制造商:Inairvation 图片设计创作者:Pierrejean 设计工作室 推出时间:2014 年展示,2015 年认证 宽度:扶手之间 17-25 英寸 高度:座椅高度 15-18 英寸;整体 30-53 英寸 深度:18-20 英寸,取决于配置 重量:包括安装板在内的结构重量为 45-70 公斤,另加 30 公斤用于细节和有效载荷 构造材料:多个大型主要部件采用 CFRP,铝制座椅箱 标准功能:机械或电动释放跟踪(每个方向最多 5.5 英寸/沿一个轴移动 11 英寸;每个方向 190° 旋转;摇摆功能(可停用) 可选功能:腿托;头枕;向下滑动的扶手;第二个倾斜关节用于懒惰的 Z 位置;机电设施包括加热、冷却、按摩和电源插头 认证:所有大型飞机均获得 ETSO 16 g 和 9g 认证
尽管莱特兄弟驾驶的第一架飞机所采用的就是天然复合材料(即木材),但复合材料作为飞机主结构和次结构的主要贡献却是在 1964 年发现碳纤维之后 1 。当时的目标是开发一种轻质、坚硬且强度高的新型飞机结构材料。碳纤维增强聚合物 (CFRP) 是一种将碳纤维嵌入聚合物制成的复合材料,目前广泛用于民用和军用飞机的主结构和次结构 2,3 。复合材料 2 并不局限于固定翼飞机,还经常用于其他航空航天应用,如直升机的旋翼叶片。由于复合材料比轻质金属合金具有更优异的机械性能 4 ,并且具有减轻重量的潜力 5 ,因此越来越受欢迎。然而,复合材料相对于金属合金的最大优势在于,它们可以定制成具有各向异性的特性,因此可以根据需要制造出强度和刚度的结构,从而减轻结构重量,提高空气动力学效率,最终提高燃油效率 3,5 。后者至关重要,因为 2009 年,国际民用航空组织 (ICAO) 宣布了二氧化碳排放上限,以实现碳中和增长,到 2050 年,航空二氧化碳排放量将比 2005 年的水平减少 50% 6 。
欠匹配铝焊缝的抗拉强度和延展性的实验量化 1. 目标。a. 本项目将通过实验测试具有欠匹配焊缝的铝制船舶结构连接细节,以更好地了解这些连接的能力,并创建测试数据库以供将来的设计方法验证。2. 背景。a. 铝结构可为许多船舶提供高达 50% 的结构重量节省潜力,从而降低燃料消耗并提高许多时间敏感或吃水受限应用的经济性。b. 设计铝结构的一个关键挑战是处理用于组装结构的欠匹配熔焊。与大多数钢材不同,船用铝合金在焊缝热影响区 (HAZ) 的强度会降低,达到原材料强度的 50%。然而,对焊接铝船舶结构的拉伸强度的研究很少。初步评估得出结论,目前的方法不足以设计复杂的连接。海洋工程和土木工程界已就此问题进行了更广泛的研究,但这些研究并未涉及海洋细节。c. 欠匹配焊缝的主要问题是,在极端拉伸载荷下,塑性变形会集中在欠匹配区域,导致这些区域出现高应变并最终发生延性失效。鉴于其余
摘要 :本文首次提出测量辅助装配(MAA)的概念,并概述了在工业中实现该概念的研究重点。MAA 表示高价值和复杂产品装配的范式转变,包括开发和使用新颖的计量流程,以全面集成和提高关键装配和辅助流程的能力。本文详细介绍了 MAA 的完整框架,展示了它如何促进大型复杂产品(如机身)装配过程能力和效率的逐步改变,而传统装配过程需要整改和返工,使用不灵活的工具并且主要是手动的,从而导致成本和周期时间压力。MAA 的概念包含一系列创新的测量辅助过程,这些过程可以实现快速的零件到零件装配、更多地使用灵活的自动化、可追溯的质量保证和控制、减轻结构重量以及提高整个尺寸尺度的精度水平。在实验飞机机翼上进行了 MAA 技术的全面工业试验,证明了该方法的可行性,而 140 家小公司的研究则强调需要更好地采用现有的工艺能力和质量控制标准。MAA 确定的研究重点包括开发无框架和工具嵌入式自动计量网络。其他研究重点涉及开发集成尺寸变化管理、热补偿算法以及将设计与测量和工艺规划联系起来的测量规划和检查算法。
纤维增强聚合物 (FRP) 复合材料层压板具有优异的强度、刚度和设计灵活性,被广泛应用于航空航天和工程领域。然而,FRP 层压板易受低速冲击损伤 [1]。冲击事件通常会造成内部损伤,而外部损伤迹象却很小,这也称为几乎看不见的冲击损伤 (BVID)。这种隐藏损伤对层压板性能的影响可能非常显著,特别是在压缩状态下,强度可能降低高达 50% [2]。因此,有必要定期进行无损检测或实施结构健康监测 (SHM) 系统来检测损伤的存在并防止结构发生灾难性故障 [3]。因此,在设计中纳入了大量安全因素以确保其安全性和可靠性,从而使复合材料结构重量更重、截面更厚。传统上,一旦在复合材料结构中检测到损伤,就会设计并进行临时或结构修复。这些问题的另一种解决方案是应用自修复 FRP 复合材料。自修复可以减轻撞击事件造成的损害,从而有机会改善 FRP 的设计容许值或提供其他好处,如减少维护和检查时间[4]。20 世纪 80 年代初,Wool 和 O'Conner 在裂纹修复的背景下探索了聚合物中修复材料的概念[5]。这项初步工作重点是了解如何使用溶剂焊接方法修复或修复裂纹。在这项研究中,Wool 和 O'Conner
15.补充说明由船舶结构委员会赞助。由其成员机构 16 共同资助。摘要 使用有限元和封闭式方法分析了焊接铝加固板,以确定焊接导致的强度降低。目前商业和军事对大型高速船舶的兴趣导致了铝制单体船、双体船和三体船的发展。在这些船舶的设计中,尽量减少轻型船舶的重量,从而减少结构重量,具有重要意义。焊接铝会导致焊缝周围区域的材料性能发生重大变化。5xxx 系列和 6xxx 系列合金的强度很大一部分来自冷加工或热加工,这些工艺受到焊接热输入的影响。焊接过程中受热影响的区域称为热影响区或 HAZ。对于通过熔焊连接的高强度 5xxx 和 6xxx 系列合金,HAZ 通常比母材弱 30% 到 50%。铝中 HAZ 强度下降 30% 到 50% 尚未得到充分研究。当前的设计方法假设所有金属都会具有这种降低的强度,而局部弱化已被证明对压缩和拉伸的整体强度影响较小。这种方法可能会严重低估焊接结构的强度,并可能对最终的容器设计造成重大的重量损失。本研究旨在为修改设计标准提供依据。针对不同的板-加强筋组合以及 AL5083 和 AL6082 开发和分析了细网格有限元模型。使用了非线性应力-应变曲线。使用以下属性执行非线性有限元分析:a)。母材,b)。HAZ,c)。母材和 HAZ(延伸 3 倍板厚)。针对拉伸、压缩和弯曲载荷分析了这些模型。对于这三种情况中的每一种,都制定了极限状态标准来比较结果。
绝热、可定制的比强度、出色的冲击能量吸收和缓冲性能,而且结构重量很轻。通过调整基础材料特性和细胞结构,可以定制这些结构的宏观(体积)行为,这使得细胞固体广泛应用于汽车、航空航天、体育、生物力学和包装行业。已确定细胞固体的密度、承载、能量吸收、声学和热特性在很大程度上取决于其细胞结构的几何形状、连通性和结构。细胞固体中特性结构性能的相互依赖性导致开发出各种类型的随机或无序(泡沫)和周期性或有序(晶格)结构,这些结构具有可定制和特定于应用的特性。然而从实际角度来看,在设计和开发多孔固体时,特别是对于结构的承载能力至关重要的用途,一个常见的缺点是在比强度和能量吸收性能之间进行权衡。 [1] 研究表明,增加多孔固体的细胞壁厚度通常会导致更高的强度和更低的能量吸收能力。相反,可以通过减少细胞壁厚度(以强度和刚度为代价)来提高比能量吸收(以重量为标准的吸收应变能量)。在解决多孔固体的强度能量吸收二分法方面已经取得了重大进展。例如,膨胀结构的开发为一种新型多孔结构打开了大门,这种结构在抗变形和压痕性能的改善、增强的承载和断裂性能以及增强的冲击能量缓解性能方面优于传统结构。 [2 – 4] 事实证明,膨胀结构前景广阔,尤其是在体育应用中,可用作具有可调性能的轻质防护垫。[5] 然而,尽管它们有可能为提高强度和缓冲性能提供途径,但仍需要克服一些困难,并呼吁在这一领域进一步发展。例如,膨胀结构(尤其是膨胀泡沫)的加工和制造并不适用于所有聚合物系统,需要精确且通常成本高昂的加工技术。[2,6]
15.补充说明由船舶结构委员会赞助。由其成员机构 16 共同资助。摘要 最近的大型铝高速船已经利用定制挤压件有效地建造大型扁平结构,包括内部甲板、湿甲板和侧壳部件。在本报告中,研究了设计和优化此类挤压件以尽量减少结构重量的一般方法。回顾了铝板和面板在平面内和平面外载荷下的强度方法,并将其与公开文献中发表的可用实验测试数据进行了比较。对于铝板和面板的平面内抗压强度,通常发现良好的一致性。然而,目前用于评估板材部件上的平面外载荷以及在组合载荷下作用的板材和面板的最先进的方法并不那么先进。建议在这些领域开展进一步研究。开发了一种使用遗传算法的多目标优化器;该优化器旨在快速生成帕累托边界,将各种强度水平的最小重量设计联系起来。开发了一种工程方法,用于估计平面内和平面外载荷组合下的任意挤压件的强度,并将其链接到优化器以创建完整的设计方法。该方法用于为三种不同类型的挤压面板(板和加强筋组合、夹层面板和帽形加强面板)开发主车辆甲板和公称高速船上强度甲板位置的面板的帕累托边界。最后,提出了结论和未来研究的建议。总体而言,这三种类型的面板在各种强度范围内都表现良好,但在某些应用中,夹层面板比其他两种面板略重。这种工程强度估计方法和多目标遗传算法优化方法的结合已被证明对于此类挤压件的设计非常实用,在标准台式电脑上,完整帕累托前沿的生成时间仅为几分钟。17.关键词 铝、挤压件、屈曲、极限强度、优化、遗传算法。
项目背景:纤维增强聚合物(FRP)复合层压板正在迅速替换各个领域的传统金属结构组件,尤其是在航空航天行业中,轻度重量已成为最重要的设计优先事项之一。先进的FRP复合材料,表现出最高特异性的刚度和强度,是满足这种严重需求的理想候选者。这解释了最新的商业和军用飞机如何涉及大量的复合材料作为结构重量的一部分,并且自从出现第一台高级FRP复合材料以来,这才一直在不断增加。尽管其出色的设计多功能性,尤其是在上色设计方面,但自1960年代以来,上式选择和配置的原理几乎没有改变,那里的四边形层压板是由四个主要层角组成的四轴层压板,即,0,90,90,90,+45,以及-45,以及-45,甚至是广泛使用的)(甚至是综合的)。这种方法主要基于所谓的“ 10%规则”,通常导致过度保守的设计具有相对较厚的重复单元或“ sublaminate”。次优的设计因此,不仅不足以使碳纤维复合材料的真实潜力不足,而且使它们成本高昂,难以制造和维修。过去几年在综合设计领域,特别是层压层建筑中见证了令人难以置信的有希望的进步,其中已介绍了许多针对特定应用程序量身定制的高级上篮优化方法。原型将以比较方式制造和测试以进行实验验证。与包括精神航空系统(贝尔法斯特)和柯林斯航空英国(Collins Aerospace UK)在内的领先航空航天OEM的密切合作,监督团队已经建立了基于Tsai教授团队的最新发现,他们的基础是新的综合设计方法论,他们曾善良地支持材料筛选和预付结构分析,这些项目友好地支持了材料的结构分析。团队的当前重点是通过制造和表征优化的上篮设计进一步发展基于不变的设计概念。项目描述:拟议的项目旨在采用一系列新颖的上篮优化方法,包括基于不变的方法和所谓的“双/双人双”替代方案,以根据给定的结构要求提供最佳最佳层压板配置。根据现实生活中的航空航天应用,考虑到特定的负载方案,对现有的传统设计进行了优化。这包括一系列机械和损伤特性的表征。成功的候选人将有机会与该项目的行业合作伙伴Spirit Aerosystems参与讨论设计思想的行业合作伙伴。这将在工厂场所进行制造和测试优化的复合层压板。
近年来,由于对更可持续的能源和运输的需求越来越强劲,电动汽车市场和行业一直在迅速发展。随着这种更大的需求,出现了新的挑战,例如自主性和效率。体重在这两个参数中起着重要作用,因此减轻重量对于电动汽车的性能至关重要。另一方面,复合材料,尤其是碳纤维增强聚合物(CFRP),提供了经典金属材料的低重量替代品。在车辆中,可以通过复合材料改善机械性能的组件,同时减小结构重量,这是电池容器。在此组件中使用复合材料的使用变得越来越普遍,无论是在高性能的汽车中,例如机动运动还是常规运输车辆。复合材料不仅具有较高的电阻/权重关系,而且还提供了其他优势,例如低电导率和更大的刚性。他们也有可能制作更复杂的形式。与高性能运动运动一样,复合材料可用于工程相关的环境中,例如促进学生融合的竞赛。Formula Student是一项全球竞赛,在该竞争中,学生面临挑战和制造公式式跑步汽车的挑战。这些汽车可能具有燃烧,电动机或混合运动组。电动汽车的关键组成部分是其电池,因此是其容器,可以保证结构完整性和安全性。该容器由许多铝制团队制造。但是,许多团队选择在电动汽车市场之后使用复合材料。在本文中,提出了CFRP容器的概念来提高组件性能和安全性。经过一些设计迭代后,通过有限元素模拟研究了CFRP电池盒的性能。这样做不仅是为了了解新结构的行为,而且是为了确保它符合汽车将参与的比赛规定。还使用了复合材料的经典理论对分析模型进行了综述,这导致了某些模型与实验论文的比较。使用Altair HyperMesh进行临界加载案例进行层优化模拟,以减轻所选区域的重量或增加电阻。 最后,使用类似于累加器盒的材料进行实验测试,以创建一个工作流程,以在电池盒中使用的材料测试中使用。 关键字:复合材料,电动汽车,有限元素分析,学生公式,电池讲故事的人,模拟,弯曲测试。层优化模拟,以减轻所选区域的重量或增加电阻。最后,使用类似于累加器盒的材料进行实验测试,以创建一个工作流程,以在电池盒中使用的材料测试中使用。关键字:复合材料,电动汽车,有限元素分析,学生公式,电池讲故事的人,模拟,弯曲测试。