【摘 要】
：
风扇叶片的飞出（Fan Blade Out,FBO）问题是涡轮发动机常见的安全威胁之一。发动机中断裂的风扇叶片击中机舱等飞机部位,可能会对飞行安全造成影响,如引发机舱失压、油箱燃油泄漏起火等问题,更严重的还可能导致机毁人亡,因此对机匣包容性能及影响因素的研究十分必要。作为一种具有高比模量、高比强度和低热膨胀系数的材料,并且碳纤维编织复合材料由于结构中接结经纱的存在,不易发生分层失效,是新一代航空发
论文部分内容阅读
风扇叶片的飞出（Fan Blade Out,FBO）问题是涡轮发动机常见的安全威胁之一。发动机中断裂的风扇叶片击中机舱等飞机部位,可能会对飞行安全造成影响,如引发机舱失压、油箱燃油泄漏起火等问题,更严重的还可能导致机毁人亡,因此对机匣包容性能及影响因素的研究十分必要。作为一种具有高比模量、高比强度和低热膨胀系数的材料,并且碳纤维编织复合材料由于结构中接结经纱的存在,不易发生分层失效,是新一代航空发动机风扇机匣的主要材料。在数值仿真分析方法中,宏细观模型兼具宏观尺度仿真模型和细观尺度模型的优点,是未来编织复合材料数值仿真的主要方法之一。因此本文结合宏细观建模方法,针对碳纤维2.5D编织复合材料作为机匣材料的弹道冲击性能、损伤形貌和影响因素进行研究。本文针对碳纤维2.5D编织复合材料,开展了宏观尺度模型和细观尺度模型材料本构模型和失效准则以及宏细观模型间界面数据的传递方法、靶板弹道冲击仿真验证研究、碳纤维2.5D编织复合材料弹道冲击性能影响因素研究等工作,对碳纤维2.5D编织复合材料的力学特性、弹道冲击性能以及包容性特征进行了系统的研究。具体包括:（1）开展了碳纤维2.5D编织复合材料的宏细观建模方法,建立了碳纤维2.5D编织复合材料的宏细观有限元仿真模型。研究宏观模型和细观模型中适用于碳纤维2.5D编织复合材料的本构模型和失效准则,建立该材料的宏观尺度连续介质模型和细观尺度模型,并研究选择合适的界面连接方法,在两种模型间建立连接,实现了宏观模型和细观模型间界面数据的传递。（2）开展了适用于弹道冲击的碳纤维2.5D编织复合材料宏细观模型验证研究。结合子模型技术建立的宏细观模型,对碳纤维2.5D编织复合材料进行弹道冲击仿真,通过与真实试验的弹体剩余速度,靶板吸能总量及损伤形貌等评价标准对比,表明宏细观模型除了可以较为准确预测复合材料平板的吸能性,还可以模拟平板在冲击过程中的基体开裂,纱线抽拔、断裂等形貌。（3）开展了碳纤维2.5D编织复合材料包容性能的影响因素研究。结合碳纤维2.5D编织复合材料宏细观模型通过对不同形状、不同尺寸弹体进行弹道冲击数值仿真。研究弹道冲击性能影响因素,并分析不同形状的弹体以不同角度冲击碳纤维2.5D编织复合材料机匣对机匣包容的影响。结合碳纤维2.5D编织复合材料宏观模型进行叶片旋转飞出仿真,分析叶片飞断转速和机匣厚度对机匣包容性的影响,发现随叶片飞断转速的增大,机匣吸能量增加,且机匣厚度增加对于不同速度飞出的叶片吸能量的增加率不同。全文通过基于子模型法的宏细观建模方法,对发动机轻质“硬壁”机匣结构材料碳纤维2.5D编织复合材料的弹道冲击性能及影响因素进行研究,初步形成了一套适用于碳纤维2.5D编织复合材料包容性研究设计的数值仿真方法。
其他文献
航空发动机高压涡轮紧邻燃烧室,工作时主流通道内充满着高温高压燃气。涡轮盘腔相对于主流道材料耐热性较低且无特殊冷却结构,燃气入侵会导致轮盘过热而造成损伤。为阻止该状况发生,一般从冷端部件抽取冷却气体通过轮缘密封来阻止主流燃气入侵盘腔,但过多的冷却气体与主流发生掺混又会降低涡轮级的工作效率。因此,为保证涡轮级运行中的工作效率,对于轮毂端区冷热气流相互作用的研究显得尤为重要。为了阐明轮缘封严流与主流非定
研究背景和目的:肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma,HCC）占原发性肝癌的90%以上。大部分患者早期症状不明显,故临床上发现时多为晚期。HCC的发生发展是多种因素相互作用的过程,其具体的机制目前尚未完全阐明,因此有必要深入研究HCC发生发展的相关生物学机制,以求寻找潜在分子层面的干预靶点和治疗方法。既往研究发现E2F家族蛋白与恶性肿瘤的发生发展呈密切相关。此家族的主要功能是
背景急性呼吸窘迫综合征（Acute respiratory distress syndrome,ARDS）是一种高病死率的疾病,急性肺损伤（Acute lung injury,ALI）是ARDS重要病因之一。ALI过程中巨噬细胞分泌炎性因子和趋化因子,促进中性粒细胞招募,放大级联反应加重肺损伤。ALI的治疗主要包括呼吸支持治疗和药物治疗,由于ALI过程中免疫失调,目前细胞免疫治疗正逐渐成为研究热点
工业控制系统在制造业中具有广泛应用,依靠工业控制系统实现自动化作业与居民的生产生活息息相关。机场航油自控系统则是典型的工业控制系统,在油气生产、运输、管理方面有着不可替代的作用。如今航油自控系统已与企业网络互联,因而变得相对的开放,但随之而来的信息安全问题也不容忽视。由于航油自控系统其功能性强、复杂程度高、造价昂贵、影响范围广的特点,很难在真实的平台上开展网络攻击防御的研究性测试,并且现有的模拟平
背景与目的PD-1/PD-L1抑制剂为晚期非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer,NSCLC）患者提供了新的治疗策略,但仍不可避免的出现耐药的情况。美国癌症免疫治疗协会（Society for Immunotherapy of Cancer,SITC）免疫治疗耐药工作组将用药后疗效评价为疾病进展或者不足6个月的疾病稳定判定为原发性耐药。本研究分析了接受PD-1抑制剂单药
目的:羟氯喹（Hydroxychloroquine,HCQ）最早作为一种抗疟药被发现,现已应用于治疗许多免疫性疾病,具有抗炎、调脂、免疫调节等作用。我们旨在探究羟氯喹应用于治疗Ig A肾病（Immunoglobulin A nephropathy,Ig AN）和Ig A血管炎肾损害[Immunoglobulin A vasculitis nephritis,Ig AVN;旧称过敏性紫癜性肾炎（He
目的:探讨尸体肾移植围手术期早期液体平衡对术后肾功能和相关并发症发生的影响,为优化肾移植围手术期液体管理提供临床依据。方法:本研究回顾性分析2015年1月1日至2019年4月30日于浙江大学医学院附属第一医院肾脏病中心行尸体肾移植术的肾移植受者。根据肾移植围手术期早期液体平衡四分位数分为低、中低、中高以及高液体平衡组,比较低、中低、中高以及高四个液体平衡组术后1,6,12月的估算肾小球滤过率以及围
目前我国对于复合材料的耐久性研究较少,所以对于复合材料耐久性的研究是有必要的。本文针对T700级碳纤维环氧树脂基复合材料层合板,研究了不同蠕变、疲劳加载条件下的材料损伤形式以及失效机理,对复合材料在长时间服役条件下的损伤研究具有重要的参考价值。首先,对碳纤维复合材料进行不同加载方式、不同加载应力水平的蠕变试验,研究不同加载条件对于材料应变的影响。结合VIC-3D非接触全场应变系统获取试样表面应变云
应急撤离作为飞机发生紧急情况后重要的逃生手段,可以避免飞机再次燃烧、爆炸等对乘客造成二次伤害。对客座数大于44座的飞机,应急撤离适航条款的符合性只能通过演示试验表明,但演示试验成本高昂,参试人员易受伤害,并且不能很好模拟真实的灾难场景。近年来随着计算机技术的飞速发展,计算机仿真模型成为研究应急撤离过程中乘员行为特征的重要手段。由于机器学习能够很好地提取到乘员的特征信息,进而可以在特定环境下进行轨迹
航空铝合金因强度高、延展性好被广泛应用于机翼蒙皮、长桁等飞机结构。在服役过程中,铝合金结构容易遭受环境引发的腐蚀损伤,且常承受疲劳载荷作用。因此,深入认识预腐蚀铝合金在不同工况下的疲劳失效行为,对于飞机飞行安全和寿命延长具有重要意义。本文开展典型工况下预腐蚀铝合金疲劳失效行为的实验研究。首先,进行了含点蚀7075-T651铝合金的单轴疲劳实验。利用三维数字图像相关（3D-DIC）方法观测试件的疲劳