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含分层损伤复合材料层合板的屈曲特性研究

郭兆璞 , 陈浩然

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.1999.02.001

本文利用有限元方法,对压缩载荷作用下含各种形状脱层损伤的复合材料层合板的屈曲模态和载荷 进行了研究.对不同的脱层损伤尺寸,层合板分别有整体、混合和局部三种屈曲模态,穿透脱层和埋藏脱层的层合板其临界载荷的变化规律是相同的.

关键词: 复合材料层合板 , 分层损伤 , 有限元方法

低速冲击下含金属内衬的纤维缠绕容器损伤特征

任明法 , 陈浩然

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2006.01.001

本文基于低速冲击动力学理论和复合材料层合结构损伤破坏准则,采用以不协调模式的八节点块三维有限单元法,研究了在空载和满载下含金属内衬的纤维缠绕容器在冲击下的力学行为,并预测了其冲击损伤分布.在分析中应用修正的Hertzian接触法则来计算在冲击载荷下冲击体和缠绕结构之间的接触力;在时域中采用Newmark方法求解.通过典型数例研究结果表明,在相同能量的冲击载荷作用下,满载(内压)下的纤维缠绕容器较空载容器更易发生基体开裂和分层破坏.

关键词: 低速冲击 , 损伤特征 , 含金属内衬的纤维缠绕容器 , 有限元

修复对含分层损伤复合材料层合板振动特性的影响

洪明 , 陈浩然

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2002.03.011

本文工作是通过对含不同大小分层层合板结构分析,讨论拉伸和剪切修复刚度对含层间分层损伤复合材料层合板振动特性的影响.基于修补分层损伤结构变形特点,将含损层合板的基板、上子板和下子板采用Mindlin板单元离散,而损伤区修复效应以虚拟连接单元模拟,建立相应的有限元分析模型和计算方法.通过对含损层合板的振动分析,讨论并验证本文提出的修复分层损伤模拟连接单元模型的可能性和正确性,依据拉抻和剪切修复刚度对含损层合板固有频率的分别影响与综合影响,得到对分层损伤复合材料层合板修补的指导性原则.

关键词: 复合材料层合板 , 分层 , 修补 , 振动 , 虚拟连接单元

复合材料网格结构软模成型工艺参数匹配分析

黄其忠 , 任明法 , 陈浩然 , 张忠伟

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.z1.077

作为一种低成本的先进工艺,软模工艺因其膨胀压力的可控性受到了工程界的重视.在满足不同结构要求的前提下,工艺参数选择的合理性是降低复合材料网格结构残余应力,提高网格结构性能的关键.本文对软模工艺过程进行了数值仿真,并通过分析复合材料网格软模成型工艺中温度和压力的变化规律,旨在研究不同工艺参数对复合材料网格结构中肋骨固化压力的影响,为复合材料网格结构的低成本生产提供依据.

关键词: 软模成型工艺 , 共固化工艺 , 复合材料网格结构 , 多场耦合

粘弹性复合材料网格结构软模工艺数值仿真

任明法 , 黄其忠 , 陈浩然 , 李桐

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.z1.055

复合材料网格结构软模成型共固化工艺具有低成本,高效率和高质量的特点.首先建立了网格结构软模成型共固化工艺过程有限元分析的数值仿真模型,然后通过典型算例,模拟了成型工艺中温度场,固化度场的相互影响及对粘弹性复合材料网格结构应力场的影响.论文工作对复合材料网格结构软模成型共固化工艺参数优化具有一定的参考价值.

关键词: 粘弹性 , 软模 , 复合材料 , 共固化 , 数值模拟

基于动力有限元分析和神经网络技术的含分层复合材料层合板的损伤诊断

庄小燕 , 陈浩然

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2004.05.001

本文基于作者提出的含层间分层损伤层合板的动力有限元分析模型和方法,计算了分层长度和位置对含层间分层损伤层合板结构的固有频率的影响,然后应用MATLAB的神经网络工具箱建立了人工神经网络,通过典型结构的仿真结果比较,证明了采用有限元动力分析和BP网络技术相结合的方法是一种可用于复合材料层合板的分层损伤诊断的有效方法.

关键词: 分层损伤诊断 , 非线性动力有限元法 , 神经网络 , 复合材料层合板

非线性热弹性问题的Hamilton半解析法及其在层合板固化降温过程中热应力的分布研究

杨正林 , 陈浩然

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.1998.04.023

推导了考虑材料随温度变化非线性特征的增量形式Hamilton半解析有限元法的列式;给出了层合板非线性热弹性问题的求解过程;通过算例,研究了复合材料层合板在固化降温过程非线性热应力分布规律,并同线性分析结果进行了比较.结果表明,非线性分析与线性分析结果存在很大差异.

关键词: 层板 , 热弹性 , Hamilton 半解析法 , 瞬态热弹性问题 , 材料非线性

第十届国际复合材料结构会议--先进复合材料结构、制造、理论和应用最新进展

陈浩然

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2000.02.028

关键词:

双相介质界面附近裂纹的断裂力学特征

王利民 , 陈浩然 , 徐世烺 , 赵光远

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2000.03.018

复合材料界面附近的力学性态对于材料的性能和强韧化影响是非常重要的.首先研究和讨论了含裂纹的双相介质的J积分守恒定律的适用性问题,采用有限元法证明了当裂纹平行靠近界面时,其J积分数值与裂纹位置无关的假设.文中建立了一种双相介质界面附近存在斜裂纹的分析模型,用有限元和数值拟合相结合的方法,得到了在远场单轴拉应力作用下,斜裂纹处在不同介质中,近界面一端裂尖的Ⅰ型能量释放率近似计算公式,和相应的应力强度因子的计算方法.

关键词: 双相介质 , 界面 , 裂纹 , 能量释放率 , J积分守恒性

含界面脱粘及表板基体开裂损伤的复合材料夹层板非线性稳定性的研究

白瑞祥 , 陈浩然

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2002.02.016

本文作者基于"zig-zag"模型和Mindlin一阶剪切变形板理论,推导了复合材料夹层板屈曲分析的有限元列式,在该列式中考虑了面板的横向剪切变形和芯体的面内刚度对夹层板力学性能的影响.针对具有面板和芯体间界面脱粘和纤维增强树脂基体微裂纹损伤的夹层板损伤特征,分别提出了分层模型和多标量损伤模型,并推导了多标量形式的损伤本构关系.采用修正的 Newton-Raphson迭代格式求解含损复合材料夹层板的非线性稳定性性状.通过算例研究了脱粘面积、基体的损伤演化、表板的铺设方式及载荷形式对复合材料夹层板屈曲性态的影响.本文作者给出的有限元模型和结论,对复合材料夹层板结构设计的损伤容限的制定具有一定的参考价值.

关键词: 复合材料夹层板 , 界面脱粘 , 基体损伤 , 非线性屈曲性态