简介:针对液体火箭发动机承力机架,开展复合材料机架的初步设计及探索应用研究。通过对原金属机架结构设计特点分析,提出了一种碳纤维增强复合材料机架的设计方案,并对其进行了力学性能预测及设计参数影响分析等方面研究工作;最后,采用有限元软件AN-SYS的APDL语言开发了复合材料机架的计算程序,该程序基于损伤累积理论,包含结构应力分析、材料的失效判断及材料的性能退化3个主要循环过程,通过仿真手段模拟了在载荷增加过程中结构内部产生损伤,并逐渐累积直至破坏的整个过程。仿真分析结果表明:复合材料的应用可在满足原机架强度、刚度和稳定性等设计要求基础上,相对于原结构实现了50%的减重。
简介:从复合材料结构设计许用值的概念和复合材料的冲击后压缩强度性能出发,讨论了按NASA标准得到的CAI值与它们的关系,指出了传统的CAI值不能充分反映复合材料体系的抗冲击性能。且与结构压缩设计许用值无任何联系。在对复合材料结构完整性要求和作者的试验研究,和对国外文献总结的基础上,提出复合材料抗冲击性能的评定应包括损伤阻抗和损伤容限两方面。大量的试验数据证实复合材料层压板抗冲击性能存在拐点现象,在对拐点附近复合材料层压板的破坏机理研究基础上,建议用拐点附近的性能建立复合材料层压板抗冲击性能的评定体系,即可以用表面层在冲击下保持其完整性的最大能力(最大接触力)来表征复合材料体系的损伤阻抗(韧性);用出现拐点后基本不变的压缩强度(破坏应变)门槛值来表征复合材料体系的损伤容限。
简介:复合材料在新型客机上得到广泛应用,飞行过程中机身外表可能遭受冰雹袭击,造成机体破坏,危害乘客安全。为研究复合材料蒙皮抗冰雹冲击性能,本文首先基于弹塑性模型,考虑应变率强化效应和脆性断裂行为,建立冰雹动态本构,并根据冰雹撞击传感器试验数据修正冰雹模型参数;然后通过引入三维Hashin失效准则和Cohesive界面元,模拟复合材料的纤维断裂、基体压溃和脱粘分层损伤破坏行为;进而建立复合材料层合板抗冰雹冲击的数值模型,并研究其在不同冲击速度下的动态响应和损伤特性。数值结果表明:针对本文复合材料层合板构型,冲击失效阚值能量为232J;冲击载荷峰值和冲击点位移随冲击速度的增大而增大,但增幅趋缓;分层损伤面积与冲击速度近似呈线性关系;相邻层的铺层角度差为90°时,其层间分层现象更为显著。
简介:C/SiC复合材料密度低、耐高温、抗氧化、抗烧蚀,并且具有非常好的高温力学性能,是制备高性能液体火箭发动机推力室的理想材料。本文从C/SiC复合材料燃烧室结构计算、无损探伤及C/SiC与金属连接等方面,论述了上海空间研究所在C/SiC复合材料应用于液,本火箭发动机推力室方面的基础研究及应用进展。