张春
- 作品数：9 被引量：29H指数：4
- 供职机构：中国民用航空飞行学院更多>>
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- 相关领域：一般工业技术航空宇航科学技术机械工程更多>>
- 泡沫夹芯面板非穿透损伤挖补维修有限元分析被引量：4
- 2015年
- 建立了SR20飞机含非穿透损伤复合材料泡沫夹芯结构壁板挖补维修的三维有限元模型。分析了有限元模型的收敛性,给出了合理的网格划分密度。对单向拉伸和双拉伸载荷下含非穿透损伤泡沫夹芯结构进行了应力分析,给出了完好结构和维修后结构面板各材料主方向应力分布。基于最大应力准则给出了完好结构和维修后结构的单向拉伸强度和双向拉伸强度。分析结果表明,维修后的结构在单向拉伸状态下,初始损伤为面内剪切失效,应力极值点位于母板上临近维修铺层边界处与x方向结构对称轴约成30°的位置;双向拉伸状态下,初始损伤为纤维拉伸断裂,应力极值点位于母板上维修铺层边界处与x方向结构对称轴约成45°的位置。在理想修复状态下,单向拉伸时的强度恢复系数为85.8%,双向拉伸时强度恢复系数为96.7%。维修区域材料不连续,导致应力集中,使结构维修后强度下降。维修后强度随表面贴补铺层数增加而降低,原因为贴补铺层增大了局部刚度,使维修区域应力水平升高。
- 张春刘峰马佳喻辉
- 关键词：泡沫夹芯复合材料壁板有限元
- 某型无人机复合材料机翼大梁准等强度设计与有限元分析被引量：7
- 2015年
- 以某型无人机复合材料机翼工字型大梁准等强度设计与优化为目标,研究了复合材料工字梁基于载荷分段的设计方法与铺层优化方法。计算了机翼大梁弯矩方程,采用等步长载荷包络方法给出了准等强度大梁的载荷分布,计算了缘条和腹板的内力方程。基于复合材料层合结构设计的基本原则,采用经典层合板理论对大梁进行了初步铺层设计。以结构强度、刚度、稳定性作为约束条件,综合考虑最小重量要求,在分段包络安全载荷作用下对工字梁铺层进行了分段优化设计。建立了工字梁的有限元模型,基于有限元分析结果校核了工字梁的强度、刚度和稳定性。研究结果表明:采用等步长载荷包络方法能够方便地计算非均布弯矩作用下机翼大梁的准等强度设计载荷;基于经典层合板理论进行工字梁铺层初步设计,建立工字梁有限元模型能够有效、快速地对工字型机翼大梁在分段包络安全载荷作用下的铺层进行分段优化设计,同时完成大梁的强度、刚度与稳定性校核;大梁结构减重可达29%;铺层设计时必须考虑受压缘条和受剪切腹板的稳定性问题,否则大梁根部高应力区会出现局部屈曲。
- 刘峰马佳张春喻辉
- 关键词：无人机复合材料机翼工字梁有限元
- 纯剪切状态下泡沫夹芯壁板非穿透损伤挖补强度研究被引量：4
- 2017年
- 建立了含非穿透损伤复合材料泡沫夹芯结构壁板挖补维修的三维有限元模型。分析了有限元模型的收敛性,给出了合理的网格划分密度。对纯剪切状态下含非穿透损伤泡沫夹芯结构进行了应力分析,给出了完好结构和维修后结构面板各材料主方向应力分布。基于最大应力准则给出了完好结构和维修后结构的强度。分析结果表明,维修后的结构在纯剪切载荷作用下,初始损伤均发生在与泡沫芯接触的母板内部铺层,损伤模式为2方向压缩破坏,应力极值点位于母板内部铺层与外部铺层的边界上;表面贴补铺层数的增加会导致修补结构强度逐渐下降,原因是挖补区域的贴补铺层增大了局部刚度,使挖补区域应力水平上升。在理想修复状态下,纯剪切载荷下挖补后结构的强度恢复系数约为89.95%。维修区域材料不连续,导致应力集中,使维修后结构的强度相对于原始结构下降了约10%。
- 刘峰张春喻辉高鸿渐
- 关键词：复合材料有限元
- 复合材料加筋壁板有限元建模与强度分析被引量：3
- 2014年
- 运用基于工艺的"laminate modeler"模块创建了复合材料铺层和加筋层合板的三维有限元模型。介绍了一种体单元与壳单元节点融合的方法。以不同的相对节点间距对加筋层合板模型进行了有限元网格划分,采用结构最大Von Mises应力作为标准进行了收敛性分析,得到了一个可适用于其他类似加筋板模型网格创建的合理相对节点间距值1/72。应力计算表明,集中载荷作用下复合材料加筋壁板的初始损伤发生于第八铺层材料主方向的2方向,损伤模式为基体拉伸开裂。发生初始损伤时加筋板结构的极限载荷为75 N。应力集中区较小,且主要分布于载荷作用点附近。集中载荷作用下加筋板的承载效率较低。
- 马佳刘峰张春张成雷唐庆如
- 关键词：复合材料加筋壁板有限元强度分析
- 双偏心螺栓组件力学性能分析研究
- 2015年
- 针对多偏心螺栓组件在飞机上的连接需求以及多重偏心状况影响的研究缺失,本研究结合传统偏心螺栓分析步骤与多重偏心极限位置分析与简化方案,提出了一套新型多重偏心螺栓组件分析流程。根据该流程计算分析了某型飞机上双偏心螺栓组件的偏心特性,综合考虑了多种偏心状况对该组件力学性能的影响,并且根据极限应力状况下的工况对结构参数完成了优化分析。结果表明,在小偏心状况下对于结构整体受力影响不显著;在组件大偏心情况下,当组件偏心方向与载荷方向相垂直时偏心结构会出现极限应力状态。该研究充分说明了新型多重偏心螺栓组件分析流程的技术可行性,也为实际的飞机零部件装配提供了较好的参考。
- 刘国春刘峰张春
- 关键词：偏心有限元分析
- 复合材料工字梁铺层结构设计及强度研究被引量：9
- 2016年
- 根据复合材料层合工字梁的结构特点,基于经典层合板理论和最大应力强度准则,用MATLAB软件编程设计了复合材料工字梁缘条和腹板的铺层结构。建立了基于工艺的3种工字梁铺层结构有限元模型,分析了静载荷作用下3种铺层结构的应力状态。给出了典型铺层的应力云图。计算了复合材料层合结构材料主方向应力,使用最大应力强度准则,给出了线性状态下3种不同铺层结构工字梁的极限载荷。有限元分析结果与经典层合板理论计算结果进行了对比。分析表明:1)工字梁铺层采用内C形连接和L形连接时极限载荷高于理论设计载荷,外C形连接的极限载荷低于理论值,3种铺层方式极限载荷误差都在9%以内,与理论值基本吻合;2)有限元分析结果显示初始损伤均发生在工字梁下缘条45°铺层中,损伤模式为基体断裂;3)工字梁结构极限载荷主要取决于基体强度;4)工字梁发生破坏的截面位于其固支端;5)所建立的基于经典层合板理论的工字梁设计方法和工字梁有限元分析模型是正确可靠的。
- 刘峰张成雷马佳张春唐庆如
- 关键词：复合材料工字梁铺层设计有限元极限载荷
- 含穿透损伤泡沫夹层结构的修补及拉伸性能
- 2016年
- 建立了复合材料泡沫夹层结构含穿透损伤挖补维修的三维有限元模型,对其在单、双向拉伸载荷作用下进行了有限元分析,根据各铺层的材料主方向的应力分布,采用最大应力强度准则计算了挖补维修前后结构的单、双向拉伸强度。结果表明:单向拉伸载荷状态下,维修后结构强度恢复系数为88.1%,初始损伤为面内剪切失效;双向拉伸载荷状态下,维修后结构强度恢复系数为97.6%,初始损伤为纤维拉伸断裂。最佳表面额外贴补层数量为1至2层,过多贴补层会导致局部应力集中,使维修后结构强度下降。
- 喻辉刘峰张春高鸿渐
- 关键词：复合材料夹层结构有限元分析
- 某无人机复合材料主翼盒准等强度设计与有限元分析被引量：7
- 2015年
- 以某无人机复合材料主翼盒准等强度设计与优化为目标,研究了主翼盒基于载荷分段的包络设计方法与铺层优化方法。采用等步长载荷包络设计方法计算了准等强度翼盒前梁的分布载荷,给出了前、后梁的初步铺层设计。建立了主翼盒的有限元模型,基于有限元分析结果校核了主翼盒的强度、刚度和稳定性。给出了主翼盒前、后梁以及蒙皮的铺层优化方案。研究结果表明,等步长载荷包络设计方法能够方便地计算主翼盒前、后梁的分段载荷;基于经典层合板理论对主翼盒进行铺层的初步设计,并运用有限元软件进行分析与校核,可以快速、有效地完成主翼盒铺层的分段优化设计;大展弦比机翼受最大正过载时,翼根上表面受压缩载荷,前梁上缘条和上蒙皮易发生局部屈曲失稳;减少主翼盒前、后梁下缘条以及下蒙皮铺层数目,可使结构减重达5.23%。
- 刘峰马佳张春喻辉
- 关键词：无人机复合材料有限元
- SR20飞机复合材料泡沫夹芯结构壁板挖补维修力学性能研究
- 根据SR20飞机机身复合材料泡沫夹芯壁板结构,建立了复合材料泡沫夹芯壁板结构理论模型、工程模型的挖补维修三维有限元模型。分析了有限元模型的收敛性,给出了合理的网格划分密度。按照单元网格的雅克比值大于0.7的标准进行了单元...
- 张春
- 关键词：复合材料有限元
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