摘要：本文以水下1000 m复合材料耐压舱为研究对象,针对技术指标要求,对耐压舱进行复合材料夹层结构设计,通过有限元计算、铺层的多次迭代设计和结构校核,最终设计了带有内环筋,隔层面板和泡沫这种特殊“三明治”夹芯结构的碳纤维复合材料耐压舱,重量较铝合金结构减重40%。对制备的耐压舱试件进行15 MPa外压试验考核。试验结果表明,制备的复合材料耐压舱在使用条件下未发生渗水及结构破坏,能够在实现减重的同时满足使用要求,设计的复合材料夹层结构安全可靠,为未来水下耐压舱体的设计提供一定的参考依据。

摘要：为了解夹层结构在冲击载荷作用下的防护性能,通过回顾对夹层结构冲击动力学研究进展,分别从理论建模方法、变形失效、流固耦合效应、芯层结构形式及设计参数五方面对其进行分类论述;并对研究进行总结、对今后研究方向进行展望。

摘要：设计了聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫、交联聚氯乙烯(X-PVC)泡沫、NOMEX蜂窝、缝合PMI以及开槽PMI泡沫等形式的玻璃布面板夹层结构复合材料,研究了芯材种类和厚度、面板玻璃布层数以及缝合和开槽等因素对夹层结构低速冲击性能的影响。结果表明,PMI泡沫芯较X-PVC泡沫芯和NOMEX蜂窝芯具有更高的冲击破坏载荷和吸收能量。随着泡沫密度及面板厚度的增加,夹层结构复合材料的冲击破坏载荷和破坏吸收能量增大。合理的缝合和开槽,能够增加PMI泡沫夹层结构的强度、刚度及界面性能,提高冲击承载能力。

摘要：为提高夹层结构的抑振特性,开展了基于主动温控变阻尼技术的夹层结构振动控制方法研究。基于高分子聚合材料在玻璃化转变区的高阻尼特性,提出了一种针对夹层结构高分子聚合芯材进行温度控制,增大其损耗因子以提高结构阻尼的技术途径。根据此技术途径设计了以聚氨酯改性环氧材料为芯材,中间铺设加热膜的温控夹层梁。开展了不同控制温度下夹层梁的振动响应试验研究并探讨了温度对夹层梁弯曲刚度的影响规律,试验结果表明,当将夹层梁温度控制在玻璃化转变温度(Tg)左侧附近时,夹层梁的振动响应可较常温状态下降低8.85 dB,证明了所提出的主动温控变阻尼技术具有良好的抑振效果。

摘要：为分析运载火箭整流罩锥壳夹层结构不确定性对结构热稳定性的影响并指导结构的轻量化设计,建立整流罩前锥段夹层圆锥壳模型,并建立温度场模型,据此对圆锥壳开展热稳定性分析,推导力热联合载荷作用下整流罩前锥段夹层结构失稳临界轴压。在此基础上,针对主要不确定性因素,开展灵敏度分析并建立区间不确定性优化模型,采用区间可能度方法将其转化为确定性问题,并采用遗传算法-区间分析算法(GA-CIAM)实现结构优化设计。计算结果表明:考虑气动力/热载荷及材料参数不确定性影响,对整流罩前锥段结构开展优化设计,在满足设计要求的前提下,有效实现结构轻量化。

摘要：基于均匀化计算理论结合结构构型设计和材料构型设计,建立以声辐射功率为目标的两尺度材料/结构协同优化模型,针对夹层结构声学设计问题,开展了声辐射特性拓扑优化研究。分别给出了声辐射功率对宏观和微观设计变量的灵敏度,结合移动渐近线法(MMA)实现了材料/结构两尺度设计。结果表明,声辐射功率两尺度优化改变了夹层结构各阶主振型的形状和顺序,同时也改变了被激发的振型。此外,算例研究了激励频率和约束对优化结果的影响以及声辐射功率目标优化的特殊现象。

摘要：聚甲基丙烯酰亚胺(Polymethylimide,PMI)泡沫夹层结构特有的性能优势使其广泛应用于航空航天领域。为推动PMI泡沫夹层结构的稳定化、系列化和高性能化,本文系统地综述了面向全生命周期的PMI泡沫夹层结构设计与制造技术的研究现状与发展趋势。首先,总结了PMI泡沫及其夹层结构的性能和应用现状,分析了PMI泡沫夹层结构的市场需求。然后,概述了面向全生命周期的PMI泡沫夹层结构关键技术现状,包括PMI泡沫研发、结构设计与分析、结构固化成型、维修及维护。最后,展望了PMI泡沫夹层结构的发展趋势,以期为该领域后续的研究工作提供参考。

摘要：对6种铝泡沫夹层结构的抗爆炸性能进行了有限元分析,从变形模式、运动响应和吸能特性等方面对比研究了6种夹层结构的动态响应特性。结果表明铝合金-铝泡沫-高强度装甲钢夹层复合结构的抗爆炸性能最优,且铝泡沫芯体密度对夹层结构的动态响应有较大影响。应用自适应响应面方法,建立了典型夹层结构的基于动力有限元分析的优化设计模型,对夹层结构的面板、背板、芯体厚度进行了整体优化,使铝泡沫夹层结构的抗爆炸性能明显改善,这对抗爆炸结构的工程设计具有一定指导意义。

摘要：提出一种基于夹层结构的偏振无关1×2定向耦合型解复用器,用于分离1310 nm和1550 nm两个波长.通过合理选择夹层结构芯区的折射率及波导间隙,可以调节同一波长两个正交偏振模的耦合长度相等,实现偏振无关;通过合理选择夹层结构波导宽度,可以使两个波长分别从不同输出波导端口输出,实现解复用功能.运用三维有限时域差分法进行建模仿真,对结构参数进行优化,并对器件性能进行了分析.结果表明:该器件定向耦合波导的长度为23μm,插入损耗低至0.1 dB,输出波导间的串扰低至–26.23 dB,3 dB带宽可达290 nm和200 nm.另外,本文提出的器件采用Si3N4/SiO2平台,可有效减小波导尺寸,提高集成度,不仅实现了偏振无关,而且结构紧凑、损耗低,在未来的集成光路中具有潜在的应用价值.

摘要：结合滚动轴承的振动特性，根据高聚物复合材料的应变－应力迟滞响应，对钢和高聚物复合材料夹层结构进行了减振降噪分析，文中还给出了振动测试的结果，从而进一步证实了这种结构具有较强的减振降噪能力，为在工程中的设计应用提供了理论依据。国内外文献中未见以钢和高聚物夹层结构作滚动轴承外圈的报道。