予层合结构双极化电磁波吸收特性,同时利用碳纤维反射层优异的承载性能来增强结构力学性能.电磁仿真结果表明,该结构对TE极化电磁波在8~18 GHz频带、0°~45°入射角,同时对TM极化电磁波在5~18 GHz频带、0°~60°入射角下平均吸收率均达到90%以上.三点弯曲仿真结果表明,结构在实现双极化电磁吸波的同时,在碳纤维阵列两个排列方向上表现出较高的比弯曲强度、比弯曲刚度.通过在玻璃纤维预浸料中引入双向排列的碳纤维预浸料并进行一体化设计,在结构具备双向优异承载性能的同时实现了双极化电磁吸波性能的显著增强,为飞行器蒙皮隐身承载一体化设计提供了一种新的解决方案.

摘要：轻量化及多功能一体化设计成为武器装备性能提升的迫切目标需求,以金属点阵和金属泡沫为代表的金属多孔材料由于具有超轻、超强、高能量吸收率及多功能可设计性等优点得到了广泛的重视,但金属点阵结构的屈曲及泡沫金属的低强度问题成为制约其工程应用的瓶颈。通过将泡沫金属填充到金属点阵孔隙中的方法获得3种不同几何构型的多层金属多孔复合结构——泡沫铝填充双层金属波纹板,并对其承载及能量吸收特性进行了面外压缩实验研究。研究表明新型金属多孔复合结构单位质量峰值压缩强度及单位质量能量吸收可分别高达其对应的空心结构的9.3及21.8倍,甚至和泡沫铝这一优异吸能材料相比仍可分别提高19%和20%。耦合增强机理表明正是泡沫铝的填充改变了波纹芯体的屈曲变形模式,使其转化为更为复杂高阶的屈曲变形模式,产生耦合增强效应,从而引起强度及能量吸收效率的大幅提升。

摘要：专业课程是课程思政建设的基本载体。力学类专业课程思政建设应当立足课程自身的特点,以工程伦理教育、大国工匠精神、使命担当等为导向,通过合理合适的教学设计将思政元素有机融入专业课程教学过程中,达到润物无声的育人效果。本教学团队遵循“价值塑造、知识传授、能力培养”三位一体的教育理念,围绕航空专业课程教学目标,借助“西工大现象”事例,以三门课程教学实践为实例进行教学改革探索与实践,在教学内容、教学设计、考核方式等方面探索性地对专业课程教学进行改革,旨在将思政元素渗透性、浸润性地融入工科专业课程中,培养学生爱国主义情怀与对科学不懈追求的精神,提升学生的民族自豪感与文化自信,培养学生矛盾统一的辩证思维,塑造学生正确的人生观、价值观、工程伦理观。分享力学专业课程的改革路径,希冀对推进专业课程思政教学实践有促进作用。

摘要：传统天线安装在飞行器上会产生增大飞机雷达截面积(RCS)、影响气动性能等问题,严重影响飞行器性能,因此,天线与飞行器结构进行一体化设计是未来机载天线的发展趋势之一。本文通过将玻璃纤维复合材料(FR-4)格栅结构与微带天线进行复合,提出了一种辐射/承载一体化天线设计方案,设计了格栅夹芯天线和泡沫填充格栅天线。通过电磁仿真和测试表征了两种天线结构的辐射性能,其工作频段均在12.65~12.85GHz之间,增益均大于10dBi。面外压缩试验结果表明,通过在格栅夹芯天线填充泡沫,可有效地提升原结构的承载特性和能量吸收特性。本文提出的一体化天线结构有效地提高了结构效率,在工程应用中可替换飞行器中现有夹芯结构,进一步扩展一体化结构的应用空间。