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周期性轻质多孔结构在能量吸收和振动方面的研究进展 被引量：2
1
作者 张武昆 谭永华 +3 位作者 高玉闪 赵剑 熊健 王珺 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期1-19,共19页
周期性多孔结构以其轻质、高强等优异的力学性能和减振、能量吸收等多功能特性引发诸多学者越来越多的关注。该研究对近年来周期性超轻多孔结构及其填充混杂复合结构在能量吸收和振动性能方面的研究情况进行了综述。首先,概述了超轻多... 周期性多孔结构以其轻质、高强等优异的力学性能和减振、能量吸收等多功能特性引发诸多学者越来越多的关注。该研究对近年来周期性超轻多孔结构及其填充混杂复合结构在能量吸收和振动性能方面的研究情况进行了综述。首先,概述了超轻多孔结构在减振和抗冲击性能方面优势明显的胞元及结构形式;其次,对于能量吸收方面,重点从准静态载荷、冲击载荷和应用三个角度评述了研究成果;然后,针对振动特性,介绍了振动分析、减振隔振和振动特性应用方面的研究工作;最后,展望其后续的发展方向,包括基于增材制造的多孔结构的动态力学模型研究、超轻多孔结构的疲劳及损伤容限性能研究、多孔结构在多场及多种载荷下动态力学性能研究、面向吸能和减振的多孔结构胞元设计和填充材料组集优化方法、面向工程应用的多孔结构材料功能一体化设计等。 展开更多
关键词 超轻多孔结构 振动 抗冲击 能量吸收
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增材制造BCCZ点阵夹芯梁结构的自由振动分析 被引量：1
2
作者 张武昆 谭永华 +3 位作者 高玉闪 王珺 赵剑 耿小亮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期318-325,共8页
通过理论、有限元和试验方法研究了悬臂边界条件下BCCZ(体心立方点阵边界添加Z向杆件增强构型)点阵夹芯梁结构的振动行为。基于哈密顿原理和“改进折线”法,获得其振动频率理论模型。并使用SLM(选择性激光熔融)技术和钛合金TC4材料制备... 通过理论、有限元和试验方法研究了悬臂边界条件下BCCZ(体心立方点阵边界添加Z向杆件增强构型)点阵夹芯梁结构的振动行为。基于哈密顿原理和“改进折线”法,获得其振动频率理论模型。并使用SLM(选择性激光熔融)技术和钛合金TC4材料制备了BCCZ点阵夹芯梁试件,进行了模态试验,有限元和试验验证了理论模型的准确性。然后研究了胞元直径、面板厚度和芯子高度等结构几何参数和材料性能对BCCZ点阵结构振动性能的影响规律。结果表明:减小胞元直径,减小面板厚度,提高芯子高度均可以提高BCCZ点阵夹芯梁结构的一阶固有频率参数(一阶固有频率与同质量同面板面积的实体结构之比),胞元直径的影响最明显。面板-芯子-面板材料组合为钛-铝-钛时一阶固有频率最高。研究结果对BCCZ点阵夹芯结构的设计及工程应用具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 点阵夹芯梁 自由振动 固有频率 增材制造 有限元
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多层尺寸梯度面心立方点阵结构力学性能研究 被引量：1
3
作者 张武昆 谭永华 +2 位作者 高玉闪 王珺 赵剑 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期21-30,共10页
针对均匀点阵结构能量吸收性能低和截面梯度点阵结构刚度性能较差的问题,设计了多层尺寸梯度面心立方点阵结构,通过理论、仿真和试验方法研究了其力学性能。首先,采用SS316L不锈钢材料和选择性激光熔融(SLM)技术,制备了胞元尺寸梯度面... 针对均匀点阵结构能量吸收性能低和截面梯度点阵结构刚度性能较差的问题,设计了多层尺寸梯度面心立方点阵结构,通过理论、仿真和试验方法研究了其力学性能。首先,采用SS316L不锈钢材料和选择性激光熔融(SLM)技术,制备了胞元尺寸梯度面心立方(SG-FCC)和均匀面心立方(U-FCC)两种点阵结构的试验件,并进行了准静态压缩试验;然后,在试验和有限元分析的基础上,获得了两种点阵结构在压缩过程的力学行为,基于杆梁变形理论和多层梯度点阵结构刚度组集方法,提出了两种点阵结构的等效弹性模量理论模型;最后,研究了不同梯度因子对SG-FCC点阵结构压缩性能的影响规律。试验结果表明:相比于U-FCC点阵结构,SG-FCC点阵结构的力学性能更加优异,其刚度和比刚度分别增长了17.8%和16.2%,吸能量和比吸能量分别提高了10.8%和10.36%。所提出的SG-FCC点阵结构弹性模量理论模型与试验和有限元分析结果相比吻合较好,误差小于10%,可用于SG-FCC点阵结构的刚度预测;当梯度因子为1.5时,SG-FCC点阵结构的刚度性能较好;当梯度因子为3时,SG-FCC点阵结构的吸能性能较好。该研究可为集高刚度和大吸能性能的轻质化结构设计和工程应用提供参考。 展开更多
关键词 梯度面心立方点阵结构 弹性模量 压缩性能 梯度因子 有限元分析
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融合增材制造的液体火箭发动机创新设计方法与应用 被引量：1
4
作者 谭永华 赵剑 +2 位作者 张武昆 王珺 高玉闪 《火箭推进》 CAS 2023年第4期1-16,共16页
增材制造技术在液体火箭发动机中应用的广度和深度不断增强。在发动机的设计层面,经历了由最初的“原位制造替代”到中间的“制造驱动设计”,再到“设计引领制造”3个设计理念阶段的变革。对融合增材制造的液体火箭发动机创新设计方法... 增材制造技术在液体火箭发动机中应用的广度和深度不断增强。在发动机的设计层面,经历了由最初的“原位制造替代”到中间的“制造驱动设计”,再到“设计引领制造”3个设计理念阶段的变革。对融合增材制造的液体火箭发动机创新设计方法和准则进行了总结,包括结构优化设计技术、结构与功能一体化设计技术、复杂组件集成技术和基于增材制造工艺约束与材料性能的设计技术。以常平环和换热器等在发动机增材制造中应用很广泛的典型承载和热力组件为例,介绍了融合增材制造后产品的具体创新设计思路。对融合增材制造的液体火箭发动机创新设计方法和发展方向进行了总结与讨论。 展开更多
关键词 液体火箭发动机 增材制造 融合创新设计 结构功能一体化 轻量化
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液体火箭发动机增材制造技术研究进展 被引量：9
5
作者 张武昆 谭永华 +2 位作者 高玉闪 杨欢庆 赵剑 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期24-39,共16页
针对增材制造技术在国内外液体火箭发动机领域的应用成果和研究现状,分别综述了增材制造在发动机的制造技术和流程、制造工艺标准以及在发动机推力室、涡轮泵、阀门、总装及其他组件和整机中的应用研究,并展望了增材制造技术在液体发动... 针对增材制造技术在国内外液体火箭发动机领域的应用成果和研究现状,分别综述了增材制造在发动机的制造技术和流程、制造工艺标准以及在发动机推力室、涡轮泵、阀门、总装及其他组件和整机中的应用研究,并展望了增材制造技术在液体发动机中的发展方向,指出在液体发动机领域,增材制造应该在应用广度和深度、结合增材制造特点的发动机结构设计方法、制造技术和工艺标准、新材料和材料性能数据库的构建等方面进行更加全面系统的研究,以应对未来航天领域的重大挑战。 展开更多
关键词 液体火箭发动机 增材制造 制造技术 制造工艺 金属材料 综述
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不同环境下宽径比对碳纤维增强环氧树脂复合材料开孔层压板压缩失效的影响 被引量：6
6
作者 张武昆 闫伟 +2 位作者 王会平 赵丽滨 刘丰睿 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期267-275,共9页
复合材料结构强度的参数影响研究是结构设计的必要内容,然而还缺乏在不同湿热环境条件下结构尺寸对其强度的影响研究。采用数值和试验方法研究了宽径比(W/D)对不同湿度、温度时T800/X850碳纤维增强环氧树脂复合材料(CF/EP)开孔层压板压... 复合材料结构强度的参数影响研究是结构设计的必要内容,然而还缺乏在不同湿热环境条件下结构尺寸对其强度的影响研究。采用数值和试验方法研究了宽径比(W/D)对不同湿度、温度时T800/X850碳纤维增强环氧树脂复合材料(CF/EP)开孔层压板压缩强度的影响。设计了参数影响研究试件,通过试验获得了不同湿热条件下的开孔层压板压缩失效结果;并利用现有的考虑湿热影响的复合材料渐进损伤方法,建立了湿热及几何参数影响的渐进损伤模型,通过将预测结果与试验结果对比验证了模型正确性。进一步结合试验和数值分析,揭示了不同湿热条件下几何参数的影响规律。研究表明:湿热环境对T800/X850 CF/EP开孔板的压缩失效载荷影响显著,相比于室温干态(RTD),室温湿态(RTW)和高温湿态(ETW)压缩失效载荷分别下降了7.75%和14.68%;RTW和RTD失效形式接近, ETW失效形式不同且失效面积更大;RTW和RTD时压缩失效强度随W/D的增大而增大,增大速度相似, ETW增大速度比前两者慢。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂复合材料 湿热环境 力学性能 渐进损伤 宽径比
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