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基于ADAMS的无人机空中发射动力学仿真及分析 认领
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作者 张少 童小燕 +1 位作者 张伟 《弹箭与制导学报》 北大核心 2020年第2期29-31,共3页
提出一种新型无人机空中旋转发射总体方案,并利用三维实体建模软件CATIA和动力学仿真软件ADAMS联合建立载机、无人机、发射架等的实体三维模型;对空中发射无人机过程进行了动力学仿真,得到了在给定发射初速度条件下无人机质心位移的变... 提出一种新型无人机空中旋转发射总体方案,并利用三维实体建模软件CATIA和动力学仿真软件ADAMS联合建立载机、无人机、发射架等的实体三维模型;对空中发射无人机过程进行了动力学仿真,得到了在给定发射初速度条件下无人机质心位移的变化曲线和无人机顶点与货舱底面垂向距离变化曲线,分析了空中发射无人机方案的可行性。分析结果表明:无人机在0.19 s可以出舱,且在整个过程中无人机与货舱不会发生碰撞,无人机可以安全离开载机。 展开更多
关键词 ADAMS 动力学仿真 空中发射 无人机
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基于深度学习的复合材料铺层优化方法 认领
2
作者 白国栋 童小燕 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2020年第7期68-73,共6页
复合材料在航空工程中有着广泛的应用,其中铺层优化对提高结构承载能力至关重要。本文中首先运用基于神经网络的深度学习方法快速预测设计结果,然后依据预测结果,通过遗传算法搜索复合材料层合板设计问题的最优解,提高铺层设计效率,最... 复合材料在航空工程中有着广泛的应用,其中铺层优化对提高结构承载能力至关重要。本文中首先运用基于神经网络的深度学习方法快速预测设计结果,然后依据预测结果,通过遗传算法搜索复合材料层合板设计问题的最优解,提高铺层设计效率,最后对比应用深度学习技术与传统优化算法得到的优化结果,证明了深度学习技术在层合板铺层优化中的便捷性和有效性。 展开更多
关键词 深度学习 复合材料 遗传算法 多任务学习 铺层优化
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材料初始缺陷对平纹编织C/SiC复合材料热残余应力的影响研究 认领
3
作者 白国栋 童小燕 《航空工程进展》 CSCD 2020年第3期332-337,共6页
C/SiC热残余应力影响材料服役性能,而初始缺陷影响热残余应力,因此有必要对平纹编织C/SiC复合材料的初始缺陷与热残余应力的关系进行研究。通过试样截面扫描电镜(SEM)图像对材料各类初始缺陷的分布特征进行测量和统计,建立含初始缺陷的... C/SiC热残余应力影响材料服役性能,而初始缺陷影响热残余应力,因此有必要对平纹编织C/SiC复合材料的初始缺陷与热残余应力的关系进行研究。通过试样截面扫描电镜(SEM)图像对材料各类初始缺陷的分布特征进行测量和统计,建立含初始缺陷的宏观材料的代表体积单元(RVE)和纤维束RVE有限元模型;采用稳态变温法及有限元细观计算力学(FECM)方法预测含初始缺陷的纤维束RVE有效性能参数及热残余应力。结果表明:应力预测值与试验值吻合较好,得到了各类初始缺陷与宏观材料热残余应力之间的定量映射关系。 展开更多
关键词 C/SIC 稳态变温法 初始缺陷 热残余应力 RVE模型
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基于计算流体力学的空中回收锥套气动特性分析 认领
4
作者 赵航 廖鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第4期1684-1689,共6页
无人机空中回收是指当无人机完成飞行任务后,载机在空中对其回收的技术。当前回收的方法是载机舱门打开,伸出一套绳索-锥套系统,无人机头部安装捕获杆,插入锥套并锁紧,绳索将锥套和无人机一起拖回舱内。若要完成自主控制的空中回收,要... 无人机空中回收是指当无人机完成飞行任务后,载机在空中对其回收的技术。当前回收的方法是载机舱门打开,伸出一套绳索-锥套系统,无人机头部安装捕获杆,插入锥套并锁紧,绳索将锥套和无人机一起拖回舱内。若要完成自主控制的空中回收,要准确掌握空中回收锥套的气动特性。基于计算流体力学(CFD)研究了国外某型锥套的气动特性,并与风洞实验值进行比较,误差在合适范围内。通过CATIA改变锥套支柱的数量、展开角,构建了锥套的子模型以及改变来流空速、迎角等条件,用CFD计算的方法分别计算了不同状态下锥套的气动阻力,通过分析比较可以得出结论:稳定伞是锥套阻力的主要来源。锥套支柱数量越多,阻力系数越小,来流迎角增加,锥套阻力系数减小,锥套支柱展开角增加,锥套阻力系数增加。而空速对阻力系数几乎没有影响。该方法计算了不同影响因素变化时的锥套阻力系数,为工程中分析锥套阻力特性提供了重要依据。 展开更多
关键词 空中回收 计算流体力学 锥套模型 来流条件 阻力系数
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基于改进遗传算法的C/SiC拉伸损伤声发射模式识别 认领
5
作者 张勇祯 童小燕 +2 位作者 李斌 白国栋 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期593-600,共8页
采用层次聚类及基于改进遗传算法的无监督模式识别方法,对2D-C/SiC复合材料常温拉伸试验过程的声发射数据进行分析,结合试样断口的扫描电镜(SEM)照片,得到拉伸过程中5类损伤模式及其典型声发射特征参数。通过对各类损伤的能量分布、累... 采用层次聚类及基于改进遗传算法的无监督模式识别方法,对2D-C/SiC复合材料常温拉伸试验过程的声发射数据进行分析,结合试样断口的扫描电镜(SEM)照片,得到拉伸过程中5类损伤模式及其典型声发射特征参数。通过对各类损伤的能量分布、累计事件数和累计能量的分析,研究C/SiC复合材料的损伤演化过程,发现其过程可分为基体微裂纹和界面失效为主的初始损伤阶段、基体微裂纹停滞导致层间剥离及纤维失效占主导地位的裂纹饱和阶段、基体长裂纹和界面失效为主的损伤积累发展阶段和纤维束大量失效的宏观断裂阶段。 展开更多
关键词 C/SIC 声发射 改进遗传算法 无监督聚类 损伤
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基于最佳环量分布的螺旋桨滑流影响预测 认领
6
作者 廖鹏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2692-2699,共8页
为了更加快速且准确地预测螺旋桨滑流对机翼气动系数的影响,提出了基于最佳环量分布并结合激励盘数值模拟技术实现螺旋桨滑流影响预测的方法,选择Prandtl最佳环量分布解析法并在此基础上提出了一种桨毂修正办法,从而得到桨盘的最佳环量... 为了更加快速且准确地预测螺旋桨滑流对机翼气动系数的影响,提出了基于最佳环量分布并结合激励盘数值模拟技术实现螺旋桨滑流影响预测的方法,选择Prandtl最佳环量分布解析法并在此基础上提出了一种桨毂修正办法,从而得到桨盘的最佳环量分布解析式。将采用不同方法计算螺旋桨压力阶跃分布作为激励盘模型的边界条件,采用CFD数值模拟得到了一种典型的桨-翼组合体的气动参数。结果表明,本文提出的修正方法预测结果更接近于试验数据,升力系数的相对误差不超过3%,阻力系数的相对误差不超过20%。这种方法具有不依赖试验数据、低计算资源消耗的优势,对飞机概念设计初期快速确定螺旋桨滑流对机翼气动系数的影响方面具有优势。 展开更多
关键词 螺旋桨滑流 气动系数 最佳环量分布 桨毂修正 预测
静力试验中C/SiC构件集成式热结构的声发射特性及与材料测试的对比 认领 被引量:2
7
作者 谭志勇 +1 位作者 王淑玉 张健 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1464-1470,共7页
在对C/SiC复合材料常温拉伸试验的损伤表征和声发射演化特性进行简要分析的基础上,针对构件集成式设计带来的复杂性特点,对某C/SiC热结构在常温静力试验中的声发射特性进行了分析。给出了试验中声发射特征参数的分类特点。根据试验加载... 在对C/SiC复合材料常温拉伸试验的损伤表征和声发射演化特性进行简要分析的基础上,针对构件集成式设计带来的复杂性特点,对某C/SiC热结构在常温静力试验中的声发射特性进行了分析。给出了试验中声发射特征参数的分类特点。根据试验加载中声发射信号规律,给出了结构的损伤演化模式。通过与材料级声发射信号的对比,判断了试验加载与热结构极限破坏载荷之间的裕度。由此将声发射测试从材料级别的研究延伸到大型C/SiC热结构。 展开更多
关键词 C/SIC复合材料 热结构 声发射 损伤模式 模式识别
考虑材料初始损伤随机特性的C/SiC蠕变寿命估计 认领
8
作者 白国栋 童小燕 《强度与环境》 CSCD 2019年第5期30-34,共5页
C/SiC复合材料作为航空发动机材料,长期服役于高温氧化环境,蠕变断裂是其主要失效形式。材料蠕变行为和材料内部结构有很大关系,由于复合材料存在初始缺陷,在服役时会导致氧化气氛扩散,造成材料蠕变断裂失效。但是,由于复合材料制备工... C/SiC复合材料作为航空发动机材料,长期服役于高温氧化环境,蠕变断裂是其主要失效形式。材料蠕变行为和材料内部结构有很大关系,由于复合材料存在初始缺陷,在服役时会导致氧化气氛扩散,造成材料蠕变断裂失效。但是,由于复合材料制备工艺的不稳定性,每个试件存在差异较大的初始损伤,在C/SiC蠕变断裂寿命估计时应该充分考虑初始损伤不确定性给材料带来的随机特性。本文通过统计学分析和蠕变损伤机理结合,在C/SiC高温蠕变实验的基础上,以位移作为主控变量,研究蠕变位移规律,建立了考虑材料随机特性的C/SiC蠕变寿命估计模型。 展开更多
关键词 蠕变断裂 寿命估计 C/SIC复合材料 随机特性 初始损伤
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基于深度学习的混合翼型前缘压力分布预测 认领
9
作者 廖鹏 +1 位作者 白国栋 赵航 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1751-1758,共8页
提出了一种基于深度学习的混合翼型前缘压力分布预测方法,通过对翼型几何特征提取、压力分布曲线的参数化,建立了卷积神经网络模型(CNN),并利用计算流体力学(CFD)的计算结果作为其训练样本,实现对混合翼型前缘压力分布的预测。结果表明... 提出了一种基于深度学习的混合翼型前缘压力分布预测方法,通过对翼型几何特征提取、压力分布曲线的参数化,建立了卷积神经网络模型(CNN),并利用计算流体力学(CFD)的计算结果作为其训练样本,实现对混合翼型前缘压力分布的预测。结果表明:两种方法计算结果的拟合优度大于0.98,基于深度学习的计算方法耗时1.7s,CFD方法耗时大于50s,计算时间大大缩短。该方法能够在满足计算精度的条件下提高计算效率并可应用于其他的翼型设计过程。 展开更多
关键词 混合翼型 深度学习 卷积神经网络(CNN) 参数化方法 压力分布
初始缺陷对平纹编织C/SiC复合材料热膨胀系数的影响 认领 被引量:2
10
作者 王梦 +1 位作者 陈刘定 童小燕 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第2期311-314,共4页
基于有限元细观计算力学(FECM)提出了一种获得平纹编织C/Si C复合材料的初始缺陷对其热膨胀系数影响关系的方法。首先通过扫描电镜(SEM)观察将初始缺陷进行分类并利用SEM图对各类初始缺陷的分布特征进行测量和统计,然后依据测量和统计... 基于有限元细观计算力学(FECM)提出了一种获得平纹编织C/Si C复合材料的初始缺陷对其热膨胀系数影响关系的方法。首先通过扫描电镜(SEM)观察将初始缺陷进行分类并利用SEM图对各类初始缺陷的分布特征进行测量和统计,然后依据测量和统计结果建立含初始缺陷的宏观材料代表体积单元(RVE)和纤维束RVE有限元模型,最后采用FECM方法预测含各类初始缺陷宏观材料RVE的热膨胀系数。基于以上方法得到了各类初始缺陷与宏观材料热膨胀系数之间的定量映射关系。 展开更多
关键词 C/SIC复合材料 初始缺陷 热膨胀系数 有限元细观计算力学 扫描电镜
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纯铜低周疲劳表面显微形貌的特征提取与分析 认领 被引量:4
11
作者 童小燕 李洪旭 +1 位作者 李斌 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第9期1446-1450,共5页
为进一步探索金属疲劳过程中内部结构及表面形貌的变化规律,进行了T2纯铜的低周疲劳试验,通过远端显微镜获取材料表面形貌显微图像并使用图像灰度直方图及灰度共生矩阵方法用Matlab编程对图像进行处理及特征提取。通过对不同循环周次图... 为进一步探索金属疲劳过程中内部结构及表面形貌的变化规律,进行了T2纯铜的低周疲劳试验,通过远端显微镜获取材料表面形貌显微图像并使用图像灰度直方图及灰度共生矩阵方法用Matlab编程对图像进行处理及特征提取。通过对不同循环周次图像特征值提取和分析,发现了表面形貌及其特征值与疲劳损伤的密切相关性。 展开更多
关键词 金属低周疲劳 图像特征提取 灰度直方图 灰度共生矩阵
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仿鸽扑翼飞行的柔性变形研究 认领 被引量:1
12
作者 申昌富 +1 位作者 童小燕 徐合良 《机械制造》 2014年第7期37-40,共4页
了解线性与非线性材料扑动过程中的变形和应力情况,是做出合适结构设计的必要准备.结合鸽翼和扑翼飞行器实物,建立了有限元模型,将气动力和惯性力作为均布载荷施加在仿鸽翼模型上,用ANSYS软件计算了仿鸽翼一周期内的变形.得出结论:最... 了解线性与非线性材料扑动过程中的变形和应力情况,是做出合适结构设计的必要准备.结合鸽翼和扑翼飞行器实物,建立了有限元模型,将气动力和惯性力作为均布载荷施加在仿鸽翼模型上,用ANSYS软件计算了仿鸽翼一周期内的变形.得出结论:最大位移应力出现在1/12周期附近,线性和非线性材料应力位移相差最大也出现在相同位置;不论是上扑还是下扑阶段、是线性述是非线性,惯性力对位移应力都起主导作用;下扑的正角度和上扑时负角度都产生较大气动力. 展开更多
关键词 扑翼 非线性材料 微型飞行器 柔性翼 膜翼
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二维C/SiC复合材料的室温疲劳行为及寿命预测 认领 被引量:3
13
作者 吕美平 童小燕 +1 位作者 任少华 《航空工程进展》 2014年第1期104-108,共5页
为了研究二维C/SiC复合材料的疲劳行为并对其进行寿命预测,进行室温下二维C/SiC复合材料的拉伸试验和疲劳试验,并使用扫描电镜(SEM)观察其断口形貌.结果表明:C/SiC复合材料表现出类似金属的韧性断裂行为,疲劳极限约为极限拉伸强度(... 为了研究二维C/SiC复合材料的疲劳行为并对其进行寿命预测,进行室温下二维C/SiC复合材料的拉伸试验和疲劳试验,并使用扫描电镜(SEM)观察其断口形貌.结果表明:C/SiC复合材料表现出类似金属的韧性断裂行为,疲劳极限约为极限拉伸强度(UTS)的85%,在室温下具有较为优良的抗疲劳性能;由于复合材料的缺口钝化效应,缺口试样的SN曲线要高于光滑试样,但两者趋势一致,据此提出基于名义应力的疲劳寿命预测方法. 展开更多
关键词 疲劳 寿命预测 C SIC 复合材料 扫描电镜
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2D—C/SiC拉伸损伤的声发射信号聚类分析 认领 被引量:8
14
作者 童小燕 张佳丽 +2 位作者 李斌 吕胜利 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期109-114,共6页
对2D-C/SiC复合材料进行常温拉伸试验,利用声发射(AE)仪在线监测其损伤过程.应用K均值聚类算法对AE信号进行模式识别,结合扫描电镜观察,发现2DC/SiC复合材料拉伸过程的损伤模式包括基体开裂、界面层脱粘、层间剥离、纤维断裂以... 对2D-C/SiC复合材料进行常温拉伸试验,利用声发射(AE)仪在线监测其损伤过程.应用K均值聚类算法对AE信号进行模式识别,结合扫描电镜观察,发现2DC/SiC复合材料拉伸过程的损伤模式包括基体开裂、界面层脱粘、层间剥离、纤维断裂以及纤维束断裂等,并得到了各种损伤模式AE信号参数的中心值.通过对不同损伤模式AE累积事件数和累积能量随时间变化的统计分析,描述了2D-C/SiC复合材料拉伸损伤演化过程. 展开更多
关键词 C/SIC复合材料 声发射 聚类分析 损伤模式 损伤机理
非等径圆柱风荷载的数值模拟 认领
15
作者 刘建军 杨广珺 《航空计算技术》 2013年第2期64-67,共4页
为保证某型天线的指向稳定性和结构安全性,采用基于Spalart-Allmaras方程模型的DES方法,对其简化的非等径旋成体进行了非定常流动数值模拟研究。计算结果表明,对于变直径圆柱,各等直径段在长径比足够大时仍能使各段大部分区域保持稳定... 为保证某型天线的指向稳定性和结构安全性,采用基于Spalart-Allmaras方程模型的DES方法,对其简化的非等径旋成体进行了非定常流动数值模拟研究。计算结果表明,对于变直径圆柱,各等直径段在长径比足够大时仍能使各段大部分区域保持稳定的周期性涡脱落;各段涡街的频率与来流速度、当量直径之间仍符合Strouhal关系式。研究结果可为各类非等径圆柱在不同风荷载下的结构安全性分析提供依据。 展开更多
关键词 非等径圆柱 自然频率 脱落涡频率 斯特劳哈尔数
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二维C/SiC复合材料低速冲击损伤特性的表征研究 认领 被引量:1
16
作者 王景深 +1 位作者 张沥 童小燕 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期148-151,共4页
为研究二维C/SiC复合材料的低速冲击损伤性能,采用落锤式冲击试验机进行低速冲击试验,并利用声发射技术对试验进行动态监测以及冲击后试样的检测。结果表明:冲击能量的大小是造成C/SiC复合材料损伤模式不同的主要因素,同时,声发射参数... 为研究二维C/SiC复合材料的低速冲击损伤性能,采用落锤式冲击试验机进行低速冲击试验,并利用声发射技术对试验进行动态监测以及冲击后试样的检测。结果表明:冲击能量的大小是造成C/SiC复合材料损伤模式不同的主要因素,同时,声发射参数可以很好地表征C/SiC复合材料的损伤模式和损伤演化过程。在较低冲击能量下(3 J以下),材料的低速损伤主要是基体开裂;介于3 J到9 J之间的冲击作用下,基体开裂和分层是材料损伤的主要模式;冲击能量一旦超过9 J,材料中出现大量纤维断裂。 展开更多
关键词 C SIC复合材料 声发射 低速冲击 损伤表征
2DC/SiC复合材料蠕变寿命分布规律研究 认领 被引量:2
17
作者 童小燕 张凯 +2 位作者 陈刘定 李圣山 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期823-828,共6页
运用统计学方法。对2DC/SiC复合材料高温拉伸蠕变寿命的分布规律进行研究。通过线性回归分析得到适合表征材料高温拉伸蠕变寿命的正态、对数正态和两参数Weibull三种分布模型的拟合参数;结合失效概率和拟合优度检验,利用信息理论,... 运用统计学方法。对2DC/SiC复合材料高温拉伸蠕变寿命的分布规律进行研究。通过线性回归分析得到适合表征材料高温拉伸蠕变寿命的正态、对数正态和两参数Weibull三种分布模型的拟合参数;结合失效概率和拟合优度检验,利用信息理论,对三种分布模型进行综合评价,认为三种分布中两参数Weibull分布最适合描述2DC/SiC高温拉伸蠕变寿命的分布规律。 展开更多
关键词 2D C SIC复合材料 蠕变寿命 寿命分布模型 综合评价
超轻质太阳能电池嵌入式结构设计 认领 被引量:7
18
作者 张沥 +2 位作者 王景深 李斌 童小燕 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期663-667,共5页
文章提出一种用于太阳能飞机的超轻质太阳能电池嵌入式蒙皮结构,以硬质聚氨酯泡沫作为机翼上蒙皮,太阳能电池片胶接在蒙皮上。对具有多块太阳能电池的嵌入式结构进行有限元分析,随着粘接点数的增加,结构的应力和位移均减小,当粘接... 文章提出一种用于太阳能飞机的超轻质太阳能电池嵌入式蒙皮结构,以硬质聚氨酯泡沫作为机翼上蒙皮,太阳能电池片胶接在蒙皮上。对具有多块太阳能电池的嵌入式结构进行有限元分析,随着粘接点数的增加,结构的应力和位移均减小,当粘接点数增加到16点以后,应力和位移变化不大。通过增加硬质聚氨酯泡沫的厚度或利用玻璃纤维带进行局部加强均可改善结构的刚度,但后者效果更为明显。通过优选玻璃纤维带的参数,嵌入式结构的刚度有了极大提高。 展开更多
关键词 太阳能飞机 太阳能电池 硬质聚氨酯泡沫蒙皮 嵌入式结构
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平纹编织C/SiC复合材料层间断裂行为试验研究 认领 被引量:1
19
作者 陈刘定 童小燕 +1 位作者 程起有 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期 97-101,共5页
通过双悬臂梁和端部切口弯曲试验分别对平纹编织C/SiC复合材料的Ⅰ型(张开型)和Ⅱ型(滑开型)层间断裂行为进行试验研究,得到该材料以临界能量释放率GⅠC和GⅡC表征的层间断裂韧度值。试验后利用光学显微镜对两组试验的试样断口进行... 通过双悬臂梁和端部切口弯曲试验分别对平纹编织C/SiC复合材料的Ⅰ型(张开型)和Ⅱ型(滑开型)层间断裂行为进行试验研究,得到该材料以临界能量释放率GⅠC和GⅡC表征的层间断裂韧度值。试验后利用光学显微镜对两组试验的试样断口进行显微观察,以分析其破坏机理。结果表明:Ⅰ型层间断裂韧度值GⅠC和Ⅱ型层间断裂韧度值GⅡC分别为(737.2±57)J/m^2和(1 082.7±90)J/m^2;Ⅰ型开裂为层间SiC基体沿初始裂纹方向的断裂破坏;Ⅱ型开裂与Ⅰ型开裂相似,但裂纹上下表面包裹碳纤维束的SiC基体发生脱落,并且出现碳纤维束中部分碳纤维剪切破坏。 展开更多
关键词 平纹编织 C/SIC 断裂韧度 双悬臂梁 端部切口弯曲
基于红外和声发射的复合材料疲劳损伤实时监测 认领 被引量:2
20
作者 李斌 童小燕 +1 位作者 程起有 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第2期191-194,共4页
采用红外热像和声发射技术,实时同步监测2D C/SiC复合材料带孔板的拉-拉疲劳损伤过程,并利用疲劳过程中模量的变化、声发射信号和试样表面温度变化,讨论了带孔板疲劳损伤演变情况。结果表明:当外加应力低于疲劳极限时,疲劳损伤在循环... 采用红外热像和声发射技术,实时同步监测2D C/SiC复合材料带孔板的拉-拉疲劳损伤过程,并利用疲劳过程中模量的变化、声发射信号和试样表面温度变化,讨论了带孔板疲劳损伤演变情况。结果表明:当外加应力低于疲劳极限时,疲劳损伤在循环初始阶段产生,损伤随循环数增加逐渐增大,最后趋于稳定;当外加应力超过疲劳极限时,疲劳损伤在短时间内迅速产生,直至试样断裂。声发射信号和温度变化与模量变化吻合较好,表明可以采用这些无损检测手段实时同步监测这种结构材料的疲劳损伤过程。 展开更多
关键词 红外热像 声发射 2DC/SiC复合材料 疲劳损伤演变
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