航空机载机箱的轻量化分析及成型设备的研究
发布时间：2021-05-06 18:33
碳纤维复合材料重量轻、比强度与比刚度高等优点,得到了快速的发展,已经与金属材料、无机非金属材料、高分子材料并列成为四大材料。先进复合材料尤其是碳纤维聚合物基复合材料具有质量轻和高强度特性,是理想的轻量化材料。基于轻量化目标,有关碳纤维增强复合材料构件的结构优化、成型工艺及专用成型设备的研究是当今航空领域的热点课题之一。航空构件的轻量化对于飞机等航空器构件节能、减小惯性力高速飞行和适应空中姿态变化安全工作意义重大。21世纪航天技术发展的目标之一就是航天器的质量减轻、体积小型化,在轻量化与小型化方面进行深层次技术突破。航空构件种类繁多,充分实现轻量化需要做大量的研究工作。本课题主要研究内容包括两大部分:（1）碳纤维增强塑料航空机箱轻量化的研究;（2）航空机箱成型设备的设计及力学性能分析。碳纤维增强塑料航空机箱轻量化的研究。以航空仪器箱体为研究对象,基于静力分析对比研究碳纤维增强塑料与铝合金的结构性能,并通过仿真正交试验优化箱体结构确定箱体的最优壁厚,为实际成型加工提供最优的轻量化结构参数。航空机箱成型设备的设计及力学性能分析。通过对航空仪器箱体结构的研究以及浸胶铺叠挤压的成型方式,在此基础...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究动态
1.2.1 碳纤维增强塑料的研究
1.2.2 碳纤维增强塑在料航空航天的应用
1.3 本课题研究方法和内容
第二章 航空机箱的轻量化研究
2.1 航空机箱的有限元模型
2.1.1 UG模型的简化
2.1.2 添加模型的材料属性
2.1.3 模型网格划分
2.1.4 加载与约束
2.1.5 求解及后处理
2.2 铝合金机箱的有限元分析
2.3 碳纤维增强塑料机箱的有限元分析
2.4 分析与讨论
2.4.1 航空机箱的轻量化
2.4.2 箱体的壁厚设计
2.5 本章小结
第三章 碳纤维增强塑料航空机箱成型设备的研究
3.1 成型设备的设计方案
3.2 内模结构设计
3.2.1 内模空间划分
3.2.2 组合式内模结构及驱动装置的设计
3.2.3 组合式内模抽芯和复位过程
3.3 外模结构设计
3.3.1 外模的设计方案
3.3.2 组合式外模结构及驱动装置的设计
3.3.3 外模及驱动装置的运动过程
3.4 本章小结
第四章 成型设备的力学性能分析及运动仿真
4.1 成型设备的有限元分析
4.1.1 前处理
4.1.2 加载并求解
4.1.3 后处理
4.2 成型设备的运动仿真
4.2.1 连杆及其属性
4.2.2 机构中的运动副
4.2.3 定义解算方案并求解
4.3 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 主要研究结论
5.2 进一步工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]塑料模具设计中的常见问题及改进方法探索[J]. 杨淑琴,孙菁,奚霞. 产业与科技论坛. 2018(24)
[2]试论快速成型技术在塑料模具制造中的应用[J]. 梁士科. 中国设备工程. 2018(23)
[3]UG软件在塑料模具设计中的应用与分析[J]. 喻丹. 山东工业技术. 2019(01)
[4]Step函数在UG运动仿真中的具体运用[J]. 李丽红. 现代制造技术与装备. 2018(10)
[5]CAE/CAD技术在塑料模具设计中的应用探讨[J]. 杨巧玲. 湖北农机化. 2018(04)
[6]塑料模具设计中存在的问题及解决方案[J]. 李海铭. 科技风. 2018(22)
[7]碳纤维复合材料在星载天线结构中的应用[J]. 张登材,张义萍,黄福清,张杰. 电子机械工程. 2018(03)
[8]新型塑料模具材料的发展应用[J]. 李庆云. 南方农机. 2018(06)
[9]快速成型技术在塑料模具制造中的应用[J]. 张明芳. 环渤海经济瞭望. 2018(03)
[10]真空成型与热压罐成型复合材料的性能对比[J]. 马如飞,李嘉,桂佳俊,石峰晖,张宝艳. 航空材料学报. 2017(01)
硕士论文
[1]多功能摩擦磨损试验机的设计研究[D]. 王伟.南京林业大学 2016
[2]长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料模压成型工艺研究[D]. 胡章平.湖南大学 2015
[3]碳纤维增强树脂复合材料制备及其性能研究[D]. 徐才华.郑州大学 2014
[4]纳米粒子/碳纤维增强聚酰亚胺复合材料制备及性能研究[D]. 刘伟.哈尔滨工业大学 2013
[5]某航空机箱动力学性能仿真技术研究[D]. 王尚礼.西安电子科技大学 2012
[6]复合材料结构固化变形分析及其控制[D]. 庞杰.南京航空航天大学 2010
本文编号：3172417
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究动态
1.2.1 碳纤维增强塑料的研究
1.2.2 碳纤维增强塑在料航空航天的应用
1.3 本课题研究方法和内容
第二章 航空机箱的轻量化研究
2.1 航空机箱的有限元模型
2.1.1 UG模型的简化
2.1.2 添加模型的材料属性
2.1.3 模型网格划分
2.1.4 加载与约束
2.1.5 求解及后处理
2.2 铝合金机箱的有限元分析
2.3 碳纤维增强塑料机箱的有限元分析
2.4 分析与讨论
2.4.1 航空机箱的轻量化
2.4.2 箱体的壁厚设计
2.5 本章小结
第三章 碳纤维增强塑料航空机箱成型设备的研究
3.1 成型设备的设计方案
3.2 内模结构设计
3.2.1 内模空间划分
3.2.2 组合式内模结构及驱动装置的设计
3.2.3 组合式内模抽芯和复位过程
3.3 外模结构设计
3.3.1 外模的设计方案
3.3.2 组合式外模结构及驱动装置的设计
3.3.3 外模及驱动装置的运动过程
3.4 本章小结
第四章 成型设备的力学性能分析及运动仿真
4.1 成型设备的有限元分析
4.1.1 前处理
4.1.2 加载并求解
4.1.3 后处理
4.2 成型设备的运动仿真
4.2.1 连杆及其属性
4.2.2 机构中的运动副
4.2.3 定义解算方案并求解
4.3 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 主要研究结论
5.2 进一步工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]塑料模具设计中的常见问题及改进方法探索[J]. 杨淑琴,孙菁,奚霞. 产业与科技论坛. 2018(24)
[2]试论快速成型技术在塑料模具制造中的应用[J]. 梁士科. 中国设备工程. 2018(23)
[3]UG软件在塑料模具设计中的应用与分析[J]. 喻丹. 山东工业技术. 2019(01)
[4]Step函数在UG运动仿真中的具体运用[J]. 李丽红. 现代制造技术与装备. 2018(10)
[5]CAE/CAD技术在塑料模具设计中的应用探讨[J]. 杨巧玲. 湖北农机化. 2018(04)
[6]塑料模具设计中存在的问题及解决方案[J]. 李海铭. 科技风. 2018(22)
[7]碳纤维复合材料在星载天线结构中的应用[J]. 张登材,张义萍,黄福清,张杰. 电子机械工程. 2018(03)
[8]新型塑料模具材料的发展应用[J]. 李庆云. 南方农机. 2018(06)
[9]快速成型技术在塑料模具制造中的应用[J]. 张明芳. 环渤海经济瞭望. 2018(03)
[10]真空成型与热压罐成型复合材料的性能对比[J]. 马如飞,李嘉,桂佳俊,石峰晖,张宝艳. 航空材料学报. 2017(01)
硕士论文
[1]多功能摩擦磨损试验机的设计研究[D]. 王伟.南京林业大学 2016
[2]长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料模压成型工艺研究[D]. 胡章平.湖南大学 2015
[3]碳纤维增强树脂复合材料制备及其性能研究[D]. 徐才华.郑州大学 2014
[4]纳米粒子/碳纤维增强聚酰亚胺复合材料制备及性能研究[D]. 刘伟.哈尔滨工业大学 2013
[5]某航空机箱动力学性能仿真技术研究[D]. 王尚礼.西安电子科技大学 2012
[6]复合材料结构固化变形分析及其控制[D]. 庞杰.南京航空航天大学 2010
本文编号：3172417
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