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自动铺丝加工技术在复合材料大型构件中应用广泛。在高速加工技术的研究基础上,提出了一种自动铺丝加工轨迹姿态优化算法。自动铺丝应用的对象多为复杂构件,其中施压法向的剧烈变化会降低铺放速率,延长制造周期。为了解决这些问题,通过建立自动铺丝加工允许偏转空间,用滤波法和约束优化两种方法对加工轨迹进行了姿态优化。通过数据分析和实际铺放验证,优化后加工轨迹的转轴运动曲线以及转轴加速度曲线均得到了一定程度的光顺优化,此外加工时间也得到了明显的减少。
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本文采用ABAQUS有限元分析软件建立了碳纤维复合材料引擎盖模型,在弯曲、侧向弯曲和扭转三种工况下,将引擎盖弯曲刚度、侧向弯曲刚度、扭转刚度的计算结果与实验进行比较,验证了有限元模型的有效性。利用模型分析了铺层方式对引擎盖刚度的影响,发现[±45°]铺层能得到的刚度。将正交实验设计和有限元分析相结合,分析了复合材料单层板四个工程常数E1、E2、ν12和G12对引擎盖刚度的影响,发现面内剪切模量G12是影响引擎盖刚度的主要因素,泊松比ν12对引擎盖刚度没有显著规律。

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采用单位体积用水量、水灰比、再生粗骨料取代率和再生细骨料取代率这4个影响因素设计正交试验,研究这些因素对再生混凝土导热系数和密度的影响;同时定义骨料影响系数C,分析了再生混凝土导热系数变化的内在机理,并基于普通混凝土导热系数的计算公式,提出了修正的再生混凝土导热系数计算公式.结果表明:4个影响因素中,再生粗骨料取代率对再生混凝土导热系数影响;再生混凝土导热系数与C值间存在显著的线性关系;修正的再生混凝土导热系数计算公式的计算结果与试验结果吻合较好,便于实际工程应用.
碳纤维复合材料在民用飞机上得到广泛应用,但是由于其差的导电性易受雷击损伤。采用化学镀的方法在碳纤维复合材料试样表面制备了导电金属铜镀层以提高复合材料抗雷击特性。利用扫描电子显微镜和X射线衍射分析了镀层的表面形貌与晶体结构,研究了硫酸铜的浓度对金属铜镀层的沉积速率与导电性能的影响。结果表明,随着硫酸铜浓度的增加,沉积速率逐渐升高,而镀层电阻值逐渐降低,导电性增加。当硫酸铜浓度为14g/L时,碳纤维复合材料表面铜晶粒均匀,结晶性好,电阻为19.8mΩ/sq,具有良好的导电性。
玻璃钢夹砂管作为一种柔性非金属复合材料,力学性能优良,综合经济效益好,在公路涵洞工程具有广阔的应用前景。由于路面长期受重型车辆荷载作用,对埋地管涵的强度有更高的要求,其夹砂层质量尤为重要,而目前众多企业生产的FRPM管夹砂层均存在问题。通过制作不同级配的试样优化夹砂层强度,分别测试其抗折和抗压强度,并采用体视显微镜分析试样的断面形貌特征。结果表明,第4组级配试样的力学性能,其石英砂和树脂粘结状态较好,树脂填充密实,为玻璃钢夹砂管的生产质量控制和在公路涵洞工程上的推广与应用提供科学的依据。