童谷生
,
孙良新
,
刘英卫
,
龙国荣
机械工程材料
doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2004.03.007
为了确定复合材料层压板在受冲击后是否需要修补,提出了一种适合工程应用的复合材料受低能量冲击后剩余抗压强度的估算方法,将Nuismer-Whitney针对带孔板剩余抗压强度的平均应力准则以及特征长度的概念应用到受冲击损伤结构,对已有多种材料体系的层压板受冲击后的抗压强度的试验与分析值进行比较,结果吻合得较好,并且可以作为剩余强度的下限.这里的特征长度比用开孔板压缩所得到的特征长度参数大,是一种推广的特征长度.
关键词:
复合材料
,
冲击损伤
,
失效准则
,
特征长度
,
修补准则
孙鹰
,
张平
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2005.01.026
本文基于连续介质力学理论和最大拉应力准则,从能量的观点出发,根据能量守恒定律,提出了脆性材料的断裂应变能密度与断裂应变成线性关系,由此确定的平均应力为材料常数.并通过PMMA材料在不同应变率下的拉伸实验验证.同时通过表面银纹显微镜观察实验,研究了应变率对银纹密度的影响.
关键词:
应变能密度
,
断裂
,
应变率
,
失效准则
,
银纹密度
史红彬
,
杨世源
,
王军霞
,
张碧桃
,
马寒冰
材料导报
采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对碳纤维/环氧树脂复合材料薄壁圆筒的低速横向冲击进行模拟,运用大变形损伤本构方程和冲击动力学方程对其进行动态响应分析.采用接触力历程、内能历程和位移历程研究了冲击速度、边界条件和铺层顺序对圆筒动态响应的影响,并评价了不同冲击状态下薄壁圆筒的抗冲击性.结果表明,[553/-553/55/-55/0/90]圆筒试样的抗冲击性与其它铺层顺序试样相比较好.
关键词:
纤维增强复合材料
,
冲击损伤
,
有限元分析
,
动态响应
,
失效准则
温卫东
,
徐颖
,
崔海坡
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.07.002
根据低速冲击下复合材料层合板的分层损伤机理,发展了一种分层失效准则,该准则同时考虑了层间拉应力、层间剪应力和基体开裂等因素对分层损伤的影响,并在损伤分析中,区分了冲击正面由挤压应力引起的纤维挤压损伤和冲击背面由弯曲拉应力引起的纤维断裂损伤,模拟了纤维断裂、纤维挤压、基体开裂、基体挤压、分层等五种损伤的起始和扩展过程,完善了作者以前发展了低速冲击逐渐累积损伤模型.通过与实验结果进行比较,验证了模型的合理性.
关键词:
低速冲击
,
复合材料层合板
,
失效准则
,
逐渐损伤
赵琳
,
张博明
复合材料学报
基于单胞解析模型,建立一种从复合材料细观组分到宏观单向板的强度预报方法.根据连续介质力学和均匀化方法构建细一宏观关联矩阵,通过该关联矩阵将细观组分材料的弹性和损伤性能传递到宏观单向板中.考虑复合材料细观损伤状态,当纤维和基体满足各自强度准则时失效,并通过失效因子折算成刚度的衰减.在此基础上,结合有限元分析,实现复合材料单向板纵横向拉伸模拟,从而预报单向板的拉伸强度.结果表明:该方法预报的模量和强度与实验值基本一致,验证了该方法的有效性与高效性.
关键词:
复合材料
,
强度预报
,
有限元法
,
单胞解析模型
,
失效准则
邢静忠
,
陈利
复合材料学报
研究各向同性材料内胆外对称均衡缠绕纤维的厚壁圆柱形容器在内外压力作用下的应力和强度特性.采用正交各向异性本构关系和轴对称厚壁筒理论,获得纤维层和内胆的应力,以及纤维方向三向应力的解析公式.利用Hoffman和Tsai-Wu失效准则研究薄壁筒理论和三维应力对应的强度随壁厚和缠绕角的分布规律.计算比较了有、无内胆的纤维缠绕容器的强度随缠绕角的变化情况.利用ANSYS软件的层合单元SOLID191建立的模型给出的纤维向应力和强度比与本文理论结果吻合很好.研究发现:基于层合板理论的二维纤维向应力公式给出了不准确的纤维向应力,不准确的横向应力造成容器纤维层的强度值偏低;不同的纤维类型和缠绕角,厚度-半径比对强度比的影响不同;基于二维应力分析的薄壁筒理论给出的纤维层强度比小于三维分析的结果;缠绕角对无内胆的缠绕容器强度比的影响比有内胆的更敏感.
关键词:
纤维缠绕
,
厚壁容器
,
有限元分析
,
失效准则
,
纤维向应力
,
强度比
张超
,
许希武
,
毛春见
复合材料学报
采用考虑纤维束相互挤压的纤维束截面八边形单胞模型,引入周期性边界条件,对三维编织复合材料的渐进损伤过程进行数值模拟,并预测了材料的拉伸强度.通过在应变能密度函数中引入损伤状态变量,建立了含损伤材料的刚度矩阵,运用基于不同失效模式下损伤状态变量的刚度渐进折减法表征材料积分点损伤,通过数值结果与试验结果的对比,分析了Hashin和Tsai-Wu两种准则作为判定纤维束起始损伤的适用性.分析表明:基于引入不同失效模式的Tsai-Wu准则的数值模拟和试验结果吻合良好;Hashin准则不适合作为编织纤维束的损伤判据;不同编织角材料的失效机制不同.
关键词:
三维编织复合材料
,
渐进损伤
,
失效准则
,
强度预测
李星
,
关志东
,
刘璐
,
黎增山
复合材料学报
提出了一种新的基于物理失效模式的复合材料跨尺度失效准则,从细观层面分别对纤维和基体的失效模式进行了表征,将纤维失效分为拉伸失效和压缩失效,将基体失效分为膨胀失效和扭曲失效.建立了相应的失效准则及损伤演化方法.通过正方形和六边形的代表体积单元(RVE)模型,计算了宏观应力到细观应力的机械应力放大系数和热应力放大系数.以IM7/5250-4复合材料拉伸试验作为算例对失效模型进行了验证.计算结果与试验结果吻合较好,表明跨尺度失效准则能够准确预测复合材料层合板的破坏.
关键词:
复合材料
,
失效准则
,
跨尺度
,
损伤演化
,
代表体积单元
路冬
,
李志凯
,
融亦鸣
,
舒嵘
复合材料学报
为了对碳纤维增强树脂基复合材料切削加工过程中的基体破坏及亚表层损伤机制进行研究,借助数值仿真方法建立了基于宏观各向异性的复合材料正交切削有限元模型.采用Hashin Damage失效准则,通过定义纤维拉伸断裂、压缩屈曲极限应力及基体横向拉伸断裂、剪切断裂极限应力等数值,建立了复合材料切削加工动态物理仿真模型.通过切削力仿真值与实验值的比较,验证了仿真模型的有效性.通过对0°和90°纤维方向复合材料基体开裂和压溃的分析发现,当进入稳定切削后,基体开裂方向与纤维方向平行,而基体的压溃主要发生在刀尖周围.分析了纤维方向对复合材料亚表面损伤深度的影响,随着纤维方向角度的增加,工件亚表面裂纹损伤深度呈增长趋势.
关键词:
碳纤维增强树脂基复合材料
,
切削仿真
,
失效准则
,
极限应力
,
纤维方向
