摘要：为了研究铺层角度对头盔壳体用碳/芳纶混杂纤维复合材料力学性能的影响,根据所测量的织物在头盔曲面上的最终取向,采用RTM工艺,设计制备了碳纤维织物单向取向为0°、5°、12°、32°、45°、75°、80°、85°的8种复合材料层板,研究铺层角度对其拉伸和弯曲性能的影响。结果表明:在0°铺层时试样的拉伸强度和模量达到最大,分别高出45°铺层试样88.16%和103.42%;在0°铺层时试样的弯曲强度和模量达到最大,分别高出32°铺层试样34.88%和43.97%;拉伸强度和模量、弯曲强度和模量随铺层角度增大呈先减少后增加的趋势;试样的拉伸断口随铺层角度变化,破坏方式主要有基体开裂、纤维断裂和抽拔,弯曲破坏方式主要为沿经纱方向基体开裂。

摘要：针对3组不同铺层角度的复合材料T700/MTM28 C型柱试件,进行轴向压溃试验获得其载荷-位移曲线。基于初始峰值载荷、平均压溃载荷、比吸能及载荷效率,研究铺层角度对其压溃变形模式及吸能特性的影响。结果表明:C型柱试件发生渐进式压溃破坏,呈现层间开裂、弯曲折断、局部屈曲以及剪切破坏等多种宏观失效方式。[0/90]3s铺层试件的吸能量最高,[45/90/-45/0]3铺层试件的吸能量次之,[45/-45]3s铺层试件的吸能量最低,通过合理设计铺层,在±45°铺层中加入0°与90°铺层能够有效提升吸能特性。

摘要：铺层角度偏差在预浸料铺放过程中难以完全避免,且随机地发生在任意一层或多层预浸料片上。针对性地研究铺层角度偏差对典型曲面复合材料层合板形面轮廓的影响程度和应对方法是有工程应用意义的。在复合材料层合板总厚度相同的条件下,设计了六组准各向同性铺层顺序,通过有限元分析、概率论方法及典型层合板成型验证的方法,研究了单层、两层、多层铺层角度偏差对曲面层合板形面轮廓图形演变及精度影响规律,获得单向预浸料铺层层合板形面精度提高的控制要点。研究结果表明:铺层角度偏差发生在外层比在内层对层合板形变精度影响大,层合板形面精度随着铺层角度偏差的增大而降低;铺层角度偏差直接引发层合板的马鞍形形面变化,将铺层角度偏差控制在0.25°以内可以有效地抑制层合板的马鞍形形面的产生;适当降低预浸料单层厚度,增加铺层角度和总铺层数量,可有效地降低铺层角度偏差对限定总厚度层合板形面精度的影响。

摘要：基于真空辅助成型工艺,研究铺层角度对苎麻织物增强环氧树脂复合材料力学性能的影响,并将该铺层设计应用在复合材料桥梁模型上。结果表明:当铺层方式为纬向铺层(90°)时,复合材料的拉伸强度最大,为73.5MPa;经纬交叉铺层(0°/90°)时,为72.4MPa。当铺层方式为经纬交叉铺层时,复合材料的拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和剪切强度皆为最大,分别为3.8GPa、108.2MPa、5.0GPa和21.7MPa。综合拉伸、弯曲、剪切性能,经纬交叉铺层复合材料力学性能最优。苎麻纤维复合材料桥梁的最大载荷为8.79kN,载荷质量比为12.08。

摘要：运用ABAQUS的二次开发语言对复合材料定向管进行参数化建模,通过火箭弹发射过程的瞬态动力学分析对复合材料定向管的铺层角度进行优化设计,以提高其结构强度。设计过程中利用优化软件iSIGHT集成有限元分析软件ABAQUS,采用多岛遗传算法和序列二次规划法相结合的优化算法,进行瞬态动力学的优化。经过优化设计,得到了合理的铺层角度,使复合材料定向管的强度性能有了显著提高。

摘要：为了提高卫星探测器蜂窝板的动态性能,将蜂窝板中的蒙皮和支撑结构采用复合材料设计。对蒙皮和支撑结构设计了六种复合材料铺层方案,并与常用的铝材结构进行分析对比,利用大型通用有限元分析软件ABAQUS,通过对复合材料件及蜂窝板整体结构的动态性能分析,研究铺层角度对蒙皮、支撑结构及整体蜂窝板刚度的影响,确定了最佳方案,满足航天飞行器基频设计要求。研究工作为蜂窝板的结构优化设计提供了理论依据,对同类航空结构的设计也有很好的借鉴作用。

摘要：为了研究在高速冲击作用下,铺层角度和弹头锥角对CFRP层合板抗侵彻性能的影响,首先基于正交各向异性本构关系和二维Hashin失效准则在ABAQUS中建立锥形弹头高速冲击CFRP层合板的有限元模型;其次通过改变CFRP层合板的铺层角度和弹头的锥角大小,分析二者对CFRP层合板的弹道极限速度、侵彻状态和损伤面积的影响规律。研究发现,在保证单层板厚度不变的情况下,弹头极限速度与铺层角度并非线性关系,其中[0°/45°/90°-45°]3的铺层方式更能提高层合板的抗侵彻性能。该研究为CFRP层合板结构设计提供了参考思路。

摘要：作为风电机组的核心部件,叶片的性能将直接影响风力机的安全、稳定运行.为发挥复合纤维的可设计潜力,提高叶片的刚度,对其铺层参数开展优化设计.以叶片最大位移为目标函数、铺层角度为设计变量,考虑对称性制造约束,建立了优化问题的数学模型.应用PYTHON语言对ABAQUS软件进行二次开发,采用遗传算法对模型进行求解计算,得到了优化的叶片铺层方案.结果表明:优化后叶片的最大位移降低了6.86%,刚度性能得到提升,验证了该方法的可行性和有效性.

摘要：与传统的金属螺旋桨相比,碳纤维复合材料螺旋桨具有低振动、低噪音、轻质高效、耐海水腐蚀和易维修等特点。然而由于复合材料各向异性,碳纤维复合材料螺旋桨铺层角度对其性能有较大影响,因此,首先在Fluent中对螺旋桨进行桨叶压力分析,得到在设计工况下螺旋桨桨叶表面压力;其次对碳纤维复合材料螺旋桨进行铺层设计,得到了几种铺层方案,求解分析得到了铺层角度与碳纤维复合材料螺旋桨桨叶最大位移的关系;最后考虑到螺旋桨几何特征,对设计铺层方案的主铺层角进行了修正,修正作用使桨叶变形范围更大,为复合材料螺旋桨铺层角度设计提供了参考。

摘要：为了探究铺层角度对二维编织复合材料力学性能的影响规律,针对不同铺层角度纤维方向的试样进行了拉伸、弯曲和简支梁冲击性能试验来对比其力学性能。实验结果表明,铺层角度明显地影响其力学性能,其中二维编织复合材料沿[(0,90)]铺层试样相较于[(±45)]试样,拉伸强度提升了3.72倍,能够承受的最大弯曲载荷提升了2倍,而耐冲击性提高1.67倍,为编织复合材料车身覆盖件的设计提供了试验基础。