党旭丹
,
谭永刚
,
肖军
,
李勇
,
原永虎
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.01.012
通过两种有限元模型的对比,提出了符合实际的X-cor夹层结构压缩模量有限元计算模型,利用大型有限元软件ANSYS对其压缩模量进行了数值计算,得到了X-cor夹层结构的应力场和压缩模量.研究了Z-pin半径、密度、植入角度和体积分数的改变对模型压缩模量的影响.结果表明:X-cor夹层结构压缩模量随Z-pin植入角度增加而减小,随Z-pin半径、密度和体积分数增加而增加,且与Z-pin体积分数呈线性关系,改变Z-pin半径与改变Z-pin密度对X-cor夹层结构压缩模量影响是等效的.通过有限元模型的计算,得到了X-cor夹层结构参数对其压缩模量的影响规律,验证了所提有限元模型的合理性.
关键词:
X-cor夹层结构
,
Z-pin
,
压缩模量
,
有限元
党旭丹
,
张红松
,
王新莉
,
肖军
,
陈海军
材料导报
X-cor夹层结构比强度高,比刚度大,有望取代传统蜂窝夹层结构作为航空航天器的主承力结构材料.采用真空固化成型工艺,通过改变Z-pin的植入参数制备了X-cor夹层结构,研究了Z-pin植入角度、植入间距和直径对其平压、剪切和拉伸性能的影响.研究结果表明,Z-pin的植入参数对X-cor夹层结构的力学性能影响显著.随Z-pin植入角度的增加X-cor夹层结构的平压性能降低,剪切性能增强,拉伸模量减小,拉伸强度先增加后减小.随Z-pin植入间距和直径增加,X-cor夹层结构力学性能均增加.与泡沫夹层结构相比,X-cor夹层结构压缩、剪切和拉伸模量的测试值分别提高了1.26～5.15倍、2.50～13.56倍和1.90～2.71倍,压缩、剪切和拉伸测试值分别提高了1.63～9.20倍、1.28～2.03倍和1.01～2.30倍.
关键词:
X-cor夹层结构
,
压缩性能
,
剪切性能
,
拉伸性能
党旭丹
,
卫萌
,
王新莉
,
肖军
材料导报
通过分析X-cor夹层结构中Z-pin端部细观结构的显微镜照片,提出Z-pin端部树脂区椭圆形态的基本假设并建立X-cor夹层结构压缩模量的有限元模型,利用大型有限元软件ANSYS对其压缩模量进行数值计算,研究了Z-pin植入角度、直径和密度对X-cor夹层结构压缩模量的影响.结果表明,X-cor夹层结构的压缩模量随Z-pin植入角度的增加而减小,随Z-pin直径和密度的增加而增加.通过有限元计算,获得X-cor夹层结构参数对其压缩模量的影响规律,数值计算结果误差范围为士10％,验证所建立有限元模型的合理性,说明该模型可用于预测其压缩模量.
关键词:
X-cor夹层结构
,
Z-pin
,
压缩模量
,
有限元
原永虎
,
肖军
,
李勇
,
谭永刚
,
党旭丹
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.z1.100
研究了玻璃纤维制备复合材料夹层结构X-cor的工艺,探索了X-cor夹层结构压缩性能及植入角度、密度、Pin直径等因素对压缩性能的影响.同普通泡沫夹层结构相比,X-cor夹层结构的压缩强度提高9.7倍,压缩模量提高17.9倍.随着植入角的增加,单位体积分数的Pin对X-cor夹层结构的强度和模量的增强效率均提高;不同直径Pin对X-cor夹层结构影响不同,大直径Pin对X-cor夹层结构强度增强效率高;小直径Pin对X-cor夹层结构模量增强效率高.
关键词:
复合材料
,
X-cor夹层结构
,
玻璃纤维
,
压缩性能
张建宝
,
肖军
,
文立伟
,
齐俊伟
,
党旭丹
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.07.019
在介绍先进复合材料应用和需求的基础上,阐述了复合材料低成本制造技术的发展趋势;简要介绍了复合材料自动铺带成型技术的发展历程和应用,从数控系统、CAD/CAM/CAE技术和成型工艺三个方面论述自动铺带技术的发展,并着重阐述国外自动铺带技术的研究概况;在介绍国内自动铺带技术发展现状的基础上,提出自动铺带技术的发展建议.
关键词:
自动铺带
,
复合材料
,
数控系统
,
CAD/CAM/CAE
党旭丹
,
卫萌
,
张红松
,
肖军
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2012.04.005
利用有限元软件获得了X-Cor夹层结构的应力场,并对其压缩强度进行分析.提出了适合于X-Cor 夹层结构失效机理分析的失效判据和材料刚度退化规则,明确其失效过程和模式.根据失效判据,采用有限元模型中发生刚度退化的单元及其分布模拟失效的类型及扩展路径,说明X-Cor 夹层结构在压缩载荷下的失效机理.有限元研究表明:压缩过程中,树脂区首先失效,其次是Z-pin,主要的失效模式是Z-pin屈曲失效,失效单元的扩展路径有一定的分散性.通过有限元分析结果与试验值的比较,数值吻合较好,计算误差为-7.6％ ～9.5％.
关键词:
X-Cor 夹层结构
,
压缩强度
,
Z-pin
,
有限元
,
失效判据
,
退化规则
贺跃进
,
张军
,
党旭丹
,
张恒
功能材料
微胶囊型自修复复合材料设计的关键是基体材料和胶囊壳体材料的断裂韧性要在一定的范围内,使得基体材料的断裂特性和胶囊壳体材料的断裂特性达到最佳的匹配,这样才能保证自修复过程的实现.为得到这种匹配关系,首先对环氧树脂、不饱和聚酯和尼龙等基体材料试件进行了断裂韧性测定.然后从上述基体材料中以不同的材料组合制备出9种组配的夹层试件,每种组配所选用的两种材料(基体材料和夹层材料)的KIC值有差值ΔK IC.实验表明,在同样界面强度条件下,当基体材料和夹层材料的断裂韧性差值ΔKIC＜89669Pa·m1/2时,裂纹绕过夹层;而当ΔKIC＞89669Pa·m1/2时,裂纹穿过夹层.对模拟胶囊试件的实验验证了上述结论的正确性.
关键词:
自修复
,
夹层材料试件
,
胶囊材料试件
,
断裂韧性匹配
单春阳
,
陈晓鸽
,
张红松
,
任波
,
汤安
,
党旭丹
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.12.039
以Gd2 O3、MgO 和Ce(NO3)．6 H2 O 为原料，采用溶胶凝胶法制备了(Gd1－x Mgx )2 Ce2 O7－x/2固溶体.用X射线衍射法分析了固溶体的相组成，用扫描电镜观察了其致密块体样品的显微组织，用激光脉冲法测试了固溶体的热扩散系数.结果表明，成功制备了纯净的具有萤石结构的(Gd1－x Mgx )2 Ce2 O7－x/2固溶体，其致密块体结构致密，晶界清晰，较多的氧空位使(Gd0．95 Mg 0．05)2 Ce2 O6．95具有最低的热导率，(Gd1－x Mgx )2 Ce2 O 7－x/2固溶体有潜力用作热障涂层表面陶瓷层材料.
关键词:
热障涂层
,
溶胶凝胶法
,
声子散射
,
热导率
党旭丹
,
史少杰
,
肖军
机械工程材料
利用有限元软件分析了X-cor夹层结构的剪切强度及失效机理，提出了失效判据和材料刚度退化规则．明确了X-cor夹层结构的失效过程和模式；根据失效判据，采用有限元模型中发生刚度退化的单元及其分布模拟失效类型及扩展路径，说明了X-cor夹层结构的剪切失效机理。结果表明：在剪切载荷下，树脂区首先失效，然后是Z-pin拔出面板、Z-pin被剪断及Z-pin屈曲多重失效模式并存；有限元分析结果与试验数值吻合较好，说明了失效判据和刚度退化规则选择的有效性。
关键词:
X-cor夹层结构
,
剪切强度
,
Z-pin
,
有限元
,
失效判据
,
退化规则
党旭丹
,
张恒
,
贺跃进
材料导报
胶囊型自修复智能复合材料的研制近年来已成为非常活跃的研究课题.在复合材料中预埋入内含粘结剂的微胶囊颗粒,当复合材料内部产生微裂纹时,处于裂纹扩展前沿的微胶囊在裂纹扩展力的作用下破裂,释放出粘接剂,把裂纹面粘接在一起,阻止裂纹的进一步扩展,从而实现材料的自修复功能.
关键词:
自修复
,
微胶囊
,
智能材料
