廖英强
,
刘勇琼
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.07.001
为获得高承载效率的带蒙皮纤维缠绕复合材料圆柱网格结构,利用有限元法对其轴压稳定性进行了分析.同时,结合ANSYS的二次开发语言APDL编写了圆柱网格结构参数化设计程序,并运用该程序研究了带蒙皮圆柱网格结构载荷质量比随纵筋缠绕角度、筋横截面积、筋高宽比、纵筋对数以及环筋条数的变化规律.对于一定尺寸的网格结构在INSTRON1346材料疲劳强度试验机上进行了轴压实验.研究结果表明:利用有限元法可以有效预测带蒙皮圆柱网格结构的轴压承载能力;纵筋缠绕角度在0～40°范围内时,圆柱网格结构具有较高的承载效率;筋高宽比的较佳选择范围为0.9～1.3.
关键词:
APDL
,
稳定性
,
网格结构
,
复合材料
王欢
,
刘勇琼
,
廖英强
,
田蔚
宇航材料工艺
为了降低复合材料壳体封头区域的应力集中,提高壳体整体性能,对复合材料壳体薄弱区进行补强以及采用何种方法进行补强是关键问题.本文以碳纤维Ф150 mm复合材料壳体为研究对象,以理论分析和有限元分析为依据,分别采用碳布补强和纤维缠绕补强对壳体前后封头及赤道附近位置进行补强.试验结果表明:纤维缠绕补强效果明显好于碳布补强,壳体特性系数由40.3 km提高到48.5 km,应力平衡系数提高到0.95,纤维发挥强度由3 378.1 MPa提高到4 058.4 MPa.
关键词:
复合材料壳体
,
补强
,
壳体特性系数
,
应力平衡系数
,
纤维发挥强度
李翠云
,
李辅安
,
孙敏
,
廖英强
宇航材料工艺
针对薄壁金属内衬碳纤维复合材料容器,采用网格理论设计和纤维发挥强度经验取值方法易导致容器实际爆破压力远远高于设计压力,纤维强度实际发挥率高于设计值的结果.本文主要分析其原因并提出解决途径和设计中的一些方法:一是可按纤维的实际复丝拉伸强度来进行复合材料工艺设计;二是可考虑计算内衬和树脂基体对容器结构强度的贡献量;三是可对纤维强度性能离散性高的材料进行分类管理;四是可通过开展等强度包络圈设计方法和封头部位的补强技术研究来改进.应用本文中的方法可以充分发挥复合材料容器纤维强度,降低成本,提高结构效率.
关键词:
薄壁内衬
,
复合材料容器
,
纤维发挥强度
,
结构效率
周伟江
,
廖英强
,
张世杰
,
尤丽虹
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.03.026
针对T800HB/环氧复合材料壳体易在封头部位产生复杂的应力状态,导致壳体低压破坏的问题,通过采用金属接头结构优化与封头补强措施,使T800HB/环氧复合材料壳体的爆破压力由28.2 MPa提高到36.4 MPa,纤维强度发挥率由65.7％提升至85.6％.
关键词:
复合材料壳体
,
碳纤维
,
应变
,
纤维强度转化率
廖英强
,
刘勇琼
功能材料
为形成一套完善的轴棒法炭/炭复合材料基本力学性能预测方法,首先完成了轴棒法炭/炭复合材料代表性体积单元的建立,然后以周期性边界条件为理论基础,编写了周期性边界条件子程序,最后结合均匀化理论和双线性内聚力模型对轴棒法炭/炭复合材料力学性能进行了预测研究.研究结果表明,以均匀化理论、双线性内聚力模型和周期性边界条件为基础,采用代表性体积单元可以快速有效地实现轴棒法炭/炭复合材料力学性能预测.
关键词:
炭/炭复合材料
,
均匀化理论
,
双线性内聚力模型
,
周期性边界条件
,
代表性体积单元
马仁利
,
常新龙
,
廖英强
,
张晓军
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.018
采用微波固化技术,对碳纤维/环氧树脂复合材料NOL环进行了固化试验研究.综合运用红外光谱、微观CT扫描系统、力学拉伸试验机和扫描电子显微镜等试验方法分析材料的固化行为、微观形态及力学性能,并与传统热固化试样进行了对比.研究结果表明,微波固化方式与传统热固化方式的固化机理不同,微波固化可显著缩短固化周期;微波固化过程中未引入新的化学反应,且2种固化方式所获得的固化产物化学结构相同;CT扫描分析揭示出微波功率的大小对碳纤维复合材料孔隙率有着重要的影响;在相同固化温度条件下,微波固化复合材料NOL环的拉伸强度和层间剪切强度均低于热固化复合材料,这主要归因于微波固化复合材料具有较大的孔隙率;扫描电镜分析表明微波固化复合材料树脂和纤维的粘接情况要稍好于热固化复合材料.
关键词:
微波固化
,
碳纤维
,
环氧树脂
,
复合材料
,
力学性能
廖英强
,
刘勇琼
,
嵇阿琳
材料导报
以渐进损伤方法和双线性内聚力模型为理论基础,结合ABAQUS用户子程序USDFLD对轴棒法C/C复合材料的界面刚度进行了研究.结果表明,轴棒法C/C复合材料的界面切向刚度介于1.0×105～0.5×104 N/mm3；当界面刚度取值过高时,计算得到的极限破坏载荷过低；当界面刚度取值过低时,计算得到的弹性模量偏低.
关键词:
C/C复合材料
,
渐进损伤理论
,
双线性内聚力模型
,
界面刚度
廖英强
,
刘勇琼
,
嵇阿琳
功能材料
为指导轴棒法耐烧蚀C/C复合材料的后处理工艺的实施,以渐进损伤方法和双线性内聚力模型为理论基础,结合ABAQUS用户子程序USDFLD对轴棒法C/C复合材料界面性能对轴向弹性模量和极限破坏载荷影响规律进行了研究.研究结果表明,随着界面强度的增加,轴向弹性模量和极限破坏载荷逐渐增加；随着界面断裂能的增加,轴向弹性模量几乎无变化,但极限破坏载荷有一定的增加,但增加幅度不大.
关键词:
C/C复合材料
,
渐进损伤理论
,
双线性内聚力模型
,
界面性能
