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登錄結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試的案例
助力風(fēng)電行業(yè)創(chuàng)新 | HBK風(fēng)電行業(yè)噪聲振動(dòng)與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試方案
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</div><p>隨著風(fēng)能成為全球能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵,HBK公司致力于提供創(chuàng)新的風(fēng)電行業(yè)噪聲振動(dòng)與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試方案,助力風(fēng)電行業(yè)邁向更高效、更可靠的未來(lái)。</p><p><br></p><p><strong>行業(yè)洞察:</strong></p><ul><li>隨著風(fēng)電行業(yè)的快速發(fā)展,風(fēng)機(jī)葉片長(zhǎng)度已超過(guò)100米,對(duì)測(cè)試技術(shù)提出了更高的要求。</li><li>HBK提供的疲勞強(qiáng)度測(cè)試和型式認(rèn)證測(cè)試,確保葉片設(shè)計(jì)符合最嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)。</li></ul><p><br></p><p><strong>創(chuàng)新技術(shù),全面覆蓋:</strong></p><ul><li><strong>全生命周期解決方案:</strong>從設(shè)計(jì)到運(yùn)行,我們的技術(shù)支持覆蓋風(fēng)機(jī)的每一個(gè)階段。</li><li><strong>尖端技術(shù)</strong>:LAN-XI硬件和Tescia軟件,確保精確的數(shù)據(jù)采集與分析,為風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。</li><li><strong>風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè):</strong>實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)螺栓擰緊力和葉片根部應(yīng)變,保障風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行,延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)壽命。</li><li><strong>結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè):</strong>采用先進(jìn)的電學(xué)和光纖傳感技術(shù),實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè),減少意外停機(jī)時(shí)間。</li><li><strong>葉片設(shè)計(jì)優(yōu)化:</strong>通過(guò)空氣彈性變形和結(jié)構(gòu)控制原型設(shè)計(jì),提升葉片性能,增加能量輸出。
展開(kāi) 助力風(fēng)電行業(yè)創(chuàng)新 | HBK風(fēng)電行業(yè)噪聲振動(dòng)與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試方案
</li><li>HBK提供的疲勞強(qiáng)度測(cè)試和型式認(rèn)證測(cè)試,確保葉片設(shè)計(jì)符合嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)。</li></ul><p><br></p><p><strong>創(chuàng)新技術(shù),綜合覆蓋:</strong></p><ul><li><strong>全生命周期解決方案:</strong>從設(shè)計(jì)到運(yùn)行,我們的技術(shù)支持覆蓋風(fēng)機(jī)的每一個(gè)階段。</li><li><strong>尖端技術(shù):</strong>LAN-XI硬件和Tescia軟件,確保精確的數(shù)據(jù)采集與分析,為風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。</li><li><strong>風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè):</strong>實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)螺栓擰緊力和葉片根部應(yīng)變,保障風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行,延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)壽命。</li><li><strong>結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè):</strong>采用先進(jìn)的電學(xué)和光纖傳感技術(shù),實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè),減少意外停機(jī)時(shí)間。</li><li><strong>葉片設(shè)計(jì)優(yōu)化:</strong>通過(guò)空氣彈性變形和結(jié)構(gòu)控制原型設(shè)計(jì),提升葉片性能,增加能量輸出。</li></ul><p><br></p><p><strong>成功案例:</strong></p><ul><li>全球多家的風(fēng)機(jī)齒輪箱生產(chǎn)商采用HBK方案,確保其優(yōu)質(zhì)的品質(zhì)。</li><li>HBK在某集團(tuán)項(xiàng)目中擔(dān)當(dāng)“低噪聲葉片設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的測(cè)量技術(shù)開(kāi)發(fā)”角色,提供卓越的聲學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。</li></ul><p><br></p><p><strong>HBK的承諾:</strong></p><ul><li><strong>質(zhì)量與可靠性:</strong>與全球風(fēng)機(jī)制造商合作,確保產(chǎn)品質(zhì)量,滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61400的要求。</li><li><strong>創(chuàng)新解決方案:</strong>不斷研發(fā)新技術(shù),推動(dòng)風(fēng)電行業(yè)進(jìn)步,降低維護(hù)成本,提高傳動(dòng)可靠性。
展開(kāi) 解決方案 | 輕量化結(jié)構(gòu)完整性測(cè)試
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展開(kāi) Moldex3D模流分析之史丹利百得應(yīng)用碳纖維排向應(yīng)力模擬分析 提升錘釘產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度
大綱
纖維排向?qū)Ξa(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有顯著影響,史丹利百得團(tuán)隊(duì)在研究一款添加30%碳纖維之PA66制成的錘釘產(chǎn)品,其外殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否足以通過(guò)測(cè)試。要評(píng)估纖維排向之于產(chǎn)品機(jī)械性質(zhì)的影響不是一件容易的事情,因此史丹利百得團(tuán)隊(duì)透過(guò)整合模流及結(jié)構(gòu)分析仿真工具,獲得關(guān)鍵分析數(shù)據(jù),以利執(zhí)行精準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)分析,確保產(chǎn)品整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
挑戰(zhàn)
評(píng)估纖維排向?qū)?duì)象強(qiáng)度之影響
判別產(chǎn)品應(yīng)力集中區(qū)域
解決方案
透過(guò)Moldex3D FEA界面,史丹利百得團(tuán)隊(duì)將射出成型過(guò)程中受流場(chǎng)方向影響的纖維排向結(jié)果輸出至Altair Multiscale Designer,再映像到Altair Radioss進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。
效益
觀察因纖維之非等向性行為而引起的翹曲
找出潛在的應(yīng)力集中處
優(yōu)化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度
案例研究
如何生產(chǎn)輕量化又能符合成本效益的產(chǎn)品,是制造業(yè)共同面臨的挑戰(zhàn),。要優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)以達(dá)到此目標(biāo),就必須仰賴塑料材料工程和CAE軟件的協(xié)助。然而結(jié)構(gòu)分析CAE軟件在支持塑料射出材料的非等向特性上,還是有一定的難度。
史丹利百得團(tuán)隊(duì)利用Moldex3D以及Altair Radioss來(lái)分析錘釘外殼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度(圖二)。本產(chǎn)品由含30%碳纖維的PA66所制成,必須要通過(guò)300,000次使用壽命試驗(yàn)。透過(guò)兩種分析軟件的整合,可預(yù)測(cè)出纖維排向?qū)Ξa(chǎn)品強(qiáng)度的影響,并將結(jié)果應(yīng)用于優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
圖一 本案例之錘釘產(chǎn)品
圖二 本案例產(chǎn)品設(shè)計(jì)
首先透過(guò)Moldex3D模擬,獲得射出成型模擬結(jié)果及纖維排向信息。藉由模擬結(jié)果,史丹利百得團(tuán)隊(duì)進(jìn)行澆口位置評(píng)估及確認(rèn)豎澆道壓力、包封和翹曲都能符合要求(圖三)。更重要的是,透過(guò)Moldex3D FEA接口功能,將纖維排向結(jié)果之非等向材料特性,輸入至動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)分析軟件。
展開(kāi) 
織物脹破強(qiáng)度測(cè)試現(xiàn)狀及機(jī)理
1.織物脹破強(qiáng)力的測(cè)試現(xiàn)狀
影響織物內(nèi)在質(zhì)量的因素有色牢度、強(qiáng)力(如脹破強(qiáng)力、撕裂強(qiáng)力等)、抗起毛起球性能、有害物質(zhì)含量等等,其中織物脹破強(qiáng)力等是直接影響產(chǎn)品服用性能的重要指標(biāo)之一。織物在一垂直織物平面的負(fù)荷作用下鼓起、擴(kuò)張進(jìn)而破裂的現(xiàn)象稱為脹破,抵抗這種破壞的能力稱為織物的脹破強(qiáng)力或脹破強(qiáng)度,它是織物的一個(gè)重要力學(xué)指標(biāo)。
由于織物在穿著時(shí)所受的力來(lái)自不同方向,而脹破強(qiáng)度給出了織物多向強(qiáng)伸度的特征信息,提供了織物在穿著過(guò)程中肘部、膝部等部位的受力程度。因而,我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7742對(duì)織物的脹破性能測(cè)試方法進(jìn)行了規(guī)定,同時(shí)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如毛針織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也將脹破強(qiáng)度列為毛針織品的質(zhì)量考核指標(biāo)。
然而,在實(shí)際檢測(cè)中發(fā)現(xiàn),考核織物脹破強(qiáng)度時(shí),檢測(cè)方法中試驗(yàn)面積的大小對(duì)脹破強(qiáng)度檢測(cè)值影響很大,而很多檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)存在脹破強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)試面積不統(tǒng)一的現(xiàn)象,同一樣品不同檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)給出的測(cè)試值差異很大,得出產(chǎn)品“合格”和“不合格”兩種截然不同的判定結(jié)論,給企業(yè)和消費(fèi)者帶來(lái)困惑和不必要的損失。
因此,明確織物脹破強(qiáng)力的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一測(cè)試方法對(duì)規(guī)避這種風(fēng)險(xiǎn)有重要的意義。
2.織物脹破的機(jī)理
與織物的頂破機(jī)理相似,不同的類型織物脹破的機(jī)理不同。
對(duì)于機(jī)織物來(lái)說(shuō),織物脹破時(shí),非經(jīng)緯紗方向的織物變形,這是由經(jīng)緯兩組紗線相互剪切產(chǎn)生,其伸長(zhǎng)變形較經(jīng)緯方向要大,在壓力作用下,首先在變形能力較小的方向和強(qiáng)度最薄弱處的紗線斷裂,接著沿著經(jīng)向或緯向相對(duì)撕裂,因而裂口一般成直線形。如果織物的經(jīng)緯向變形能力相近,脹破時(shí)經(jīng)緯紗接近同時(shí)斷裂,裂口常為L(zhǎng)或T字形,說(shuō)明經(jīng)緯紗同時(shí)發(fā)揮最大作用,脹破強(qiáng)力較直線形的裂口情況要高。
對(duì)于針織物來(lái)說(shuō),織物脹破時(shí),各線圈勾結(jié)連成一片,共同承受伸長(zhǎng)變形,直至織物撕裂。
展開(kāi) 基于ASTM D5656的航空級(jí)膠粘劑剪切強(qiáng)度測(cè)試優(yōu)化方案
現(xiàn)代飛機(jī)的基礎(chǔ)與目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的低重量、高強(qiáng)度與高效率。這些特性通過(guò)使用先進(jìn)材料(如高強(qiáng)度鋁合金、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)以及開(kāi)發(fā)特殊結(jié)構(gòu)方案來(lái)獲得。其中一種方案是用膠接接頭替代機(jī)械連接件(如緊固件、鉚釘?shù)龋Dz接接頭的主要優(yōu)點(diǎn)是與機(jī)械連接件相比重量更輕。然而,使用膠接接頭也帶來(lái)了新的困難,無(wú)論是在生產(chǎn)、測(cè)試還是飛機(jī)結(jié)構(gòu)建模方面。準(zhǔn)確測(cè)試膠粘劑的力學(xué)性能,特別是剪切模量,對(duì)于飛機(jī)結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
在膠粘劑性能機(jī)械測(cè)試中出現(xiàn)的問(wèn)題可分為宏觀與微觀兩類。最突出的宏觀問(wèn)題是膠接材料表面處理(打磨、化學(xué)蝕刻等)對(duì)膠接接頭性能以及生產(chǎn)技術(shù)方面(工藝時(shí)間、所需專用設(shè)備等)的巨大影響。在膠粘劑測(cè)試的微觀方面,特別是在剪切模量測(cè)試中,最重要的是接頭中應(yīng)力分布的均勻性以及膠粘劑/被粘物界面的粘附性。過(guò)去常假設(shè)加載接頭中的應(yīng)力均勻分布。如今,得益于有限元分析,這種假設(shè)被認(rèn)為不可信。這種新方法的其中一個(gè)影響,在ASTM D5656試驗(yàn)中,表現(xiàn)為引入了剪切模量計(jì)算的修正因子,以考慮應(yīng)力分布的非均勻性。使用這些修正的主要問(wèn)題是它們尚未被標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)正式批準(zhǔn),因此其使用可能受到質(zhì)疑。
除了提到的D5656試驗(yàn)(厚被粘物剪切試驗(yàn),TAST)外,還可以通過(guò)多種其他方法測(cè)量膠粘劑的剪切強(qiáng)度,包括原位試驗(yàn)(澆注膠粘劑樣品)以及膠接接頭試驗(yàn)。原位試驗(yàn)(如本體扭轉(zhuǎn)試驗(yàn))由于樣品制造困難(特別是薄膜膠粘劑)以及扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)需要施加扭矩的試驗(yàn)機(jī),因此未廣泛使用。因此,通常使用膠接接頭試驗(yàn),例如 butt torsion 試驗(yàn)(圖1a)、napkin ring 試驗(yàn)(圖1b)或單搭接剪切試驗(yàn),1?2"搭接剪切試驗(yàn)(圖1c)及其改進(jìn)版本厚被粘物剪切試驗(yàn)(圖1d)。
展開(kāi) 汽車用橡膠密封條性能要求,及拉伸強(qiáng)度測(cè)試誤差案例分析
性能測(cè)試案例
為什么TPE/TPV拉伸強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)差異這么大?
最近有個(gè)客戶咨詢,采購(gòu)的同一批TPE 的拉伸強(qiáng)度數(shù)據(jù)從7MPA,下降到了4MPA?根據(jù)國(guó)高材多年的實(shí)踐總結(jié)的經(jīng)驗(yàn),拉伸強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)的正確性,取決于以下幾個(gè)方面:
1. 拉力機(jī)器的正常,力傳感器不光是在某個(gè)點(diǎn)計(jì)量正常,而且需要整個(gè)線性正常。我們的拉力機(jī)就曾經(jīng)碰到,在測(cè)試10mpa以下的強(qiáng)度時(shí)候,是正常的,超過(guò)10mpa以上,則偏低20%的情況。
2. 測(cè)試人員手法一致,比如試樣的厚度,因?yàn)闊崴苄詮椥泽w比較軟,測(cè)試厚度的時(shí)候,你壓緊一點(diǎn),厚度就小,松一點(diǎn),厚度就大,那厚度大,那測(cè)試的拉伸強(qiáng)度就偏小;還有夾具夾試樣的位置,如果越是夾的邊緣,則拉伸強(qiáng)度偏低;
3. 測(cè)試的環(huán)境,通常溫度高,則拉伸強(qiáng)度小,反之,則大;
4. 試樣的制作,這個(gè)最影響拉伸強(qiáng)度大小了,選擇不同的加工工藝(注塑或模壓)制作的試樣偶都不同。這次再?gòu)脑嚇淤|(zhì)量波動(dòng)的角度來(lái)談一下,為什么會(huì)造成這個(gè)結(jié)果?
(國(guó)高材分析測(cè)試中心壓片機(jī))
4.1 熱塑性彈性體成型需要一定的溫度下,進(jìn)行剪切流動(dòng),從而充滿型腔,冷卻成型,注塑工藝剪切力最大,流動(dòng)最迅速,材料之間也進(jìn)行了充分的混合,而模壓工藝成型,材料受到的剪切非常薄弱,流動(dòng)也僅限于局部,材料之間沒(méi)有進(jìn)行充分的融合。
4.2 由于橡膠加工和熱塑性彈性體的加工不同點(diǎn),所以,一般是推薦使用注塑成型工藝來(lái)制作熱塑性彈性體的測(cè)試試樣。熱塑性彈性體模壓加工由于缺乏剪切流動(dòng),導(dǎo)致試樣塑化的差異性很大,所以并不能確保每次試樣是制作的完全一樣。尤其是當(dāng)熱塑性彈性體材料流動(dòng)性比較差的情況下,差異更明顯。我們對(duì)TPV進(jìn)行了不同溫度下注塑試樣測(cè)試結(jié)果的對(duì)比,也對(duì)不同流動(dòng)性的TPV進(jìn)行了相同注塑溫度下注塑試樣的測(cè)試結(jié)果對(duì)比,基本得出如下結(jié)論:
a.
展開(kāi) 結(jié)構(gòu)工程師狂喜:如何用代理模型快速評(píng)估結(jié)構(gòu)強(qiáng)度
迫于領(lǐng)導(dǎo)/甲方/內(nèi)心的壓力,我們?cè)谧?em>結(jié)構(gòu)仿真時(shí),經(jīng)常要算很多案例。每算一次,都要調(diào)整幾何,重畫網(wǎng)格和再次求解。
雖然沒(méi)技術(shù)含量,但誰(shuí)做誰(shuí)知道,很磨人。
本文展示個(gè)更快的方法,用代理模型快速評(píng)估一個(gè)新方案的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
案例背景是航天飛船的一個(gè)薄壁承力結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)本身就復(fù)雜,受力后還牽涉到非線性和屈曲。用常規(guī)的有限元方式去評(píng)估它的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,計(jì)算成本有億點(diǎn)高。
下面這個(gè)表格就是用有限元計(jì)算得到的結(jié)果,其中X1~X12是結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。后面幾列是輸出值,其中就包括我們最關(guān)心的應(yīng)力。
差不多200組,仿真工程師要熬多少個(gè)日夜。
我們這個(gè)案例要做的,就是基于這些數(shù)據(jù),訓(xùn)練得到一個(gè)代理模型。之后再遇到新的結(jié)構(gòu)就直接用代理模型計(jì)算,那速度相比有限元不知道快到哪里去了。
創(chuàng)建代理模型第一步,打開(kāi)數(shù)據(jù)建模軟件DTEmpower,沒(méi)安裝的可以去天洑軟件官網(wǎng)下載,安裝就自帶免費(fèi)試用。
軟件啟動(dòng)后,新建項(xiàng)目導(dǎo)入數(shù)據(jù)表格。
然后創(chuàng)建流程,選擇專業(yè)模式。之后在畫布依次拖入數(shù)據(jù)讀取、空值處理、變量設(shè)定、數(shù)據(jù)清理AIOD、重要性分析MDA,以及數(shù)據(jù)分割節(jié)點(diǎn)。
然后連線,表示數(shù)據(jù)傳遞。
這些節(jié)點(diǎn)都什么作用呢?
數(shù)據(jù)讀取不說(shuō)了。
空值處理,將存在空值的數(shù)據(jù)行刪除。你打開(kāi)數(shù)據(jù)表細(xì)看,能發(fā)現(xiàn)有些行的數(shù)據(jù)是存在空值的。那這一行就不能用來(lái)做模型訓(xùn)練,需要?jiǎng)h除。
變量設(shè)定,確定模型的自變量和因變量。顯然,X1~X12這12列是自變量,應(yīng)力就是因變量。
數(shù)據(jù)清理AIOD,刪除異常數(shù)據(jù)。AIOD會(huì)給每組數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)值打個(gè)分,分?jǐn)?shù)越高表示它是異常值的風(fēng)險(xiǎn)越大,要抓緊刪除,防止影響模型精度。
MDA節(jié)點(diǎn),刪除不重要的變量。模型的自變量很多,但并不是每個(gè)都重要。
展開(kāi) 汽車用橡膠密封條性能要求,及拉伸強(qiáng)度測(cè)試誤差案例分析
性能測(cè)試案例
為什么TPE/TPV拉伸強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)差異這么大?
最近有個(gè)客戶咨詢,采購(gòu)的同一批TPE 的拉伸強(qiáng)度數(shù)據(jù)從7MPA,下降到了4MPA?根據(jù)國(guó)高材多年的實(shí)踐總結(jié)的經(jīng)驗(yàn),拉伸強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)的正確性,取決于以下幾個(gè)方面:
1. 拉力機(jī)器的正常,力傳感器不光是在某個(gè)點(diǎn)計(jì)量正常,而且需要整個(gè)線性正常。我們的拉力機(jī)就曾經(jīng)碰到,在測(cè)試10mpa以下的強(qiáng)度時(shí)候,是正常的,超過(guò)10mpa以上,則偏低20%的情況。
2. 測(cè)試人員手法一致,比如試樣的厚度,因?yàn)闊崴苄詮椥泽w比較軟,測(cè)試厚度的時(shí)候,你壓緊一點(diǎn),厚度就小,松一點(diǎn),厚度就大,那厚度大,那測(cè)試的拉伸強(qiáng)度就偏小;還有夾具夾試樣的位置,如果越是夾的邊緣,則拉伸強(qiáng)度偏低;
3. 測(cè)試的環(huán)境,通常溫度高,則拉伸強(qiáng)度小,反之,則大;
4. 試樣的制作,這個(gè)最影響拉伸強(qiáng)度大小了,選擇不同的加工工藝(注塑或模壓)制作的試樣偶都不同。這次再?gòu)脑嚇淤|(zhì)量波動(dòng)的角度來(lái)談一下,為什么會(huì)造成這個(gè)結(jié)果?
(國(guó)高材分析測(cè)試中心壓片機(jī))
4.1 熱塑性彈性體成型需要一定的溫度下,進(jìn)行剪切流動(dòng),從而充滿型腔,冷卻成型,注塑工藝剪切力最大,流動(dòng)最迅速,材料之間也進(jìn)行了充分的混合,而模壓工藝成型,材料受到的剪切非常薄弱,流動(dòng)也僅限于局部,材料之間沒(méi)有進(jìn)行充分的融合。
4.2 由于橡膠加工和熱塑性彈性體的加工不同點(diǎn),所以,一般是推薦使用注塑成型工藝來(lái)制作熱塑性彈性體的測(cè)試試樣。熱塑性彈性體模壓加工由于缺乏剪切流動(dòng),導(dǎo)致試樣塑化的差異性很大,所以并不能確保每次試樣是制作的完全一樣。尤其是當(dāng)熱塑性彈性體材料流動(dòng)性比較差的情況下,差異更明顯。
展開(kāi) 聚合物基復(fù)合材料沖擊后壓縮強(qiáng)度(CAI)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)解讀及主要挑戰(zhàn)分析
在航空航天、新能源汽車、風(fēng)電等高端制造領(lǐng)域,纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料憑借高比強(qiáng)度、高比模量、輕量化等優(yōu)異特性,成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心材料。但這類材料存在一個(gè)關(guān)鍵短板——對(duì)沖擊損傷異常敏感:微小的面外沖擊(如冰雹撞擊、工具墜落、碎石撞擊),就可能在材料內(nèi)部造成分層、基體裂紋等難以目視察覺(jué)的損傷,進(jìn)而大幅降低其承載能力,嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)安全。
在此背景下,“沖擊后壓縮”(Compression After Impact, CAI)性能測(cè)試,成為復(fù)合材料研發(fā)、質(zhì)量控制、選型決策中不可或缺的核心環(huán)節(jié),更是連接實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)與市場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵橋梁。
Background
什么是CAI測(cè)試?
很多人將CAI測(cè)試誤解為單一的沖擊實(shí)驗(yàn),實(shí)則不然——它是一套完整的系統(tǒng)性能評(píng)估流程,核心目的是模擬復(fù)合材料在實(shí)際服役中“遭遇低能量沖擊后繼續(xù)承載”的嚴(yán)峻工況,精準(zhǔn)考核材料受損后的剩余壓縮強(qiáng)度。
其測(cè)試邏輯可概括為兩步:
第一步,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的落錘沖擊或準(zhǔn)靜態(tài)壓痕方法,在復(fù)合材料層合板試樣上引入可控、可重復(fù)的損傷,模擬實(shí)際使用中可能遇到的沖擊場(chǎng)景;
第二步,將已產(chǎn)生損傷的試樣固定在專用支撐夾具中,進(jìn)行壓縮試驗(yàn)直至失效,最終測(cè)定其壓縮殘余強(qiáng)度,以此判斷材料在受損后的結(jié)構(gòu)可靠性。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),CAI測(cè)試就是給復(fù)合材料做“抗沖擊后的耐力測(cè)試”,直接決定材料能否在復(fù)雜工況下安全服役。
Standard
檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)解讀
當(dāng)前,業(yè)界普遍遵循ASTM D7136(落錘沖擊)與D7137(壓縮殘余強(qiáng)度)標(biāo)準(zhǔn)體系。這些標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了從試樣制備、沖擊引入到最終壓縮測(cè)試的全過(guò)程。
1. 核心試樣
標(biāo)準(zhǔn)推薦針對(duì)厚度為4.0至6.0毫米,建議厚度為5mm的層合板進(jìn)行測(cè)試,鋪層方式對(duì)結(jié)果有決定性影響。
展開(kāi) 技術(shù)研究|阻燃產(chǎn)品PP材料缺口沖擊強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定性研究
1、背景研究
根據(jù)項(xiàng)目要求對(duì)阻燃產(chǎn)品某PP材料沖擊強(qiáng)度穩(wěn)定性測(cè)試進(jìn)行分析,并固化注塑工藝。在注塑過(guò)程中,由于在同一個(gè)注塑機(jī)臺(tái)有不同類別種類的產(chǎn)品進(jìn)行制樣,注塑工藝切換頻繁,所以需要通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)注塑工藝進(jìn)行分析,探究注塑工藝參數(shù)對(duì)該產(chǎn)品沖擊強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果的影響。
2、分析過(guò)程
主要考察五個(gè)注塑工藝參數(shù),分別是注塑溫度(A)、注射壓力(B)、保壓壓力(C)、保壓流量(D)和保壓時(shí)間(E),采用正交試驗(yàn)法,每個(gè)因素取四個(gè)水平,根據(jù)正交表L16(45)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),見(jiàn)表1。
表1 正交試驗(yàn)因素水平表
各試驗(yàn)因素對(duì)沖擊強(qiáng)度影響程度:注塑溫度>保壓時(shí)間>射膠壓力>保壓壓力>保壓流量,各試驗(yàn)因素對(duì)應(yīng)的各水平對(duì)沖擊強(qiáng)度影響趨勢(shì)見(jiàn)圖1。圖1可知,沖擊強(qiáng)度受注塑溫度(A)影響最大,其均值極差偏差為7.12%,單值極差偏差為20.78%,在注塑溫度為210°C時(shí)沖擊強(qiáng)度最優(yōu),但注塑溫度為230°C時(shí)沖擊強(qiáng)度出現(xiàn)顯著下降,即高溫下阻燃劑的不穩(wěn)定性對(duì)沖擊強(qiáng)度產(chǎn)生較大的影響。其次為保壓時(shí)間,保壓時(shí)間越長(zhǎng),其沖擊強(qiáng)度越大。
展開(kāi) 
斯姆勒 5.21-24 西安 | ANSYS工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、非線性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化工程應(yīng)用高級(jí)培訓(xùn)
四、課程亮點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)分析
(1) 在授課專家選擇上,授課專家為從事多年CAE工程經(jīng)驗(yàn)的博士學(xué)位專家授課,能夠從仿真理論、項(xiàng)目工程經(jīng)驗(yàn)等多維度進(jìn)行詳細(xì)和深度講解;
(2) 在內(nèi)容設(shè)計(jì)上,該課程基本涵蓋了工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度分析的應(yīng)用各個(gè)方面,包括有限元計(jì)算基本原理、工程結(jié)構(gòu)建模方法、強(qiáng)度和剛度分析技巧和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),裝配體結(jié)構(gòu)的非線性分析方法和技巧,大自由度結(jié)構(gòu)分析技巧,螺栓、彈簧及間隙/過(guò)盈等接觸等裝配體分析技巧,分項(xiàng)載荷組合設(shè)計(jì)方法分析,也涵蓋了工程結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)等高級(jí)應(yīng)用;
(3) 在授課方式上,課程培訓(xùn)采用理論和軟件案例操作相結(jié)合的方法,全面細(xì)致地講解工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度分析等應(yīng)用問(wèn)題,讓培訓(xùn)學(xué)員既掌握學(xué)科理論,又具備工程問(wèn)題的解決能力,幫助科研院所、企業(yè)在工程結(jié)構(gòu)應(yīng)用上解決“魚(yú)”和“漁”問(wèn)題。
五、培訓(xùn)大綱
六、培訓(xùn)安排
1、培訓(xùn)時(shí)間
2021年5月21日-2021年5月24日
(第一天報(bào)道,上課三天)
2、培訓(xùn)地點(diǎn)
西安(住宿可統(tǒng)一安排,費(fèi)用自理)
3、培訓(xùn)費(fèi)用
(1)3980元/人,住宿可統(tǒng)一安排,費(fèi)用自理。
(2)持本人學(xué)生證或教師證享有9折優(yōu)惠;一個(gè)單位同時(shí)報(bào)名2人享有9折優(yōu)惠; 一個(gè)單位同時(shí)報(bào)名3人以上(含)享有8.5折優(yōu)惠。
展開(kāi) 復(fù)合材料沖擊后壓縮強(qiáng)度(CAI)測(cè)試關(guān)鍵要點(diǎn),確保天舟貨運(yùn)飛船飛行安全性
與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料相比,聚合物基復(fù)合材料(PMC)具有更高的性能和柔韌性。然而,這些優(yōu)勢(shì)是采用多種原材料并通過(guò)增加材料復(fù)雜性為代價(jià)的,因而對(duì)于這些材料的測(cè)試也帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。
材料特性的基本表征包括在不同的載荷條件下進(jìn)行一系列試驗(yàn)——拉伸、壓縮、剪切和彎曲。復(fù)合材料具有各向異性(即力學(xué)性能取決于方向)和不均勻性(即材料成分不均勻,如增強(qiáng)纖維與樹(shù)脂基體)。對(duì)于關(guān)鍵的復(fù)合材料應(yīng)用,通常需要進(jìn)行其他更復(fù)雜的試驗(yàn)來(lái)確定材料在使用條件下以及在典型環(huán)境中的耐久性。比如,評(píng)估航空航天工業(yè)復(fù)合材料沖擊后壓縮(CAI)試驗(yàn)、風(fēng)能行業(yè)疲勞載荷以及汽車碰撞防護(hù)的高速拉伸試驗(yàn)都很重要。
CAI的含義
CAI(沖擊后壓縮強(qiáng)度)實(shí)際上有兩種含義:
1) 評(píng)定含損傷時(shí)的材料性能指標(biāo);
2) 復(fù)合材料層壓板受沖擊產(chǎn)生損傷后的壓縮強(qiáng)度。前者一定是對(duì)特定的層壓板,在特定條件下得到的含沖擊損傷層壓板的壓縮強(qiáng)度;而后者可以是任意的層壓板(包括結(jié)構(gòu))在壓縮載荷下的壓縮剩余強(qiáng)度;
由于CAI值不僅用于評(píng)定材料性能的指標(biāo),同時(shí)也是用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定設(shè)計(jì)值的基礎(chǔ),因此纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的CAI值測(cè)試越來(lái)越重要,隨著人們對(duì)CAI值不斷的理解和深入,由初始僅作為評(píng)定樹(shù)脂增韌的標(biāo)準(zhǔn),到目前已用于從材料研制擴(kuò)展到為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等提供有關(guān)損傷容限能力的知識(shí)數(shù)據(jù)需求。
CAI測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及注意事項(xiàng)
常用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為ASTM D7137/D7137M、ASTM D7136/D7136M、ISO 18352,試驗(yàn)機(jī)的同軸度、夾具的選擇以及壓盤的平行度都會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生較大影響。
展開(kāi) 鋼結(jié)構(gòu)連接、鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度穩(wěn)定性、鋼筋支架、格構(gòu)柱計(jì)算
◆鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度穩(wěn)定性計(jì)算
一、構(gòu)件受力類別:
軸心受彎構(gòu)件。
二、強(qiáng)度驗(yàn)算:
1、受彎的實(shí)腹構(gòu)件,其抗彎強(qiáng)度可按下式計(jì)算:
Mx/γxWnx + My/γyWny ≤ f
式中 Mx,My──繞x軸和y軸的彎矩,分別取 100.800×106 N·mm,10.000×106 N·mm;
γx, γy──對(duì)x軸和y軸的截面塑性發(fā)展系數(shù),分別取 1.2,1.3;
Wnx,Wny──對(duì)x軸和y軸的凈截面抵抗矩,分別取 947000 mm3, 85900 mm3;
計(jì)算得:Mx/(γxWnx)+My/(γyWny)=100.800×106/(1.2×947000)+10.000×106/(1.3×85900)=178.251 N/mm2
受彎的實(shí)腹構(gòu)件抗彎強(qiáng)度=178.251 N/mm2 ≤抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=215 N/mm2,滿足要求!
2、受彎的實(shí)腹構(gòu)件,其抗剪強(qiáng)度可按下式計(jì)算:
τmax = VS/Itw ≤ fv
式中 V──計(jì)算截面沿腹板平面作用的剪力,取 V=10.300×103 N;
S──計(jì)算剪力處以上毛截面對(duì)中和軸的面積矩,取 S= 947000 mm3;
I──毛截面慣性矩,取 I=189300000 mm4;
tw──腹板厚度,取 tw=8 mm;
計(jì)算得:τmax = VS/Itw =10.300×103×947000/(189300000×8)=6.441N/mm2
受彎的實(shí)腹構(gòu)件抗剪強(qiáng)度τmax =6.441N/mm2≤抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv = 175 N/mm2,滿足要求!
展開(kāi) 流體仿真計(jì)算、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算、ANSYS有限元分析,仿真分析培訓(xùn),流體、結(jié)構(gòu)類輔材供應(yīng)
業(yè)務(wù)方向:流體仿真計(jì)算、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算、ANSYS有限元分析,仿真分析培訓(xùn),流體、結(jié)構(gòu)類輔材供應(yīng)。
聯(lián)系電話:王經(jīng)理 15900979745