冯宇
,
何宇廷
,
邵青
,
张腾
机械工程材料
使纤维增强树脂基复合材料加筋板在70 C、水浴条件下达到吸湿平衡,然后对普通加筋板和吸湿平衡后加筋板进行压缩试验,研究了湿热环境对复合材料屈曲形式、屈曲载荷、破坏载荷和承载能力的影响.结果表明:两种加筋板的破坏形式均主要表现为筋条的脱胶、断裂和蒙皮的撕裂,吸湿后的加筋板仍存在后屈曲过程,但其屈曲载荷下降了8.4％,破坏载荷下降了19.2％.
关键词:
复合材料加筋板
,
湿热环境
,
屈曲载荷
,
破坏载荷
,
后屈曲
冯宇
,
何宇廷
,
安涛
,
崔荣洪
,
邵青
,
范超华
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.05.014
使航空复合材料加筋板在湿热环境中(70℃、水浴)达到吸湿饱和状态,对普通加筋板(A型)和吸湿饱和加筋板(B型)进行压缩实验.两类加筋板的破坏形貌相似,主要是筋条的断裂、脱粘和壁板的分层、撕裂,但破坏位置显著不同,A型加筋板的破坏位置均在加筋板中部附近,而B型分别在靠近两端的部位破坏,表明B型加筋板的破坏位置具有不确定性.两类加筋板的屈曲形式均为筋条间壁板的屈曲和中间2根筋条的屈曲,但两类加筋板相同位置的失稳壁板的弯曲方向相反,说明湿热环境对失稳壁板的弯曲方向影响较大.B型加筋板在压缩载荷下仍存在后屈曲过程,湿热环境对加筋板的屈曲载荷影响较小,对破坏载荷影响较大,较A型加筋板相比两者分别下降了3.1％和22.2％.
关键词:
复合材料加筋板
,
湿热环境
,
屈曲
,
后屈曲
,
载荷
白瑞祥
,
陈浩然
,
王蔓
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.01.025
采用有限元方法研究了含穿透分层损伤复合材料加筋层合板的动力响应和承载能力.根据复合材料层合板一阶剪切理论,推导了复合材料层合板单元的刚度阵和质量阵列式;同时采用Adams应变能法与Ray-leigh阻尼模型相结合的方法,构造了相应的阻尼阵列式;为了防止在低阶模态中分层处出现的上、下子板不合理的嵌入现象,建立了含分层损伤复合材料加筋层合板动力分析中分层分析模型和虚拟界面联接模型.并采用Tsai提出的刚度退化准则和动力响应分析的精细积分法,对在动荷载作用下含分层损伤复合材料加筋层合板结构进行了破坏和承载能力分析.通过典型算例分析,分别讨论了外载频率、分层深度、筋的位置以及破坏过程中刚度退化对含损伤复合材料加筋层合板动力响应特征和承载能力的影响,得到了一些具有理论和工程价值的结论.
关键词:
动力响应
,
承载能力
,
分层损伤
,
虚拟界面单元
,
复合材料加筋板
王蔓
,
陈浩然
,
白瑞祥
,
程菲菲
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.01.029
研究了在简谐激励作用下复合材料加筋板基体微裂纹损伤的演化行为及其对加筋板动力特性的影响.基于平均微裂纹密度和断裂力学方法,建立了复合材料加筋板基体微裂纹演化的刚度退化准则.由于该准则考虑了载荷作用周期数的影响,从而能够更合理地分析周期性动载荷作用下基体微裂纹损伤演化规律.采用Mindlin一阶剪切理论和复合材料模态阻尼模型,建立了复合材料加筋板动力分析的有限元方法,研究了在简谐激励作用下,含分层损伤复合材料加筋板振动过程中诱发的基体微裂纹损伤的演化、刚度退化,频率折减和动力响应.
关键词:
动力响应
,
基体微裂纹
,
损伤演化
,
复合材料加筋板
杜凯
,
矫桂琼
,
王翔
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.04.032
通过对含有离散源损伤的复合材料加筋板的拉伸试验和有限元模拟,研究了离散源损伤的损伤扩展与破坏特性.结果表明:复合材料加筋板的离散源损伤用穿透蒙皮切断桁条的切口来模拟是合适的,蒙皮上的穿透切口前端有很高的应力集中,桁条被切断导致加筋板传力路线改变;基于Hashin失效准则的渐进损伤有限元数值模拟方法,可以有效地模拟含切口加筋板的宏观损伤扩展和破坏过程,计算结果与试验值吻合较好.
关键词:
复合材料加筋板
,
离散源损伤
,
拉伸破坏
,
有限元分析
饶辉
,
许希武
,
朱炜垚
,
张超
复合材料学报
建立了复合材料加筋板在横向低速冲击载荷作用下的渐进损伤有限元模型.该模型考虑了复合材料加筋板受低速冲击时的纤维断裂、基体开裂及分层脱粘等五种典型的损伤形式,在层内采用应变描述的失效判据,结合相应的材料性能退化方案,通过编写VUMAT用户自定义子程序以实现相应损伤类型的判断和演化.在层间以及筋条与层板间加入界面元,模拟层间区域的情况,结合传统的应力失效判据和断裂力学中的能量释放率准则来判断分层损伤的起始和演化规律.通过对数值模拟结果与实验数据的比较,验证了模型的合理性和有效性.同时探讨了不同位置、不同冲击能量以及含初始损伤(脱粘)等因素对复合材料加筋板低速冲击性能的影响.
关键词:
复合材料加筋板
,
低速冲击
,
界面元
,
有限元法
,
动态响应
刘璐
,
关志东
,
徐荣章
,
冯翃翎
复合材料学报
为确定脱胶缺陷对复合材料加筋板屈曲及后屈曲特性的影响,对含不同脱胶缺陷工型筋条的复合材料加筋板进行了压缩试验研究.结果表明,30 mm和50 mm的缺陷对试验件承载能力影响很小,当缺陷尺寸增至80 mm时,试验件后屈曲承载能力明显下降.借助超声检测技术对缺陷的扩展行为进行了监测,结果表明,当压缩载荷达到破坏载荷的85.3％时,预制缺陷的对角位置处出现扩展迹象.通过影像云纹法获得两半波和三半波失稳模态的形成过程.对失稳模态的监测结果还表明,随缺陷长度增加,该型加筋板的失稳模态从三半波向两半波转换.在试验基础上,利用ABAQUS软件建立有限元(FE)模型,依次进行了屈曲及后屈曲过程的数值模拟.屈曲分析用于获得试验件的失稳载荷及模态,在后屈曲分析中将失稳波形以几何扰动的形式引入FE模型,最终计算结果与试验结果基本吻合,表明该模型可以用于复合材料加筋板屈曲及后屈曲性能的预测.
关键词:
复合材料加筋板
,
脱胶缺陷
,
屈曲
,
后屈曲
,
影像云纹法
,
几何扰动
徐荣章
,
关志东
,
王仁宇
,
包飞
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150824.002
为确定翼肋支撑对复合材料加筋板轴压性能的影响,对施加翼肋支撑前后的复合材料工型加筋板和帽型加筋板进行压缩试验和数值模拟研究.轴压试验中,通过应变计和影像云纹法实时监测试验件的失稳载荷及失稳模态,通过断面观测分析结构损伤破坏机制.基于ABAQUS软件建立有限元模型模拟加筋板屈曲及后屈曲过程,通过失稳节线及反节线上的应力分布变化分析加筋板破坏机制.计算结果与试验结果相吻合,表明翼肋支撑对不同筋条加筋板失稳模态有影响但均不改变结构失稳载荷,位于节线上的翼肋支撑对工型加筋板破坏载荷影响较小,但位于反节线上的翼肋支撑使帽型加筋板的承载能力提高了26.2％.试验件失稳后应力向反节线上筋条蒙皮界面集中,过高的应力导致界面脱粘,使得结构集中在反节线上破坏.
关键词:
复合材料加筋板
,
翼肋支撑
,
屈曲
,
后屈曲
,
影像云纹法
