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1、第42卷第12期塑料工業(yè)2014年12月CHINAPIJASTICSINDUSTRY先進復(fù)合材料格柵結(jié)構(gòu)力學(xué)性能仿真分析木周洲，巨嘉璐，魏要偉，蔣炳炎(1．中南大學(xué)機電工程學(xué)院，高性能復(fù)雜制造國家重點實驗室，湖南長沙410083；2．中南大學(xué)航空航天學(xué)院，湖南長沙410083)摘要：以玻璃纖維增強聚丙烯基復(fù)合材料格柵結(jié)構(gòu)為研究對象，針對格柵結(jié)構(gòu)參數(shù)與格柵結(jié)構(gòu)強度的關(guān)系，使用有限元分析軟件Ansys對格柵角度和格柵厚度兩個重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行仿真模擬。以等效應(yīng)力和應(yīng)力體積比大小為依據(jù)，考慮構(gòu)件實際受力情況，作力學(xué)模型簡化，通過仿真分析得出格柵角度與格柵厚度的理論優(yōu)化值為42。和1．5mm，實現(xiàn)
2、對熱塑性復(fù)合材料格柵結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計。關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；格柵結(jié)構(gòu)；有限元分析；力學(xué)強度DOI：10．3969／j．issn．1005—5770．2014．12．030中圖分類號：TQ327．1文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1005—5770(2014)12—0123—04SimulationAnalysisforMechanicalPerformanceofAdvancedCompositeGridStructureszHOUZhou，JUJia。lu，WEIYao。wei，JIANGBing’yan(1．SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，Th
3、eStateKeyLaboratoryofHighPerformanceandComplexManufacturing，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China)2．SchoolofAeronauticsandAstronautics，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China)Abstract：Glassfiberreinforcedpolypropylene—basedcompositegridstructurewasselectedforthestudy．Fortherelationshipbe
4、tweendstructureparametersandmechanicalproperty，finiteelementanalysisAnsyssoftwarewasusedtoanalyzetheeffectofgridangleandgridwidthonthegridstructurestrength．Accordingtothevalueofequivalentstressandratiobetweenstressandvolume，mechanicalmodelwassimplifiedwithconsideringtherealities．Theoptimumvalueofg
5、ridangleandgridwidthwas42。and1．5mmbysimulationanalysis．Thisstudyachievedtheoptimaldesignofthermoplasticcompositegridstructure．Keywords：Composite；GridStructure；FiniteElementAnalysis；MechanicalStrength先進復(fù)合材料格柵增強結(jié)構(gòu)(AGS)的概念是型加工周期短、吸濕小、可多次重復(fù)加工及修補、預(yù)20世紀(jì)70年代由美國麥道公司首先提出的_lJ，其基浸料穩(wěn)定、可回收再加工、無環(huán)境污染問題等優(yōu)本構(gòu)想是整個結(jié)構(gòu)
6、由加強肋與蒙皮組成，加強肋呈正點J。但熱塑性復(fù)合材料也普遍存在著承載能力不多邊形網(wǎng)格分布，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)各向異性。研究表明由于高的缺陷，無法在使用環(huán)境較為苛刻、承載能力要求其自身結(jié)構(gòu)特征獲得相比其他形式強度和剛度增強較高的場合下使用J。30％以上，已廣泛應(yīng)用在飛機艙門、窗框、飛機最早的復(fù)合材料網(wǎng)格結(jié)構(gòu)件是等網(wǎng)格結(jié)構(gòu)l卜。機翼、油箱以及汽車防撞梁等平板或者殼類零部復(fù)合材料格柵結(jié)構(gòu)處在復(fù)雜的受力環(huán)境中，受總體布件上。局的限制，要求體積小、質(zhì)量輕、強度高。為了提高熱塑性樹脂基復(fù)合材料已成為復(fù)合材料異?；钴S構(gòu)件的總體性能水平，需要減輕格柵結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，但的研究開發(fā)熱點。近些年，國外熱塑性復(fù)合材料的發(fā)這又會
7、降低格柵的強度。因此，復(fù)合材料格柵結(jié)構(gòu)在展速度是熱固性復(fù)合材料的數(shù)倍J，與熱固性復(fù)合使用之前必須進行強度校核。實際的格柵結(jié)構(gòu)受力多材料相比，熱塑性復(fù)合材料的分子結(jié)構(gòu)呈線形，分子種多樣，邊界條件十分復(fù)雜，用常規(guī)解析方法來求解受到外力作用時變形大，呈現(xiàn)出較高韌性，可達到熱是十分困難的。有限元分析方法因其簡單易行，能有固性樹脂的10倍以上J。熱塑性復(fù)合材料還具有成效地分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)在載荷下的應(yīng)力分布情況。本文擬湖南省科技計劃項目
