关键词： 机翼   复合材料   有限元分析   结构强度   无人机  

摘要： 针对某型亚音速无人机的承力要求,为评估机翼的刚度和强度,在CFD软件中对无人机进行了三种工况下的气动性能分析,并将CFD软件计算所得的压强作为外载荷施加在机翼表面,在有限元软件中对机翼进行强度校核。研究结果表明,翼面压力、机翼的变形和应力、机翼填充泡沫的应力均随着侧滑角的增加而增大,翼梁的应力则反之。机翼的变形量不大于半翼展长度值的5%;机翼蒙皮、翼梁和机翼填充泡沫的最大应力分别为62.68、14.3和0.95MPa,均小于材料的许用应力,机翼各结构的强度和机翼的整体刚度满足设计要求。

关键词： 聚苯硫醚   复合材料   力学强度   摩擦学性能  

摘要： 为解决聚苯硫醚(PPS)质脆问题,进一步提升其轻量化应用水平,基于玻纤(GF)增强、聚酰胺66(PA66)增韧、空心玻璃微珠(HGM)减重的研究思路,采用熔融共混法制备了一系列HGM/GF/PA66/PPS四元复合材料,并对复合材料的微观结构、力学性能和摩擦学性能进行了系统研究。结果表明,加入少量PA66可显著提升PPS复合材料的韧性和水润滑性能,其力学强度无明显变化;加入HGM可大幅降低PPS复合材料的密度,并能有效提升复合材料的力学强度和摩擦学性能,但HGM含量过大会降低PPS复合材料的韧性;实验条件下,PA66、HGM的最佳含量分别为25%(质量分数,下同)和10%,此时复合材料具有最为优异的综合性能。

关键词： 氯化盐   氧化镁   导热增强剂   纳米氧化铋   复合相变储热材料   热物性  

摘要： 为开发一种低成本、热性能好的复合相变储热材料。以NaCl、KCl、CaCl_(2)为相变材料,MgO为载体材料,纳米Bi_(2)O_(3)为导热增强剂,通过混合烧结法制备出了氯化盐/氧化镁基复合相变储热材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、同步热分析仪、DRL导热仪等方式,进行了导热增强剂对氯化盐/氧化镁基复合相变储热材料的化学相容性、微观结构、比热容、导热系数的测试与表征。结果表明,导热增强剂纳米氧化铋含量为2%(质量分数)时热物性最好,比热容为1.16 J/(g·K),储热密度为232.93 J/g,导热系数为1.61 W/(m·K)。相较于未添加导热增强剂的比热容提高40%,导热系数提高55%,储热密度提高9%。所制备的氯化盐/氧化镁复合相变储热材料,使用过程中始终保持固定形态,比热容和导热系数有较大提高,在高温状态下具有良好的热稳定性,该研究为高温储热领域提供了一种可供选用的低成本且综合性能良好的储热材料,在热能储存系统具有广阔的应用前景。

关键词： 玻璃纤维增强复合材料   端面车削   切削力  

摘要： 在干切条件下研究了端面车削玻璃纤维增强复合材料薄壁筒时切削力的变化特点,分析切削速度、进给量、切削深度、刀尖圆弧半径、进给方式对切削力的影响规律。试验结果表明:纵向进给方式和横向进给方式下,切削力变化特点不同;在横向进给方式下,切削力随进给量、切削深度的增大而增大,随切削速度的增大先减小后增大;以横向进给方式车削端面时,刀尖圆弧与工件的接触状态直接影响切削力的变化;以纵向进给方式车削玻璃纤维增强复合材料薄壁筒端面时,切削力随着进给量的增大而增大。

关键词： SiC_(p)/6061Al复合材料   热等静压法   时效处理   硬度   弯曲强度  

摘要： 采用热等静压法制备55vol%SiC_(p)/6061Al复合材料,研究了170、180和190℃条件下时效处理对复合材料力学性能的影响规律。结果表明,制备态55vol%SiC_(p)/6061Al复合材料的硬度和弯曲强度分别为182.4 HBW和440 MPa。复合材料表现出典型的双峰时效现象和动力学加速行为,当时效温度由170℃升高至190℃时,峰时效硬度对应时间由2.5 h缩短至0.3 h。时效处理可以显著提升复合材料的力学性能。最优时效温度为180℃,其第一个峰时效态(1 h)复合材料硬度最大,为236.3 HBW,增幅29.6%;第二个峰时效态(4.5 h)复合材料弯曲强度最大,为612 MPa,增幅39.1%。

关键词： 扩展逐层法(XLWM)   分层   裂纹   压电传感器   瞬态响应   耦合  

摘要： 将质量矩阵和时间积分法引入压电扩展逐层法(XLWM,extended layerwise method)中,根据压电片和复合材料层合结构连接区域的位移和内力平衡条件,建立了含压电复合材料层合板总体控制方程,实现了含损伤结构的瞬态响应分析。在数值算例中:首先,利用无损伤结构开展了收敛性分析,并将收敛后的结果与ANSYS软件模拟的三维弹性模型进行对比,以验证所提方法的正确性;其次,研究了含有单一损伤的情况下,不同损伤参数对含压电复合材料层合板瞬态响应的影响规律;最后,研究了多损伤情况下含压电复合材料层合板在不同损伤参数下瞬态响应的变化规律,并分析了压电片与复合材料耦合位置对瞬态响应的影响。

关键词： 化工设计   学科竞赛   课程改革  

摘要： 在国家提出“双碳”目标的大背景下,通过以学科竞赛为驱动,优化改革了化工设计类课程教学,重构课程内容。将化工设计竞赛作为化工原理课程设计、工程设计和毕业设计等课程主要内容,可以充分调动学生的积极性,挖掘学生潜能,培养学生“零碳”的设计理念,为国家和社会行业培养高素质的化工应用型人才,给其他高校和其他学科的人才培养开辟了一条可参考的改革道路。

关键词： 形状记忆合金   玻/碳纤维混杂复合材料   双闭室梁   动力响应分析  

摘要： 将形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)层与玻/碳纤维混杂复合材料双闭室复合材料梁相粘合,利用SMA的超弹性效应对复合材料梁进行振动被动控制。利用有限元软件ANSYS对悬臂式复合材料梁进行动力响应分析,分别研究了自由端作用有脉冲荷载及上表面作用有简谐压力两种情况下梁自由端的位移响应,分析了SMA对梁的振动抑制效果,并讨论了SMA铺设位置、铺设长度以及铺设厚度对该复合材料梁振动抑制效果的影响。结果表明,由于SMA超弹性耗散能量的特性,双闭室复合材料梁的振动得到了一定程度的抑制。而且,SMA铺设在梁的上下表面比铺设在左右腹板具有更好的减振效果。此外,在梁的上下表面只粘贴距离固定端1/4长度的SMA层对梁的振动抑制效果等同甚至优于沿全长粘贴SMA层的振动抑制效果;脉冲载荷作用下,SMA层的厚度越大,其对复合材料梁的振动抑制效果越好。

关键词： 复合材料加强件   B柱   耐撞性能   拓扑优化   降本   侧面碰撞  

摘要： 为探索复合材料在汽车B柱等安全部件中的应用,文中以汽车B柱玻纤尼龙复合材料加强件为例,通过仿真实验验证了其在安全性和轻量化上的性能,并通过对复合材料加强件进行耐撞性拓扑优化实现了加强件的减重降本设计。研究结果表明,玻纤尼龙复合材料加强件相比钢材方案显著提升了B柱的耐撞性,并实现单侧B柱1.15 kg的减重效果,而优化后的玻纤尼龙复合材料加强件在保证B柱耐撞性能的同时,实现减重248.8 g,原料成本降低27.5%。为玻纤尼龙复合材料加强件的应用和耐撞性拓扑优化技术在降本轻量化领域的推广提供了重要参考。

关键词： 植物纤维   增韧   苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物   乙烯-辛烯共聚物   三元乙丙橡胶  

摘要： 本文为了提高聚丙烯(PP)/植物纤维复合材料韧性,扩展其在高性能和低温领域的应用,通过双螺杆挤出机熔融共混,选取稻壳纤维(RH),分别采用三种不同增韧剂SEBS、EPDM、POE对PP/稻壳纤维复合材料进行增韧改性,研究了增韧剂种类和含量对PP/RH复合材料常温韧性、低温韧性、拉伸性能和流变性能的影响,并通过微观结构进一步研究复合材料增韧机理。研究表明,三种增韧剂对PP/RH复合材料均有良好的增韧效果,其中SEBS增韧效果最佳,常温最高可提高102%,低温最高可提高166%。添加10%SEBS的复合材料冲击强度与添加20%EPDM或POE的增韧效果相当。同样地,PP/RH/SEBS10的复合材料低温冲击强度为7 kJ/m^(2),相当于15%添加量的POE和EPDM增韧效果。增韧剂含量高时,引入的增韧剂形成分散相,吸收大量的能量并将外力传导至稻壳纤维处断裂,从而使复合材料具有更高的抗冲性能。此外,增韧剂SEBS的加入对PP/PH复合材料黏度的提升较增韧剂EPDM、POE的更明显。