摘要:本文介绍了一种在循环压缩载荷下获取碳纤维增强塑料 (CFRP) 平板冲击后损伤扩展的分析方法。基于引入的参考损伤模式 (RDM) 假设,给出了损伤增长寿命的解决方案。通过使用有限元分析 (FEA) 对裂纹驱动力与损伤大小的分析,可以确定获取损伤增长寿命的损伤临界大小。通过示例讨论和说明了损伤容限原理对包含冲击损伤的结构元件压缩-压缩循环载荷情况的适用性。使用引入的简化方法计算损伤增长寿命特征的结果表明,在复合材料结构中使用缓慢增长方法是可能的,但必须解决获得与所选裂纹驱动力测量有关的损伤增长率方程的精确参数的必要性。
摘要:本文提出了一种分析方法,用于获取碳纤维增强塑料 (CFRP) 平板在循环压缩载荷下的冲击后损伤扩展情况。基于引入的参考损伤模式 (RDM) 假设,给出了损伤增长寿命的解决方案。通过使用有限元分析 (FEA) 分析裂纹驱动力与损伤尺寸的关系,可以确定获得损伤增长寿命的临界损伤尺寸。通过示例讨论和说明了损伤容限原理对包含冲击损伤的结构元件压缩-压缩循环载荷情况的适用性。使用引入的简化方法计算损伤增长寿命特征的结果表明,在复合材料结构中使用缓慢增长方法是可能的,尽管必须解决获得与所选裂纹驱动力测量有关的损伤增长率方程的精确参数的必要性。
融合沉积建模(FDM)3D打印被广泛用于生产具有功能目的的热塑性组件。然而,纯热塑性材料的固有机械局限性在某些应用中使用时需要增强其机械特性。解决这一挑战的一种策略涉及在热塑性矩阵中纳入加固材料,例如碳纤维(CF)。这种方法导致创建适合工程应用的碳纤维增强聚合物复合材料(CFRP)。在3D打印融合中使用CFRP的添加剂制造的好处,包括定制,成本效益,减少浪费,迅速的原型制作和加速生产,并具有明显的碳纤维强度。这项研究涵盖了不同材料组成的拉伸和压缩测试:可回收的聚乳酸(RPLA),PLA富含10 wt。%碳纤维,原始聚乙二醇乙二醇乙二醇(PETG)和PETG增强,并具有10 wt.%碳碳纤维。拉伸测试符合矩形形状标本的ASTM D3039标准,而ASTM D695标准则控制压缩测试程序。此外,还对不同材料的拉伸和抗压强度的主要3D打印构建方向参数的影响进行了调查。结果表明,RPLA在拉伸和压缩测试中均表现出优异的机械性能,而不论频率或外边构建方向如何。在拉伸强度分析的背景下,值得注意的是,RPLA表现出卓越的性能,超过了CFPLA的30%渗透方向,并且在外向方向上表现出显着的39.2%的优势。此外,与其PETG对应物相比,用碳纤维增强的PLA具有优越的拉伸性和压缩特性。CFPLA和CF-PETG之间的比较分析表明,CF-PLA表现出较高的拉伸强度,平板分别增加了26.6%和27.6%。在抗压强度分析的背景下,RPLA分别超过了CFPLA,PETG和CF-PETG,分别以23.7%%下度和67%的速度超过了CFPLA,PETG和CF-PETG。有趣的是,发现与纯PETG相比,掺入10 wt。%碳纤维会减少拉伸和压缩特性。
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 千克,另加 30 千克用于细节和有效载荷 结构材料: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,适合懒惰的 Z 位置;机电设施,包括加热、冷却、按摩和电源插头 认证:所有大型飞机均通过 ETSO 16g 和 9g 认证
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
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
现代飞机越来越依赖电子设备来控制其系统。这导致了新的安全问题,即飞机对电磁危害的免疫水平,以及飞机制造商对其的评估。此外,由于除了天然来源之外还出现了新的人工来源,潜在 EMI 来源的种类急剧增加。飞机结构中复合材料的广泛使用加剧了这种情况:CFC、CFRC、CFRP 等。从机械角度来看,这些材料更轻更坚固,但导电性比金属差,因此屏蔽能力较低。从 EMC 的角度来看,AV 的主要 EM 威胁可以总结如下:• 雷电间接影响 (LIE):0 至 ~50 MHz。间接影响是由雷击导致的电流流过结构和内部线路而引起的。毫无疑问,这是对机载电子设备最重要的威胁,对于主要由 CFC 制成的飞机(Meyer 等人,2008 年),例如现代无人机,变得至关重要。
近年来,人们对高性能材料热机械成型工艺的兴趣显著增加。热成型行业是许多轻量化措施的解决方案,但在实现全球可持续发展目标方面,它也将面临自身的挑战。提高加热技术的效率、减少废料以及引入绿色或无化石燃料钢将有助于我们转向更高程度的循环性。学术和工业层面的研究和开发是高性能材料热成型持续创新的最重要先决条件之一,并开辟了新的场景以发挥其轻量化潜力。第 9 届 CHS2 会议将在纳什维尔(美国)举行,旨在继续推动压力硬化和相关热机械工艺的创新趋势,并在考虑可持续性和循环性主题的同时,推动其在其他市场(如重型和工业车辆、航空航天等)、新应用(电动汽车的新需求)和新材料(轻合金、CFRP、混合材料等)中的应用。
第2章设计和材料利用17目标18内容18 2.1介绍18 2.2历史透视和不断发展的材料技术19 2.2.1身体区域和术语20 2.2.2身体上的chassis和统一体系结构20 2.2.3早期材料和后续变化20 2.3动力学33 2.4.3静态刚度的设计34 2.4.4崩溃35 2.4.5重量效率36 2.5面板凹陷阻力和刚度测试42 2.6疲劳44 2.6.1针对疲劳的设计46 2.6 2.7替代体系结构48 2.7.1替代体系48 2.7.1单位铝制48 2.7.2钢制48 2.7.2或钢制钢(或钢制)。铝制空间框架和关联设计53 2.7.4使用铸件和专业纤维56 2.7.5混合材料设计的示例62 2.7.6设计基于碳纤维或CFRP 64 2.7.7镁74
在开发用于 CFRP 主结构的高速生产系统时,需要耐冲击和疲劳载荷。在采用先进真空技术的颗粒增韧系统中,单层内部的强度预计与预浸料界面的强度不同。缺陷既可能产生在层间区域,也可能产生在单层内部。因此,开发一种厚度方向强度空间分布的测试方法并研究最小值至关重要。在本项目中,我们开发了一种评估方法来区分非增韧和增韧层压板的层内和层间分层的断裂力学性能。通过对受损区域的三维观察(见附图),研究了微观机械断裂机理。通过提出抑制裂纹扩展的方法,这种微观机械表征有助于利用先进的真空成型技术设计和制备高性能材料。我们还尝试表征疲劳抗分层性的空间分布,以便基于我们团队独特和先进的实验方法建立长期结构完整性。