变刚度复合材料层合板研究进展
作者:
作者单位:

南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京211106

作者简介:

王显峰,男,教授,博士生导师,中国复合材料学会理事、中国复合材料装备制造委员会理事。长期从事缠绕、铺带、铺丝等复合材料自动化成形技术研究,先后参与研制国内第一台缠绕用摆杆式张力控制器、第一台卧式自动铺带机、第一台龙门式自动铺丝机以及多种结构形式的特种数控复合材料成型装备;主持完成飞机中后机身、尾椎、翼身融合机身、尾翼以及复杂S形进气道等复杂构件的轨迹设计工作,搭建了国内第一套自动铺带/铺丝软件系统。先后主持国家级项目7项、参与国家级和省部级项目10余项;发表论文20余篇,获授权国家发明专利10余项;先后获国防科技进步一等奖1项、省科技进步二等奖1项。E-mail: wangxf@nuaa.edu.cn。

通讯作者:

阳铭广,男,硕士研究生,E-mail: 1589331143@qq.com。

中图分类号:

TB332

基金项目:

江苏省重点研发计划(BE2023014-4);高质量发展项目(2023ZY01058)。


Research Progress of Variable Stiffness Composite Laminates
Author:
Affiliation:

College of Materials Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 211106, China

Fund Project:

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    摘要:

    变刚度复合材料层合板由纤维曲线铺放而成,可以实现刚度分布的变化设计,与传统固定铺层角的复合材料层合板相比,变刚度复合材料层合板在减少重量和成本的同时,也提高了结构性能。随着铺放设备的发展,目前已经能够利用自动铺放技术实现纤维的曲线铺放。同时,为提高复合材料构件的结构性能和满足不同的工程实际需求,铺层设计方法也从单一角度的直线铺层逐渐向变角度曲线铺层发展。本文首先介绍了变刚度复合材料层合板设计制造方法与有限元建模,接着在刚度分布、屈曲特性、失效行为等方面阐述了变刚度复合材料层合板力学性能的研究进展,然后结合南京航空航天大学复合材料工程自动化技术研究中心在变刚度复合材料层合板振动特性方面的研究,对变刚度复合材料层合板振动特性进行了分析和概括,最后对变刚度复合材料层合板未来的研究趋势进行了论述与展望。

    Abstract:

    Variable stiffness composite laminates are fabricated by laying fibers in curved patterns, allowing for a tailored design of stiffness distribution. Compared with conventional composite laminates with a fixed bedding angle, variable stiffness composite laminates not only achieve reductions in weight and cost but also exhibit enhanced structural performance. With the advancement of the layup technology, automated layup techniques have enabled the implementation of the curved fiber layup, facilitating the evolution of layup design methodologies from single-angle straight layups to variable-angle curved layups.This paper commences with an exposition of the design and manufacturing methodologies, coupled with the finite element modeling of variable stiffness composite laminates. Subsequently, comprehensive insights are provided into the research advancements pertaining to the mechanical properties of variable stiffness composite laminates, encompassing aspects such as stiffness distribution, buckling characteristics, and failure behavior. Integrating this knowledge with the investigations conducted by the Composite Materials Engineering Automation Technology Research Center at Nanjing University of Aeronautics & Astronautics on the vibration characteristics of variable stiffness composite laminates, the vibration properties of these laminates are analyzed. In conclusion, the future research trend in the domain of variable stiffness composite laminates is discussed.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王显峰,阳铭广,刘琛,高文明,孙颖,叶帆.变刚度复合材料层合板研究进展[J].南京航空航天大学学报,2024,56(1):17-30

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  • 收稿日期:2023-11-07
  • 最后修改日期:2024-01-15
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  • 在线发布日期: 2024-02-05
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