卓越
,
关志东
,
谭日明
,
郭俊
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.6.005
为研究玻璃纤维增强铝合金层板(GLARE)在挤压载荷作用下的损伤起始、演化方式和失效特点,采用超声C扫描、断面分析和扫描电子显微镜对三种铺层方式的GLARE层板单钉双剪实验进行观测.对挤压载荷下层板损伤起始和演化进行了观察对比,分析了铺层方式对层板挤压失效过程和破坏模式的影响.对实验中观察到的金属塑性变形、纤维屈曲、基体开裂、分层扩展等现象之间的关系进行了分析和说明.实验表明,挤压初始阶段,GLARE层板主要由铝合金承载,铝合金进入塑性之后,层板承载特性、损伤过程及最终破坏模式主要受纤维铺层方式影响.
关键词:
纤维金属层板
,
GLARE
,
挤压
,
渐进损伤
,
铺层方式
卓越
,
关志东
,
周睿
,
谭日明
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151113.003
为研究碳纤维增强树脂基复合材料开孔层板在压缩加载过程中的损伤起始、演化方式和损伤特点,采用微距拍摄、逐级加载超声C扫描、X光扫描和扫描电子显微镜观测4种观测手段对国产CCF300/5228A[45/0/-45/90]4s、[452/02/-452/902]2s、[454/04/-454/904]s3种铺层方式的开孔层板进行了压缩试验研究.对压缩载荷作用下开孔层板的损伤起始和损伤演化进行了观察和对比.对试验中观测到的纤维微屈曲、纤维挤出、孔边开裂和分层扩展等现象之间的关系进行了分析和说明.试验结果表明:压缩载荷下45°和90°铺层相邻位置为层板易分层位置,含45°和90°铺层相邻位置的开孔层板渐进损伤过程较为明显:开孔层板在压缩载荷下较早出现损伤,损伤的起始和演化缓解了孔边应力集中,促使压缩应变能在孔边逐步释放,推迟开孔层板压缩破坏的发生,提高层板压缩承载能力.研究结果可为材料结构损伤容限设计提供依据.
关键词:
复合材料
,
开孔压缩
,
渐进损伤
,
试验研究
,
损伤容限
卓越
,
黎增山
,
谭日明
,
关志东
,
刘准
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150709.003
对GLARE3 6/5层板进行挤压性能试验研究,采用超声C扫描、断口微距拍摄和扫描电子显微镜等方法观测GLARE层板挤压渐进损伤过程和最终破坏模式.结果表明:GLARE层板挤压起始损伤为铝合金塑性变形;损伤扩展阶段,0°纤维主要承受挤压正应力,铝合金塑性变形增大,铺层间分层起始并扩展;0°纤维屈曲折断后层内纤维基体损伤和分层损伤急剧扩展,层板最终发生挤压破坏.将GLARE层板挤压失效分为层内失效和层间失效,采用应变描述的Hashin准则和界面单元方法并引入金属塑性建立GLARE层板挤压渐进损伤数值模型,数值模型对层板损伤起始位置、分层产生位置、损伤演化过程、最终破坏模式及破坏载荷进行了预测,计算结果与试验结果吻合较好,说明该计算方法能够有效模拟GLARE层板挤压渐进损伤性能.
关键词:
GLARE层板
,
挤压
,
渐进损伤
,
试验研究
,
数值模拟
冀赵杰
,
关志东
,
黎增山
,
谭日明
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151020.005
为确定压缩预应力对复合材料层板抗冲击损伤性能的影响，首先对不同压缩预应力下的碳纤维/双马树脂CCF300/5428层板进行了低速冲击和准静态压痕试验，然后通过热揭层和冲击后压缩试验分别得到了层板分层面积和剩余强度。结果表明：压缩预应力会大幅降低层板的接触刚度和弯曲刚度，从而导致相同冲击能量下层板凹坑深度和背部基体开裂长度增大；对于准静态压痕过程和相同冲击能量下的冲击过程，分层起始载荷和峰值载荷均随压缩预应力的增大而减小；在相同冲击能量下，随着压缩预应力的增大，层板内部分层总面积及冲击能量吸收比不断增大，剩余压缩强度不断降低。因此，压缩预应力会降低复合材料层板的冲击损伤阻抗，对损伤容限性能不利，在对承受压缩载荷结构的试验验证过程中应考虑压缩预应力对抗冲击损伤性能的影响。
关键词:
复合材料层板
,
压缩预应力
,
低速冲击
,
凹坑深度
,
分层
,
剩余强度
