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复合材料翼面结构综合优化设计技术 被引量：19
1
作者 章怡宁 杨旭 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第6期656-660,共5页
概要介绍了复合材料翼面结构在静力、振动、位移、舵面效率、发散速度、颤振、尺寸限制等多种约束条件下的最小重量设计技术。对优化过程中遇到的复合材料的静强度准则、均衡约束、动态上限等问题提出了相应的解决方法。用基于该技术和... 概要介绍了复合材料翼面结构在静力、振动、位移、舵面效率、发散速度、颤振、尺寸限制等多种约束条件下的最小重量设计技术。对优化过程中遇到的复合材料的静强度准则、均衡约束、动态上限等问题提出了相应的解决方法。用基于该技术和方法而编制出的综合设计程序系统对一个三角机翼复合材料结构进行了综合优化设计研究，在满足许用应变、尺寸限、均衡、颤振速度等约束条件下，经６次迭代得到了最佳的铺层设计结果。该机翼全尺寸静强度、耐久性／损伤容限及共振试验结果表明：理论计算与试验符合；复合材料构件中的最大应变小于许用应变约束限；按许用应变设计出的复合材料翼面蒙皮构件可满足耐久性／损伤容限要求；颤振速度比同状态金属机翼提高２３％；减重效率为２０％。 展开更多
关键词 结构设计 复合材料蒙皮 综合优化设计
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满足固有频率和振型要求的复合材料翼面结构动力学设计 被引量：1
2
作者 章怡宁 朴春雨 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期309-313,共5页
就满足固有频率和振型要求的翼面结构动力学设计问题提出了一种有效的工程解决方法,并且应用于实际的型号设计。试验结果表明,机翼结构的设计满足了设计要求。其解决过程对于新机设计或用复合材料替换金属结构的等效刚度设计均有重要的... 就满足固有频率和振型要求的翼面结构动力学设计问题提出了一种有效的工程解决方法,并且应用于实际的型号设计。试验结果表明,机翼结构的设计满足了设计要求。其解决过程对于新机设计或用复合材料替换金属结构的等效刚度设计均有重要的指导意义。 展开更多
关键词 航空器结构与设计 结构动力学 固有频率 振型 复合材料
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复合材料翼面结构综合优化设计技术 被引量：4
3
作者 章怡宁 杨旭 《飞机设计》 1998年第3期1-8,共8页
概要介绍了复合材料翼面结构在静力、振动、位移、舵面效率、发散速度、颤振、尺寸限制等多种约束条件下的最小重量设计技术。对优化过程中遇到的复合材料的静强度准则、均衡约束、动态上限等问题提出了相应的解决方法。用基于该技术和... 概要介绍了复合材料翼面结构在静力、振动、位移、舵面效率、发散速度、颤振、尺寸限制等多种约束条件下的最小重量设计技术。对优化过程中遇到的复合材料的静强度准则、均衡约束、动态上限等问题提出了相应的解决方法。用基于该技术和方法而编制出的综合设计程序系统对一个三角机翼复合材料结构进行了综合优化设计研究,在满足许用应变、尺寸限、均衡、颤振速度等约束条件下,经6次迭代得到了最佳的铺层设计结果。该机翼全尺寸静强度、耐久性/损伤容限及共振试验结果表明:理论计算与试验符合;复合材料构件中的最大应变小于许用应变约束限制;按许用应变设计出的复合材料翼面蒙皮构件可满足耐久性/损伤容限要求;颤振速度比同状态金属机翼提高23％;减重效率为20％。 展开更多
关键词 优化 结构设计 复合材料 蒙皮 翼面结构 飞机
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机织复合材料力学性能的细观分析与实验研究 被引量：21
4
作者 燕瑛 楼畅 +2 位作者 成传贤 章怡宁 杨旭 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期109-113,共5页
建立了预测机织复合材料弹性性能和强度的方法并进行了相应的实验研究 ,系统地研究了织物几何和结构参数对机织复合材料性能的影响 ,提出了优化机织复合材料弹性性能细观结构参数的选择 ,完成了具有友好界面的机织复合材料弹性性能分析... 建立了预测机织复合材料弹性性能和强度的方法并进行了相应的实验研究 ,系统地研究了织物几何和结构参数对机织复合材料性能的影响 ,提出了优化机织复合材料弹性性能细观结构参数的选择 ,完成了具有友好界面的机织复合材料弹性性能分析软件 ,实验研究了冲击后的拉伸与压缩性能及疲劳剩余强度和寿命 ,建立了基于有限元分析和失效准则预测冲击能门槛值的方法 ,给出了预估疲劳寿命的公式 ,且实验验证了分析方法的正确性。 展开更多
关键词 机织复合材料 细观结构 性能评定 分析软件 力学性能 弹性性能 拉伸强度 冲击性能
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复合材料飞机结构强度新规范要点评述 被引量：23
5
作者 沈真 柴亚南 +2 位作者 杨胜春 章怡宁 黎观生 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期784-788,共5页
基于过去20多年参与复合材料结构设计的经验教训和美国最新的军用飞机设计规范,阐述了中国复合材料结构强度设计和验证要点及与金属结构的差别。其要点为:以承认性能表征多样性和材料与结构同时形成为基础的材料和工艺要求;以承认初始缺... 基于过去20多年参与复合材料结构设计的经验教训和美国最新的军用飞机设计规范,阐述了中国复合材料结构强度设计和验证要点及与金属结构的差别。其要点为:以承认性能表征多样性和材料与结构同时形成为基础的材料和工艺要求;以承认初始缺陷/损伤对结构静强度有影响为基础的设计许用值确定方法;以需要特别考虑湿热环境影响为特点的静强度设计和验证;以承认静力覆盖疲劳和考虑冲击损伤阻抗为特点的耐久性设计和验证;以冲击损伤及损伤无扩展为基础的损伤容限设计和验证;以全尺寸部件和由试样、元件(包括典型结构件)、组合件组成的多层次积木式设计验证方法相结合为基础的结构验证试验。 展开更多
关键词 复合材料 强度规范 静强度 耐久性 损伤容限 结构验证试验
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复合材料层合板机械连接结构累积损伤模型和挤压性能试验研究 被引量：23
6
作者 张爽 王栋 +2 位作者 郦正能 寇长河 章怡宁 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期163-168,共6页
建立了三维累积损伤有限元模型,采用扩展拉格朗日乘子法对螺栓表面和复合材料层合板孔壁间的接触行为进行了模拟。对复合材料层合板中纤维断裂、基体开裂和纤维-基体剪切3类基本损伤类型的产生、扩展以及它们之间的关联性进行了研究。... 建立了三维累积损伤有限元模型,采用扩展拉格朗日乘子法对螺栓表面和复合材料层合板孔壁间的接触行为进行了模拟。对复合材料层合板中纤维断裂、基体开裂和纤维-基体剪切3类基本损伤类型的产生、扩展以及它们之间的关联性进行了研究。计算得到了复合材料层合板单钉连接结构的载荷-位移曲线,预测了它们的初始挤压破坏载荷。同时,进行了T300帘子布/QY8911双马来酰亚胺树脂层合板单钉单搭螺栓挤压强度试验,验证了不同铺层类型和结构尺寸对复合材料层合板机械连接挤压性能的影响。试验结果和计算结果吻合较好,证明了该模型和算法的有效性。 展开更多
关键词 层合板 机械连接 累积损伤 接触模型
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复合材料层合板多钉连接结构累积损伤过程可视化仿真模拟 被引量：16
7
作者 张爽 王栋 +2 位作者 郦正能 寇长河 章怡宁 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期135-140,共6页
建立了分析复合材料层合板多钉连接结构的三维有限元模型,考虑了接触状态非线性和累积损伤过程非线性的影响,运用ANSYS中的APDL编制程序实现了对复合材料层合板机械连接结构整个承载过程的可视化仿真模拟,同时进行了T300/QY9512复合材... 建立了分析复合材料层合板多钉连接结构的三维有限元模型,考虑了接触状态非线性和累积损伤过程非线性的影响,运用ANSYS中的APDL编制程序实现了对复合材料层合板机械连接结构整个承载过程的可视化仿真模拟,同时进行了T300/QY9512复合材料层合板多钉单剪拉伸试验。结果表明,在一定几何尺寸下,复合材料层合板多钉连接结构钉载分配的不均匀性在整个承载过程中并无明显改善。根据本文中提出的累积损伤模型对各孔位变形进行了计算,计算结果与试验结果吻合较好。从累积损伤过程的仿真结果可以明显看出,不同几何尺寸的多钉连接结构中各钉孔附近损伤的起始和发展过程具有明显的区别。优化设计结果表明,不同钉孔处层合板厚度的改变对各钉钉载分配无明显影响,但孔边法向和切向应力大小和分布均受到严重影响,对整个多钉连接结构的损伤程度产生很大变化。 展开更多
关键词 累积损伤 接触非线性 多钉连接 复合材料层合板
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基于ANSYS的复合材料层合板单钉连接件参数化结构仿真 被引量：11
8
作者 张爽 王栋 +2 位作者 郦正能 寇长河 章怡宁 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1088-1091,共4页
应用ANSYS参数化设计语言(APDL)开发复合材料层合板机械连接结构的ANSYS分析模块,实现有限元分析前处理过程的参数化建模和后处理过程的累积损伤可视化仿真。建立三维累积损伤有限元模型,采用ANSYS中柔体对柔体的面—面接触单元对螺栓... 应用ANSYS参数化设计语言(APDL)开发复合材料层合板机械连接结构的ANSYS分析模块,实现有限元分析前处理过程的参数化建模和后处理过程的累积损伤可视化仿真。建立三维累积损伤有限元模型,采用ANSYS中柔体对柔体的面—面接触单元对螺栓表面和复合材料层合板孔壁间的接触行为进行模拟。进行的T300帘子布/QY8911双马来酰亚胺树脂层合板单钉单搭螺栓挤压强度试验验证此分析模块的有效性,对不同几何参数、不同铺层类型的复合材料层合板机械连接结构的承载性能进行可视化仿真模拟。 展开更多
关键词 结构仿真 复合材料层合板 机械连接 累积损伤 接触模型
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近似函数用于材料腐蚀的数学建模 被引量：9
9
作者 邓扬晨 郦正能 +1 位作者 章怡宁 程基伟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期74-77,共4页
将近似函数引进到材料腐蚀的数学建模中 ,根据腐蚀数据特点 ,提出分段建模概念 ,并分别与灰色GM( 1 ,1 )模型、动态数据双向差分模型和幂函数模型对比 .结果表明 ,这种近似函数模型的精度除普遍高于其它 3种模型外 ,还具有很强的适用性 ... 将近似函数引进到材料腐蚀的数学建模中 ,根据腐蚀数据特点 ,提出分段建模概念 ,并分别与灰色GM( 1 ,1 )模型、动态数据双向差分模型和幂函数模型对比 .结果表明 ,这种近似函数模型的精度除普遍高于其它 3种模型外 ,还具有很强的适用性 ,在工程上具有一定的应用前景 .同时 ,由经验变换模型和该近似函数模型的数值处理推测认为 ,腐蚀过程中可能存在“腐蚀临界点” . 展开更多
关键词 腐蚀临界点 近似函数 材料腐蚀 飞机结构 数学模型
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复合材料层板低速冲击损伤有限元模拟 被引量：6
10
作者 关志东 郦正能 +2 位作者 寇长河 章怡宁 杨旭 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期37-40,共4页
利用三维动态有限元模拟计算复合材料层板的低速冲击损伤的过程．采用了基体开裂判据和分层扩展判据，分类考虑不同的损伤形式．通过修正损伤铺层材料的常数来模拟层板损伤所造成的局部刚度下降对冲击过程的影响，讨论了接触定律在冲击... 利用三维动态有限元模拟计算复合材料层板的低速冲击损伤的过程．采用了基体开裂判据和分层扩展判据，分类考虑不同的损伤形式．通过修正损伤铺层材料的常数来模拟层板损伤所造成的局部刚度下降对冲击过程的影响，讨论了接触定律在冲击损伤问题中的适用性，并结合实验结果给出适于严重冲击损伤层板的卸载定理．模拟计算结果得到的低速冲击后各界面的分层损伤面积与实验结果吻合较好． 展开更多
关键词 复合材料 冲击 损伤 有限元 层板
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基于传力路径下结构优化设计研究 被引量：9
11
作者 邓扬晨 邱克鹏 +1 位作者 张卫红 章怡宁 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第4期622-626,共5页
为了探讨符合工程结构设计人员思维习惯的和便于理解与接受的优化设计方法 ,作者借鉴工程师的设计经验与直觉判断 ,在合理构件力学模型的基础上 ,通过一次 SAMCEF有限元分析获得结构的内力流 ,即传力路线 ,并由此确定结构布局的形式 ;利... 为了探讨符合工程结构设计人员思维习惯的和便于理解与接受的优化设计方法 ,作者借鉴工程师的设计经验与直觉判断 ,在合理构件力学模型的基础上 ,通过一次 SAMCEF有限元分析获得结构的内力流 ,即传力路线 ,并由此确定结构布局的形式 ;利用 MATL AB优化工具箱进行形状与尺寸优化 ,形成一种易于工程人员使用的新方法。从表 1、表 3、表 4和表 5 ,以及表 2、表 6和表 7的数据对比分析可知 :计算结果稳定可靠。本文方法具有思路清晰、力学概念明确、算法简单有效 。 展开更多
关键词 传力路径 结构布局 几何优化 尺寸优化 SAMCEF MATLAB
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复合材料层板多钉机械连接强度计算方法 被引量：10
12
作者 杨旭 章怡宁 许希武 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期24-29,共6页
提出了一种适于设计计算使用的复合材料层板多钉机械连接强度分析方法。该方法将复合材料板多钉机械连接强度分析问题化为求解各向异性体弹性理论中的复势函数边值问题，以Ｆａｂｅｒ级数和最小二乘边界配置技术为工具导出了孔边应力的... 提出了一种适于设计计算使用的复合材料层板多钉机械连接强度分析方法。该方法将复合材料板多钉机械连接强度分析问题化为求解各向异性体弹性理论中的复势函数边值问题，以Ｆａｂｅｒ级数和最小二乘边界配置技术为工具导出了孔边应力的级数解表达式。选用的孔边特征曲线上的点应力失效判据避开了孔边接触、材料非线性、大位移、刚度减缩等复杂且难以验证的强度模拟计算过程。计算结果与试验结果符合较好。还详细探讨了铺层比例、排距等设计参数对钉载分配、挤压强度的影响规律。 展开更多
关键词 层压板 钉载分配 连接强度 复合材料
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含孔有限大各向异性板的应力集中 被引量：8
13
作者 许希武 章怡宁 杨旭 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期370-375,共6页
利用经典层板理论，将复合材料层板的弹性问题化归为均匀各向异性板求解，采用各向异性体平面弹性理论中的复势方法，以Ｆａｂｅｒ级数和最小二乘边界配置技术为工具，提出了含孔有限大层板应力集中问题的级数解，详细探讨铺层形式、层... 利用经典层板理论，将复合材料层板的弹性问题化归为均匀各向异性板求解，采用各向异性体平面弹性理论中的复势方法，以Ｆａｂｅｒ级数和最小二乘边界配置技术为工具，提出了含孔有限大层板应力集中问题的级数解，详细探讨铺层形式、层板大小。 展开更多
关键词 层压板 应力集中 孔 各向异性板 航空器
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力学建模在变密度法中密度与刚度关系中的应用 被引量：5
14
作者 邓扬晨 张卫红 +2 位作者 邱克鹏 刘晓欧 章怡宁 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第S2期95-98,共4页
将结构拓扑优化中的变密度人为过程视作材料纵横方向收缩的物理过程,并把此收缩量转化为密度与刚度关系的中间变量。利用一种有限元数值模型将三者建立离散的数据关系,再使用幂指近似函数建立密度与收缩量的解析关系,最后利用力学关系... 将结构拓扑优化中的变密度人为过程视作材料纵横方向收缩的物理过程,并把此收缩量转化为密度与刚度关系的中间变量。利用一种有限元数值模型将三者建立离散的数据关系,再使用幂指近似函数建立密度与收缩量的解析关系,最后利用力学关系建立密度与刚度的解析关系。数值计算表明:本文方法概念明确、操作简捷、数据拟合效果好。 展开更多
关键词 结构拓扑优化 密度变量 材料收缩 刚度—密度数值模型 幂指近似函数
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近似函数用于疲劳寿命曲线的数学建模 被引量：6
15
作者 邓扬晨 章怡宁 郦正能 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期351-354,共4页
将近似函数引进到带缺口试验件的疲劳寿命数学建模中 ,利用“疲劳转折点”概念 ,提出“分段建模”概念 ,给出基于经验变换和基于近似函数的两种数学模型 ,并与传统的“三参数”模型对比。结果表明 :两种模型的精度高 ,适用范围广 ,其中 ... 将近似函数引进到带缺口试验件的疲劳寿命数学建模中 ,利用“疲劳转折点”概念 ,提出“分段建模”概念 ,给出基于经验变换和基于近似函数的两种数学模型 ,并与传统的“三参数”模型对比。结果表明 :两种模型的精度高 ,适用范围广 ,其中 ,基于近似函数的数学模型还具有很强的适应性 。 展开更多
关键词 近似函数 疲劳转折点 分段建模 疲劳寿命曲线 数学建模 缺口试验件
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机翼结构用复合材料的力学性能要求 被引量：8
16
作者 沈真 柴亚南 +3 位作者 杨胜春 沈薇 章怡宁 朱珊 《航空制造技术》 2010年第1期42-48,共7页
本文试图从机翼结构的结构完整性要求和复合材料抗冲击性能与压缩设计许用值的关系出发,探讨适用于机翼结构的复合材料力学性能要求,以及对碳纤维和树脂性能的相应要求。
关键词 飞机复合材料 制造技术 性能要求 机翼结构 论坛 力学 A400M 成飞公司
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飞机活动翼面的结构布局方法研究 被引量：4
17
作者 邓扬晨 张卫红 +1 位作者 万敏 章怡宁 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2004年第5期14-17,共4页
为探讨飞机活动翼面结构布局方法,提供一种用于结构方案论证时的新方法.采用模块化策略作为技术途径,表现为将CAD,CAE和结构拓扑优化组合使用,以UG作为CAD几何造型平台,以ANSYS作为CAE建模平台,利用“敏度阀值”概念和“约束补偿”措施... 为探讨飞机活动翼面结构布局方法,提供一种用于结构方案论证时的新方法.采用模块化策略作为技术途径,表现为将CAD,CAE和结构拓扑优化组合使用,以UG作为CAD几何造型平台,以ANSYS作为CAE建模平台,利用“敏度阀值”概念和“约束补偿”措施构造出一种拓扑优化新算法.以实际飞机型号作为算例,优化结果与真实的结构布局形式相比较,能够指出传统设计的不足之处,既验证了建立的物理模型的合理性,又考核了该优化算法的有效性. 展开更多
关键词 CAD CAE 几何造型 UG 新算法 平台 建模 活动 实际 结构布局
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从机翼薄壁盒结构设计中引出的问题 被引量：4
18
作者 邓扬晨 张卫红 +1 位作者 朱继宏 章怡宁 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2004年第6期20-22,共3页
以结构稳定性作为切入点,利用多格薄壁盒来模拟机翼结构的主要承力部分,能够既保留问题实质又降低复杂性.模型曲线形状表明:该优化问题为非凸不连续,具有多个局部最优解;优化结果指出: (1)替换材料, (2)增减载荷大小, (3)改变几何参数,... 以结构稳定性作为切入点,利用多格薄壁盒来模拟机翼结构的主要承力部分,能够既保留问题实质又降低复杂性.模型曲线形状表明:该优化问题为非凸不连续,具有多个局部最优解;优化结果指出: (1)替换材料, (2)增减载荷大小, (3)改变几何参数,最优结构拓扑形式均要发生变化.因此,无论从学术研究还是工程应用,基于稳定性约束的机翼结构优化均是一个值得研究的内容. 展开更多
关键词 改变 模拟机 保留 问题 降低 曲线形状 变化 机翼结构 切入点 学术研究
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多维函数图形的一种三维可视化方法 被引量：3
19
作者 邓扬晨 张卫红 +1 位作者 钱卫 章怡宁 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期368-371,共4页
为研究多维函数图形的可视化问题 ,利用科学可视化概念和向量正交性的特点 ,将多维函数通过某种链化方式转化为三维函数 ,提出了函数可视化的一种新方法。 3个算例均表明该方法针对所研究的问题有效和可靠 ,并且不受函数变量维数的限制 。
关键词 多维函数 可视化 向量正交性 变量链化
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含任意分层缝纫正交层合板压缩屈曲分析 被引量：2
20
作者 桂良进 郦正能 +1 位作者 章怡宁 杨旭 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期97-101,共5页
建立了分析含任意形状分层的缝纫增强复合材料层合板压缩屈曲问题的连续分析模型。该模型允许缝纫层合板含有一个或多个形状不同的分层。分析结果表明 ,缝纫针脚在分层区域的分布。
关键词 复合材料 缝韧 层合板 分层屈曲 压缩屈曲 连续分析模型 屈曲应变
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