严实
,
吴林志
,
孙雨果
,
杜善义
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.01.027
根据三维四向编织复合材料中纤维束的空间几何结构特征,建立了比较合理的三胞模型.模型中考虑了3种单胞各自纤维束的空间结构和弯曲,同时引入纤维束填充因子来描述各类单胞中纤维束的不同截面形状对材料弹性常数的影响.基于刚度体平均方法,建立了相应的刚度预报模型,得到了三维四向编织复合材料的工程弹性常数.用细观力学方法分析了工艺参数和尺寸效应对材料有效性能的影响规律.不同尺寸试件的数值预报结果和实验结果吻合较好.
关键词:
编织复合材料
,
三胞模型
,
细观力学
,
有效性能
严实
,
孙雨果
,
吴林志
,
杜善义
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.04.024
通过对三维四向编织复合材料薄板试件的宏观压缩破坏实验及其声发射信号的分析,研究了该材料的抗压力学性能及其失效机理.实验结果表明:材料的编织角对其压缩力学性能的影响很大,随编织角的变化,编织复合材料的压缩破坏机制发生了变化,编织角小时,材料表现为脆性特征;当编织角大于某个临界角时,材料的应力-应变曲线趋于非线性,更多地表现为屈曲破坏.试验过程中采集到的声发射信号能有效地监测材料内部损伤演化过程.
关键词:
编织复合材料
,
压缩实验
,
编织角
,
破坏机理
,
声发射
金鑫
,
吴林志
,
孙雨果
,
果立成
,
于红军
复合材料学报
采用粉末冶金方法制备出NiCr/ZrO_2功能梯度材料FGMs. 通过2种断裂试件研究了材料梯度对混合型断裂行为的影响(FGM-A试件, 裂纹位于试件的弹性模量较大一侧;FGM-B试件, 裂纹位于试件的弹性模量较小一侧). 对2种断裂试件在非对称载荷下进行准静态断裂实验, 并利用数字散斑相关方法测得Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子. 结果表明: FGM-A的裂纹的开裂角小于FGM-B的开裂角;FGM-A的弹性梯度对静态裂纹有保护作用;弹性模量的梯度变化和裂尖局部材料的断裂韧性会影响混合型裂纹的启裂.
关键词:
功能梯度材料
,
混合型裂纹
,
数字散斑方法
,
应力强度因子
,
断裂韧性
王兵
,
吴林志
,
杜善义
,
孙雨果
,
马力
复合材料学报
提出了一种碳纤维增强复合材料点阵夹芯结构的一体化成型工艺方法.该方法克服了传统夹芯结构面板与芯子之间因需要二次粘接或焊接的方法所带来弱界面的缺点.将纤维杆两端埋入面板内,使面板与芯子成为一体而不存在明显的界面.对用该方法制备的碳纤维增强金字塔点阵夹芯板进行平压试验,研究发现随着载荷的增加,纤维杆发生弹性屈曲并在中间部位出现断裂.理论分析了点阵夹芯结构平压载衙下的弹性模量和纤维杆极限屈曲载荷.通过与传统夹芯材料相比较发现,这种新型复合材料点阵夹芯结构具有密度低、比强度和比刚度高等优点.
关键词:
复合材料
,
点阵夹芯
,
金字塔
,
压缩性能
孙雨果
,
高亮
复合材料学报
采用FLUENT软件模拟了受一恒定温度载荷的复合材料点阵夹芯结构在辅助流体强制对流作用下的热行为和热传输特性。对流体的压力场、速度场、温度场等场分布规律及特征进行了分析,详细地阐述了点阵夹芯结构本身的构型对胞元内近壁流动和热传输类型的影响。采用雷诺数Re、努塞尔数Nu、压降损失系数KCell三个以胞元特征长度为度量的无量纲参数对结构的换热性能进行了表征与评价;并引入温度最小渗透率、最大渗透率和水平渗透率的概念,更加直观地表征结构的换热性能。结果表明,强制对流下结构的换热性能明显提高,有利于其轻质多功能化的实现。
关键词:
点阵夹芯结构
,
对流换热
,
换热特性
,
渗透率
丛立新
,
孙雨果
,
高亮
,
陈鹏
复合材料学报
以改进V-型褶皱夹芯结构为研究对象,采用模压成型法制备出改进的V-型复合材料褶皱芯子,结合二次粘接工艺将复合材料层合板与褶皱芯子进行复合得到一种新型复合材料褶皱夹芯结构.利用数值模拟与试验相结合的方法,重点考察了该结构在平压载荷作用下的力学响应及其破坏机制.通过引进纤维压溃模型,对该结构的损伤演化过程进行了描述,数值模拟与试验获得的压缩应力-应变曲线吻合较好.实验研究发现,相对密度的变化不仅对该结构的力学性能产生影响,而且将直接导致该结构的破坏模式发生转变.
关键词:
改进V-型褶皱芯子
,
复合材料夹芯结构
,
平压试验
,
破坏模式
,
有限元方法
严实
,
吴林志
,
孙雨果
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.07.014
通过对三维四向编织复合材料薄板试件的宏观压缩实验,研究了三维四向编织复合材料的抗压力学性能.实验结果表明:材料的编织角对其压缩力学性能的影响很大,随编织角的变化,编织复合材料的压缩破坏机制发生了变化.编织角度较小时,材料表现为脆性特征;当编织角度大于某个临界角度时,材料的应力-应变曲线趋于非线性,更多地表现为塑性破坏.
关键词:
编织复合材料
,
压缩实验
,
编织角
,
破坏机理
泮世东
,
吴林志
,
孙雨果
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.06.021
为了对含面芯层间脱胶缺陷的蜂窝夹芯板在侧向压缩载荷作用下的典型破坏模式进行数值预报,建立了基于蔡-希尔破坏准则和粘结模型的计算模型.该计算模型是建立在对蜂窝夹芯板的双悬臂梁(DCB)和单臂梁(SLB)试验中所发现的一种新的破坏模式的分析基础之上的.对蜂窝夹芯板的侧向压缩破坏行为的数值预报中,发现一种新的破坏模式:位于脱胶区域的面板首先发生局部屈曲失稳,随后面板内部靠近芯子的45°/0°层间出现分层,与此同时最靠近芯子的45°铺层发生断裂,伴随着45°/0°层间分层的扩展,面板发展成为对称性整体屈曲失稳.与侧向压缩试验测试结果对比发现,计算模型模拟中所预报的破坏模式在实验测试中也得到了很好的验证.
关键词:
界面脱胶
,
蜂窝夹芯
,
蔡-希尔破坏准则
,
粘结模型
,
层间分层
高亮
,
孙雨果
,
丛立新
复合材料学报
对具有内热源的复合材料点阵夹芯结构的流体流动和热传输特性进行了数值研究,采用等效热网络法和以结构槽道高度为度量的无量纲参数分别对结构的热源热场和主动换热性能进行了分析和表征,揭示了流体流动及热源温度对芯体杆件倾角变化的响应,给出了一定热流密度下倾角与热源最高温度之间的函数关系,并对基于倾角的结构热/力性能进行了初步的优化分析.结果表明,该复合材料点阵夹芯结构具有优异的主动换热特性,且随着杆件倾角的增大,结构的换热效率提高,结构最高温度降低.
关键词:
夹芯结构
,
主动换热
,
热网络法
,
最高温度
,
优化分析
