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题目:复合材料格栅加筋壁板的制造工艺与试验方案研究

关键词:复合材料,格栅加筋结构,制造,试验,有限元,屈曲分析

  摘要

本文在一般复合材料结构制造工艺的理论基础上,研究针对复合材料格栅加筋壁板结构的制造工艺,其中比较典型的有软模成型法,缠绕法和拉挤成型法,采取哪种成型工艺和固化方法是主要考虑的问题,但格栅板的纤维体积含量的控制,蒙皮和肋的连接,筋条交叉处纤维的连接和厚度的处理,筋条厚度均匀的控制,脱模等问题也是不能忽略的。本文中根据试验需要设计了两块复合材料格栅加筋壁板结构,一块是方形格栅矩形加筋壁板,一块是三角形等角格栅矩形加筋壁板,提出了三种设计方案,并在有限元分析比较的基础上确定其设计参数,包括板的长宽高、蒙皮的厚度、铺层层数、铺层顺序和方向角、筋条的厚度和高度等。本文根据具体情况用硬模纤维预浸带缠绕的方法制造出上述设计的两块试验板,并给出工艺流程。然后用有限元软件(PATRAN/NASTRAN)按试验情况确定边界条件,仿真模拟稳定性压缩试验,计算出方形格栅板试件和三角形格栅板试件的临界失稳载荷,作为试验的参考数据;接着讨论了对试件进行稳定性压缩试验实施过程中会出现的几个主要问题,包括设计试验卡具和确定贴应变片的位置等;最后选取两个典型模型用来做参数分析,分析蒙皮厚度、筋条高度和筋条厚度这三个设计参数对这两种类型格栅加筋板的失稳类型和临界屈曲载荷的影响。