朱炜垚
,
许希武
材料科学与工程学报
对T300/QY8911复合材料层合板进行了低速冲击试验研究及数值仿真模拟.通过自由落体装置对层板进行冲击,并使用超声C扫描技术检测了层板冲击后的损伤状态,获得了不同能量下层板内部的损伤面积.建立了用于预测复合材料层合板在低速冲击作用下损伤演化的3D有限元模型,模型包含了用于模拟分层损伤的界面元和用于模拟纤维断裂、纤维挤压、基体开裂、基体挤裂等面内损伤形式的3D实体单元.该模型考虑了面内基体损伤对层间强度的影响.本文中的数值仿真结果和试验结果的对比验证了模型的合理性和有效性,文中还分析了影响低速冲击后层板内部分层面积的主要因素.
关键词:
复合材料
,
低速冲击
,
有限元
,
分层损伤
林智育
,
许希武
材料科学与工程学报
根据近年来复合材料层合板和加筋壁板的冲击损伤特性及损伤容限方面的研究文献,从试验研究和理论分析两方面综述了其研究进展.将含冲击损伤复合材料层板压缩强度分析方法分为五类:宏观唯象法、子层屈曲法、开口等效法、软化夹杂法、累积损伤法,并分析了各类方法的特点和存在的问题.最后对有待进一步研究的问题作了展望.
关键词:
复合材料
,
加筋壁板
,
冲击损伤
,
损伤容限
黄晶
,
许希武
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2007.02.006
为了分析飞机壁板结构受到常规弹道速度(500～1 000 m/s)下地面火炮攻击时的动态响应和形成的损伤,应用大型动态非线性有限元分析软件MSC.Dytran建立刚性弹体高速垂直撞击侵彻方形薄靶板的三维模型,采用Johnson-Cook应变率相关材料本构模型,模拟在不同的射弹碰撞速度下薄靶板的侵彻击穿过程,讨论了带加强筋薄靶板和具有初始应力的薄靶板的破坏、损伤情况.模拟结果表明,加强筋可以在一定程度上抑制靶板结构的破坏和损伤,处于承载状态下的薄板被射弹击穿后会造成更大的破坏,使承载能力迅速下降.
关键词:
飞机壁板
,
动态非线性有限元
,
穿孔
,
加强筋
,
初始应力
李晨
,
许希武
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2005.06.008
建立了缝合复合材料层板的面内拉伸强度模型,该模型考虑了缝合线对缝合层板拉伸强度的影响,将缝合线等效为椭圆形夹杂,应用含椭圆形夹杂的杂交应力单元建立了该模型的细节应力分析方法,通过引入特征长度的概念,采用点应力准则和最大应力判据实现了缝合层板的拉伸强度预报.试验数据和预报结果吻合较好,证明了该模型的有效性.同时系统讨论缝合参数对拉伸强度的影响规律,得到了一些重要结论.
关键词:
缝合层板
,
面内拉伸强度
,
椭圆夹杂
,
缝合参数
倪先平
,
王永亮
,
荚淑萍
,
王鑫伟
,
许希武
,
饶浩东
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2003.04.011
抗坠性能是武装直升机的一项重要要求,设计具有较高抗坠吸能性能的机身下部结构是实现直升机抗坠要求的主要技术途径.研究了多种形式的复合材料结构元件抗坠特性,在元件研究基础上优化选择复合材料波纹梁和厚蜂窝结构组合,提出了一种新颖的具有较高抗坠吸能性能的复合材料组件形式,并利用有限元理论及试验的方法进行了对比研究分析,计算结果和试验结果吻合较好.
关键词:
复合材料
,
波纹梁
,
厚蜂窝
,
抗坠结构
徐焜
,
许希武
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.05.029
基于现有实验研究和编织工艺中携纱器的运动规律,重点分析了材料内部区域纤维束的空间构型,建立了材料的三维实体细观结构模型.该模型不仅体现了内部纱线因打紧工序而形成的紧密接触和截面变形,而且考虑了内部和表面区域纱线因挤紧状态不同所造成的纱线填充因子变化.基于一种单胞取向平行于材料横截面边界方向的新划分方案,解决了45°单胞划分方案的不足,建立了便于力学性能分析的单胞几何模型,并指出了编织工艺参数和模型宏细观结构参数的关系.模型数值结果与试件实测数据吻合,表明了该模型的合理有效性,为材料后续力学性能分析奠定了基础.
关键词:
三维编织
,
复合材料
,
细观结构
,
几何模型
,
力学性能
李晨
,
许希武
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.06.030
提出了三维纤维弯曲模型,基于有限元法和周期性边界条件建立了缝合层板压缩强度分析方法,采用桥联模型和最大应力判据分析损伤扩展并获得压缩强度,预报结果与试验吻合较好.详细探讨了缝合参数对层合板压缩强度的影响规律,结果表明: 缝合方向与表面纤维方向一致时,较小的缝合针距和行距、较大的缝合线半径对压缩强度较为有利; 缝合方向与表面纤维方向垂直时,较小的缝合针距和缝合线半径、较大的缝合行距对压缩强度较为有利.
关键词:
缝合层板
,
压缩强度
,
纤维弯曲
,
有限元
,
桥联模型
徐焜
,
许希武
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.03.032
基于考虑纤维束面接触的细观结构模型,引入周期性位移边界条件,采用细观有限元方法建立了材料的弹性性能预报模型.模型数值结果与试件实测数据吻合较好,证明了该模型的合理有效性.经详细分析单胞在典型工况载荷作用下的细观应力分布及变形,表明模型体现了周期性相邻单胞表面力和位移的连续性,能获得单胞更为合理的细观应力应变场.
关键词:
三维编织
,
复合材料
,
三维有限元
,
周期性边界条件
,
力学性能
林智育
,
许希武
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.01.024
对两种材料体系和铺层的复合材料层合板进行低速冲击后压缩强度试验,以研究低速冲击后层合板的压缩破坏机理.讨论了表面凹坑深度、背面基体裂纹长度、损伤面积以及剩余压缩强度与冲击能量的关系.在试验研究的基础上,建立了复合材料低速冲击后剩余强度估算的一种椭圆形弹性核模型.该模型将冲击损伤等效为一刚度折减的椭圆形弹性核,采用含任意椭圆核各向异性板杂交应力有限元分析含损伤层合板的应力应变状态,并应用点应力判据预测层板的压缩(或压、剪)剩余强度.理论分析与试验结果对比表明,该模型简单有效.
关键词:
复合材料层合板
,
低速冲击
,
损伤
,
剩余压缩强度
,
杂交应力有限元
