陈春露
,
刘文博
,
张璐
,
王荣国
,
隋晓东
,
郑达
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2012.01.017
介绍了近年来复合材料层合板分层疲劳模型、数值模拟、以及Ⅰ型Ⅱ型和混合型分层疲劳性能试验的研究进展,并对复合材料层合板分层疲劳性能进一步的研究进行了展望.
关键词:
复合材料层合板
,
分层
,
疲劳
,
模型
,
模拟
,
Ⅰ型
,
Ⅱ型
,
混合型
谢桂兰
,
赵锦枭
,
曹尉南
材料导报
运用均匀化理论与有限元相结合的方法,预测了风机叶片复合材料层合板的性能.将复合材料层合板内部结构分为宏观、细观和纳观3个层次,建立了复合材料层合板的多尺度模型.通过3次均匀化方法,并编写AP-DL程序输入商业软件ANSYS,预测材料各参数(碳纳米管体积分数、长径比、弹性模量,纳米薄层体积分数、弹性模量)对复合材料层合板性能的影响.结果表明,当分别增大碳纳米管体积分数、长径比、弹性模量以及纳米薄层体积分数、弹性模量时,风机叶片复合材料层合板的性能均能得到提高.同时表明加入一定量的碳纳米管可以适当提高复合材料层合板的性能.实验结果对风机叶片复合材料的制备有一定的指导作用.
关键词:
风机叶片
,
复合材料层合板
,
性能预测
,
碳纳米管
,
纳米薄层
,
均匀化理论
,
有限元
张海清
,
周仕刚
,
宫占锋
,
薛元德
玻璃钢/复合材料
复合材料层合板在静压痕力作用下主要发生层间分层、基体开裂、基体压缩破坏、纤维断裂和纤维压坏这几种损伤模式.本文利用ABAQUS有限元程序,对在静压痕力作用下的复合材料层合板建立一个基于Hashin强度准则的全过程模型,并对各层各单元进行损伤演判.利用有限元模型对碳纤维NCF材料层合板在静压痕力作用下的荷载-位移曲线进行预测,并模拟层合板的损伤全过程,以及预测凹坑深度与静压痕力的关系曲线.对层合板进行静压痕试验,测试复合材料层合板在静压痕力作用下的荷载-位移曲线,并在试验过程中用凹坑深度仪测量层合板的凹坑深度.将数值模拟与试验结果比较,两者结果较为吻合.
关键词:
静压痕力
,
凹坑深度
,
Hashin准则
,
复合材料层合板
,
损伤
王德
,
金平
,
刘鹏
,
谭浩
材料导报
介绍了复合材料层合板的疲劳损伤演化机理,总结了复合材料损伤扩展的变化规律,分析了复合材料疲劳损伤模型的影响因素,并回顾了基于刚度退化的复合材料层合板疲劳损伤模型的研究进展,最后展望了复合材料疲劳损伤性能的进一步研究方向,指出湿-热-力的耦合作用对复合材料性能的影响是未来研究方向之一.
关键词:
复合材料层合板
,
疲劳损伤机理
,
刚度退化
,
损伤模型
张华山
,
黄争鸣
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2008.05.003
将复合材料细观力学桥联模型与有限元软件ABAQUS结合,用于分析层合板受低速冲击作用的极限承载能力.通过确定组分材料是否破坏来判断单层板是否破坏,对破坏后的单层实施一种常系数刚度衰减.将细观力学本构模型、针对组分材料的破坏判据以及刚度衰减模式编制成用户子程序VUMAT,为ABAQUS求解层合板的极限冲击响应提供一种自定义材料模型.只需要输入纤维和基体的材料参数、纤维体积含量等有限数据并且无须单层板的实验数据,就能顺利实施复合材料层合板结构的冲击承载能力分析.所计算的层合板的挠度-时间曲线以及横向冲击力-时间曲线与实验值吻合良好,说明本文的方法是有效的.
关键词:
复合材料层合板
,
细观模型
,
横向冲击
,
破坏准则
,
刚度衰减
谢桂兰
,
赵锦枭
,
田杰
,
吴涛
玻璃钢/复合材料
首先由等效能量原理提出复合材料有效弹性模量定义,再由小参数渐进展开均匀化理论,推导出复合材料层合板等效弹性张量.同时结合有限元方法,建立复合材料层合板的多尺度模型,预测碳纳米管以及纳米薄膜增强复合材料层合板的宏观有效弹性模量.由均匀化方法来求得弹性模量的宏观平均值,将其输入商业软件ANSYS系统进行计算,由此把宏、细观两个尺度耦合起来,可以对复合材料层合板进行等效弹性性能分析.这对新材料的研究、发展具有一定的指导作用.
关键词:
复合材料层合板
,
均匀化
,
有限元
,
碳纳米管
,
纳米薄层
权国政
,
武东森
,
黄小双
,
李贵胜
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.增刊(Ⅱ).036
由拉伸实验获得 E-玻纤增强复合板材的基本力学性能参数，为构建损伤分析模型及冲击有限元模型提供底层数据。通过弹性力学推导材料正交各向异性的本构关系，并对本构关系中的刚度矩阵进行数值解析，得到复合材料弹性本构方程；将结果应用于Hashin强度准则，建立以连续损伤力学为基础的正交各向异性损伤本构模型。将所建立的弹性及损伤本构关系赋予层合板三维模型，通过ABAQUS/Explicit软件模拟弹丸低速冲击GFRP板进行复合材料损伤力学分析，结果表明层合板内部损伤主要是分层和基体开裂，且层间脱层损伤面积远大于层内损伤，而各层内损伤模式中最主要的是基体开裂，其次是纤维断裂，而基体挤压和纤维挤压损伤区域相对较少。当层合板发生冲击变形后，冲击背部承受较大拉应力，微观上的损伤扩展演变到一定程度，基体开裂和纤维断裂会首先产生于GFRP冲击背面，而越靠近上表面损伤程度越小。
关键词:
复合材料层合板
,
拉伸实验
,
数值模拟
,
本构模型
权国政
,
武东森
,
李贵胜
机械工程材料
由拉伸试验获得E玻璃纤维2D编织层铺增强树脂基复合材料的力学性能,通过弹性力学推导出材料正交各向异性的本构关系,并对本构关系中的刚度矩阵进行数值解析,得到复合材料的弹性本构方程;将结果应用于Hashin强度准则,建立了以连续损伤力学为基础的正交各向异性损伤本构模型.将所建立的弹性及损伤本构关系赋予层合板三维模型,通过ABAQUS/Explicit软件模拟弹丸冲击复合材料层合板的过程,并对模拟结果进行分析.结果表明:当冲击载荷达到材料的临界损伤值(732N)时层合板发生破裂,并在24μs达到最大变形量,此时应力重新分配,且复合材料横截面上的应力在中心处从0向外逐渐增大到509.8 MPa;在冲击整个过程中,材料的损伤从中心向四周呈放射状递减.
关键词:
复合材料层合板
,
拉伸试验
,
数值模拟
,
本构模型
徐颖
,
温卫东
,
崔海坡
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2006.01.020
针对复合材料层板在冲击载荷下,各种损伤的产生和扩展是一个随载荷、时间和空间而演变的过程,发展了复合材料层合板低速冲击逐渐累积损伤预测方法.采用刚度退化技术和改进的Chang-Chang失效准则、显式有限元法来模拟复合材料层合板受到低速冲击下逐渐损伤过程.使用所发展的方法分析了[0m/90n/0m]铺层的复合材料层合板在低速冲击过程中的逐渐损伤扩展,结果表明本文的方法能较好地模拟复合材料层板在低速冲击下的损伤扩展及变形过程,计算结果与实验结果吻合较好;对不同冲击能量下层合板损伤扩展研究表明,冲击能量与分层损伤面积成线性关系.
关键词:
复合材料层合板
,
冲击
,
逐渐累积损伤
,
破坏机理
,
数值模拟
