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基于ANSYS Composite Prep/Post復(fù)合材料分析模塊研究了潛水器在起吊工況下的結(jié)構(gòu)強度。采用Hill-Tsai強度理論和Tsai-Wu強度理論,對比了兩種不同失效準則下的潛水器結(jié)構(gòu)失效形式。對潛水器不同結(jié)構(gòu)區(qū)域處碳纖維編織材料的鋪層數(shù)量進行參數(shù)化設(shè)置,結(jié)合試驗設(shè)計方法,用合理有效的計算樣本得到了復(fù)合材料潛水器載體結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案。文中采用的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)有限元計算與試驗設(shè)計相結(jié)合的方法,對于復(fù)合材料工程結(jié)構(gòu)的直接優(yōu)化具有一定的參考價值。
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以融界面位移與相變傳熱理論為基礎(chǔ),考慮了玻璃纖維增強樹脂復(fù)合材料層和層的升溫蓄熱、界面層融化相變潛熱以及層與周圍空氣的對流傳質(zhì)、對流換熱和輻射換熱等影響,提出了一種基于高分子電熱膜的電熱除功率密度計算的數(shù)學模型。對特定除模型進行了功率密度的計算,并通過模擬特定環(huán)境下的實際除實驗對計算結(jié)果的準確性進行了驗證,計算結(jié)果與實驗結(jié)果吻合較好。

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針對戈壁風沙流環(huán)境特點,采用氣流挾砂噴射法,對樹脂及其復(fù)合材料進行沖蝕試驗,研究了沖蝕速率、角度、沖蝕方位、纖維類型等對沖蝕的影響.結(jié)果表明:樹脂及其復(fù)合材料的沖蝕行為表現(xiàn)出半塑性材料的沖蝕特征,沖蝕率的沖蝕角為45°~60°,其沖蝕率隨沖蝕速率的增加而增大,沖蝕率與沖蝕速率呈指數(shù)關(guān)系,速率指數(shù)為2.1~2.8.沖蝕方位對沖蝕有重要的影響,在相同的沖蝕條件下,垂直沖蝕的沖蝕率比平行沖蝕高.用掃描電子顯微鏡觀察了復(fù)合材料沖蝕后的表面形貌,并討論了可能的沖蝕機制.
模內(nèi)涂裝是提高風電葉片涂裝效率的一種有效方式。相比模外涂層體系,風電葉片用模內(nèi)涂層體系在工藝性能方面有一些特殊性要求。研究了三種聚氨酯模內(nèi)膠衣在風電葉片中的工藝適用性,通過可操作性、占模時間、與玻璃鋼之間的附著力、在實際葉片模具上的脫模性能以及脫模后對其覆蓋的玻璃鋼中灌注缺陷的可觀察性等性能研究發(fā)現(xiàn),其中兩種聚氨酯模內(nèi)膠衣適用于風電葉片的生產(chǎn)工藝過程。
通過單向玻璃纖維/復(fù)合材料試件的單軸向壓縮實驗,結(jié)合聲發(fā)射及應(yīng)變電測技術(shù),研究含直徑分別為5mm和10mm兩種圓形分層復(fù)合材料損傷演化特性,并探討了試件的壓縮損傷破壞過程。結(jié)果表明,在壓縮載荷作用下,兩類分層直徑試件的破壞路徑基本一致,層間破壞機理相同。分層缺陷面積的大小對試件的承載能力有較大影響,分層缺陷面積越大,試件的承載能力降低,試件的破壞程度加劇。載荷-縱向應(yīng)變曲線由線性變化到近似線性變化再到非線性變化的過程與聲發(fā)射信號分析結(jié)果較吻合。