·计算材料学·
全复合材料主承力梁结构研制与分析验证
崔深山
万爽张涛全凌云？
（1中国运载火箭技术研究院，北京100076）（2航天材料及工艺研究所，北京100076）（3首都航天机械公司，北京100076）
房冬青3
文摘根据结构特点和受力特性，研制了一种全复合材料主承力梁结构。给出了主梁的铺层设计，详述了其成形工艺。基于MSC.Patran/Nastran建立了主梁有限元分析模型，采用线性求解器对多级载荷作用下的主梁进行了静强度分析，给出了结构应变与位移结采。同时设计了强度试验方案，对主梁结构进行了静强度试验验证，采集了应变与位移信息，确定了结构的响应。结果表明，全复合材料主承力结构满足强度设计要求，为复合材料应用于主承力结构提供了依据。
关键调复合材料，主承力渠，研制，有限元分析，验证
中图分类号：TB33
D0I:10.3969/j. issn. 10072330.2016.01.008
ManufactureandVerifyofCompositeMainLoading-BearingBeam
CUIShenshan'
WANShuang
ZHANG Tao'
TONG Lingyun2
(1China Academy of Launch Vehicle Technology,Beijing 100076)
FANG Dongqing
(2 Aerospace Research Institute of Materials & Processing Technology,Beijing 100076)
(3 Capital Aerospace Machinery Company,Beijing100076)
AbstractAccording to the structural characteristics and mechanical characteristics, we developed a composite main loadin-bearing beam structure. This paper presents the design of the main beam overlay detailing its forming process. Based MSC. Patran/Nastran establish a main beam finite element analysis model using linear solver main un-der multi-level load beam static strength analysis, it shows the structure of the strain and displacement results. While the design of the strength test program, the main beam structure static strength test was verified, strain and displace ment information was collected to determine the response of the structure. The results show that composite main load-ing-bearing beam structure design meets the strength requirements,and provide reliable data for the composite materi-als used in primary load-bearing structure.
Key wordsComposite,Main loading-bearing beam,Manufacture,Finite element analysis,Verify
0引言
先进复合材料具有的优异特性使其对于飞行器结构减重具有重要的意义[1]。美国自20世纪80年代末开始进行的先进复合材料技术发展计划（ACT) 中，特别重视飞行器结构复合材料技术的发展，应用新的设计、材料、制造概念和技术以开发低成本、高减重效率的结构件(2)。无论单块式、梁式还是混合式机翼都要设置翼梁，翼梁主要承受剪力和弯矩，它是机翼主要的纵向受力构件(3)。采用复合材料设计翼梁可在降低质量的同时大大提高翼面刚度。程立平
收稿日期：2015-10-26
基金项目：国防基础科研计划（A0320131001）
等研究了压电复合材料梁和板的变形控制问题[4]。姜文光等用截面变形耦合有限元法分析了复合材料梁[5]，简化了复合材料梁分析。黄立新等分析了各向异性复合材料梁，讨论了材料各向异性、弹性主轴方向等对结果的影响[6]。
本文根据结构受力特性，以碳纤维树脂基复合材料主承力梁为研究对象，设计其铺层序列与工艺流程，采用MSC.Patran/Nastran进行有限元仿真分析，得到其应变分布与变形情况，同时实施静强度试验，验证有限元分析结果，完成新型全复合材料主承力翼
作者简介：准深山，1986年出生，工程师，主要从事复合材料结构设计与产品研发工作。E-mail：cuishenshan5126.eom
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万方数据
宇航材料工艺http://www.yhclgy.com2016年第1期