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埋入压电材料的智能复合材料结构振动主动控制理论和实验研究

近20年来,智能材料结构随着材料科学、计算机技术、信息理论、控制理论等学科的发展已成为国内外最活跃的研究课题之一。智能材料结构是集智能传感元件、智能作动元件,微型计算机控制芯片等于一体的复合型结构,在航空、航天、国防、汽车、石油钻探、采矿、铁路运输、工业机器人、以及机床等各行各业中,都有着广泛的应用前景。继美国军方提出和展开大规模的研究之后,日本、英国、德国、澳大利亚、韩国等相继投入人力、财力开展智能材料结构的研究工作,我国自90年代以来,也有一批专家学者从事这方面的研究,某些成果已达到了国际先进水平。智能材料结构振动主动控制技术就是借助于其中智能材料的作动和传感特性来对结构的振动进行控制。压电材料由于其自身的压电效应和逆压电效应而被制作成压电传感器和压电驱动器来对结构的振动进行控制。早期的研究主要集中在表面粘贴压电片的结构,表面粘贴压电片具有一些无法克服的缺点。本文着重进行利用埋入复合材料结构的压电传感器和压电驱动器对其振动进  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

《硅酸盐通报》2017年07期
硅酸盐通报

MIL-53/4A沸石复合材料的制备及吸附水性能的研究

1引言沸石分子筛是一类多孔无机材料,因其独特的吸附性、共价载体性和良好的化学可修饰性,被广泛应用于洗涤助剂、石油化工及环境保护等诸多领域[1]。A型沸石由于凝胶组成简单、拓扑结构规整、晶化速度快、应用性广泛,经常被用来研究沸石晶化过程[2],4A沸石是最具代表性的A型沸石,它是一种硅铝化合物,由Si-O-Al四面体单元形成笼型晶体结构,其孔腔尺寸约为0.4 nm,是一种不溶性的铝硅酸钠结构[3]。金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks)简称MOFs,是一种新型的多孔材料,它将有机配体与金属离子通过自组装形成了重复的网络结构。MOFs具有比沸石更高的比表面积、孔体积,故其作为吸附剂具有很大的应用潜力[4]。MIL-53作为其中一类典型的MOFs材料,是由三价金属铝、铁、铬与对苯二甲酸的羧基自组装而形成的一维菱形孔道的三维骨架结构[5]。MIL-53的结构会在吸附时自主调节孔道形状和尺寸,这种现象成为“呼...  (本文共6页) 阅读全文>>

《航空制造技术》2017年16期
航空制造技术

U型复合材料结构件热压罐固化变形及补偿技术应用研究

复合材料以其比强/刚度高、耐腐蚀、耐疲劳和可设计性强等优点迅速在直升机结构上得到大量应用,已由次承力结构发展到主承力结构。目前,国外先进直升机上复合材料的用量已经达到机身结构重量的80%~90%,其相对于金属结构的重量优势也表现突出,与金属结构相比减重效益达到20%~25%,直接提高了直升机的装载能力、航程和舒适性[1-4]。复合材料结构在应用过程中,受到设计结构和制造过程的影响,成型后的制件均存在不同程度的固化变形的缺陷,直接影响其在机身结构上的装配效果和使用寿命。零件固化变形严重会导致制造的反复,造成成本的增加和制造周期的延长。固化变形等缺陷的存在,直接影响了大型整体结构在直升机机身上的应用进程。因此,制造技术可以利用仿真的手段预测复合材料零件固化中产生的缺陷,从而优化制造工艺,避免或减少制造缺陷。工艺仿真技术的应用,对于改进传统的主要依赖经验的工艺设计方法、减少试验次数、加快工艺研制周期、降低成本意义重大[5-15]。热压...  (本文共6页) 阅读全文>>

《科技视界》2017年06期
科技视界

PATRAN中复合材料结构应变读取方式研究

0引言复合材料由于密度小、比强度和比模量高、抗疲劳性能优越、性能可设计和易于整体成形的优异特性,自20世纪60年代诞生起就显示了强大的生命力。复合材料设计与制造技术的发展和成熟,推动了其在民用飞机中的广泛应用。近年来,低成本、高性能的复合材料结构越来越多的应用到民用飞机上。如空客A350和波音787飞机上都采用了大量的复合材料。1复合材料结构应变校核复合材料结构广泛应用的背后,隐藏的是复合材料结构的设计和制造。其中复合材料设计的优劣需要通过强度分析结合验证试验来完成适航验证。对于复合材料结构的强度分析来说,首当其冲的就是应变分析。复合材料结构通过设计许用值试验,获取复合材料结构的拉伸、压缩和剪切性能的许用应变。再通过PATRAN软件建立复合材料结构的有限元模型,运用NASTRAN软件计算出内力解,获取对应复合材料结构的工作应变,通过公式(1)进行应变强度分析,获取结构应变安全裕度。M.S.=[ε]ε-1需要注意的是,在应变分析中...  (本文共1页) 阅读全文>>

《高科技纤维与应用》2017年04期
高科技纤维与应用

复合材料结构热传导与热性能分析研究进展

定稿日期:2017-07-260引言复合材料是由两种或两种以上具有不同物理性质的材料复合而成的。在热环境变化的影响下,复合材料结构中会产生热应力,再加上高温下基体材料性能的下降,复合材料结构的性能会显著降低,因此,在设计复合材料结构时必须考虑其热性能。对于使用高温固化的复合材料结构,在固化升温过程中,环境温度通常会达到上百摄氏度,接着再冷却至室温,环境温度会发生较大的变化,同时,树脂的固化又是一个放热的化学反应过程。在外界环境冷却和内部固化放热共同作用下,结构内的温度分布变得较为复杂,于是产生了残余热应力,使结构的承载能力下降[1~3]。目前已有大量针对固化温度场和残余热应力的研究,前人[4~6]的研究结果表明,可以通过使用特制热膨胀夹具,延长预固化时间,降低升温和降温的速度等方式来优化固化工艺流程,有效减小固化过程带来的残余热应力,复合材料结构的固化残余热应力及其对结构性能的影响已不再是今后研究的热点。除了制造过程中的固化热,...  (本文共6页) 阅读全文>>

《材料导报》2008年S1期
材料导报

易碎复合材料结构研究进展

0引言近年来,随着工业产品结构的快速发展,各种新型复合材料结构应运而生。在兵器工业产品结构中,首先出现了一类特殊的结构复合材料:它既需要具备足够的强度和刚度以承受一定的外载荷,又能够在一定的触发条件下自行碎裂。如火箭助推鱼雷头部的复合材料声纳保护罩[1],当鱼雷从水中发射推进到空中高速飞行时,它必需具备足够的强度和刚度以保护罩内的仪器装置;当鱼雷接近敌舰再人水时,它必须能够在人水时水面反击力作用下自行碎裂,露出声纳导航装置使能对人水后的鱼雷实施声纳导航。另外如大型火炮和导弹发射筒的口盖、生化武器迫击炮的弹壳、深海导弹发射系统的隔水罩等,都有类似的功能要求。在兵器工业产品结构中,这样的类似结构还有很多,它们大多呈曲面壳或平板状,大多采用复合材料制造。根据它们工作机制的共同特征,可把它们统称为“易碎复合材料”。易碎复合材料的设计、制造和质量检测要比通常的结构复合材料复杂得多,需要综合复合材料力学、断裂动力学和材料科学的相关理论和实验...  (本文共3页) 阅读全文>>