刘超
,
孙秦
,
刘彦杰
,
范学领
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.016
金属构件韧性断裂机理研究对于新型延性材料缩短其工程应用周期及减少物理试验量等方面具有重要意义.基于连续损伤力学理论提出了一种改进的三应力不变量延性金属断裂模型,该模型考虑了静水压力和Lode角对损伤变量的影响.然后,以商业有限元分析软件ABAQUS为平台,通过编写用户材料子程序VUMAT的方式将该模型嵌入准静态算法主程序.通过对四种高强度变形铝合金2A12-T4板材的拉伸渐进破坏过程的试验及数值分析研究,验证了该模型的有效性.结果表明,该模型可很好地预测延性金属材料自裂纹萌生、扩展直至完全断裂的全过程.
关键词:
延性金属材料
,
断裂
,
连续损伤力学
,
渐进破坏
陈炎
,
孙秦
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2011.01.022
针对纤维增强复合材料层合板不同弹击速度条件下的弹击特性问题,基于大型有限元软件LS-DYNA3D,建立了一套适用于不同铺层顺序、铺向角以及不同弹击速度的数值模拟方案,对纤维增强复合材料铺向角、铺层顺序对其弹击性能的影响作用进行了数值分析研究.结果表明,增加长纤维的使用比例,可有效提高结构的吸能及抗弹击特性,且在低速弹击条件下铺向角与铺层顺序对弹击性能有明显作用,而在高速条件下几乎无影响.
关键词:
纤维增强复合材料
,
数值模拟
,
弹击特性
,
层合板
,
LS-DYNA3D
何金徕
,
孙秦
材料导报
采用薄片叠层法制备了SUS304/Zr2梯度材料,对不同成分梯度层的收缩率和临界降温速率进行了工艺优化.结果表明,控制添加剂的加入量使各梯度层的线收缩率一致,用第三冲击因子估算的临界平均降温速率为1.73℃/min,可以避免缺陷的产生.1350℃真空烧结制得的梯度材料外观平整,成分呈梯度变化,界面结合良好,层间结合强度迭187.3MPa,可以满足航空技术时梯度材料的要求.
关键词:
航空梯度材料
,
薄片叠层法
,
收缩率
,
降温速率
李江海
,
孙秦
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2004.02.003
应用有限元数值计算方法结合吸收边界条件,对结构型吸波材料的隐身特性计算进行了算法分析研究和程序设计,提出了结构吸波材料参数优化设计概念及优化目标函数形式,并应用序列二次规划算法,对二维单层结构型吸波材料的电磁参数进行了实例优化设计,对结构型吸波材料的设计和实验有理论指导意义.
关键词:
结构型吸波材料
,
隐身特性
,
有限元
,
参数优化
,
序列二次规划
何金徕
,
孙秦
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2009.03.019
采用薄片叠层法制备了SUS304/ZrO2梯度材料,观察了梯度为20%的梯度材料的微观形貌,对其截面进行了显微硬度测量,并进行了残余热应力分析.结果表明:SUS304/ZrO2梯度材料呈阶梯式梯度变化,成分呈梯度变化过渡良好,残余热应力远小于SUS304/ZrO2层状材料,热应力缓和效果明显,可以满足飞行器材料的使用要求.
关键词:
梯度材料
,
薄片叠层法
,
带状浇注
,
热应力
郑锡涛
,
孙秦
,
李野
,
柴亚南
,
曹正华
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.06.005
探索了全厚度缝合复合材料闭孔泡沫芯夹层结构低成本制造的工艺可行性及其潜在的结构效益.选用3种夹层结构形式,即相同材料和工艺制造的未缝合泡沫芯夹层和缝合泡沫芯夹层结构及密度相近的Nomex蜂窝夹层结构,完成了密度测定、三点弯曲、平面拉伸和压缩、夹层剪切、结构侧压和损伤阻抗/损伤容限等7项实验研究.结果表明,泡沫芯夹层结构缝合后,显著提高了弯曲强度/质量比、弯曲刚度/质量比、面外拉伸压缩强度、剪切强度和模量、侧压强度和模量、冲击后压缩(CAI)强度和破坏应变.这种新型结构形式承载能力强、结构效率高、制造维护成本低,可以在飞机轻质机体结构设计中采用.
关键词:
复合材料
,
泡沫夹芯
,
全厚度缝合
,
结构效率
,
低成本
,
损伤容限
杨锋平
,
孙秦
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.04.020
为解决裂纹稳态扩展的有限元数值仿真,舍弃应力强度因子和J积分理论,考虑韧性金属的弹塑性效应和几何非线性效应,采用基于损伤理论的EWK模型作为断裂判据.有限元计算时将断裂判据以子程序形式嵌入ABAQUS主程序并保持两者之间的实时通信.当材料符合子程序判据时,主程序中以单元弹性模量置"零"来模拟其断裂.求解时使用一种适合控制结构局部失稳的Newton法,并以带椭圆中心孔金属薄板的拉伸断裂为算例.计算结果显示,上述方法实现的断裂效果符合实际物理现象,断裂路径符合一般实验结果.
关键词:
断裂
,
EWK损伤模型
,
韧性金属材料
,
有限元
