李成虎
,
燕瑛
复合材料学报
提出了基于z-pin桥联力试验的z-pin增强复合材料T型接头层间性能的模拟方法.每根z-pin的作用有两部分:增加了分层的张开阻力与剪切阻力.在有限元模拟中通过在相应的节点上加两个方向(竖直方向和水平方向)的非线性弹簧模拟张开阻力和剪切阻力.通过张开型z-pin桥联力试验和剪切型z-pin桥联力试验得到两条力-位移曲线,再把曲线各自赋予到所有竖直非线性弹簧和水平非线性弹簧,从而模拟z-pin对复合材料T型接头层间性能的增强效果.在T型接头拉拔试验模拟分析中,研究了不同跨距和不同z-pin间距对拉拔力的影响.模拟分析表明跨距对拉脱位移影响较大,z-pin间距对最大拉拔力影响较大.
关键词:
z-pin
,
复合材料
,
z-pin桥联力
,
张开型
,
剪切型
,
非线性弹簧
李梦佳
,
陈普会
,
孔斌
,
彭涛
,
姚正兰
,
邱学仕
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.201502.002
利用二维平面应变模型对Z-pin增强T型接头试样进行失效分析,采用内聚力模型模拟界面的破坏情况,通过在分层的上下界面加入非线性弹簧元模拟Z-pin的增强作用,非线性弹簧元的力学性能(桥联律)由细观力学方法获得,数值结果与试验值吻合较好.在已验证有限元方法的基础上,研究了Z-pin直径、密度及植入角度等对T型接头拉脱承载能力的影响.结果表明:Z-pin增强可显著提高T型接头的拉脱承载能力,与未Z-pin增强的T型接头相比,Z-pin增强明显延缓了掉载;T型接头的拉脱承载能力随Z-pin直径和密度的增加而增大,随植入角度的增大而减小;在所研究的角度范围内,当植入角度为60°时,T型接头的拉脱承载能力最好;Z-pin直径和密度对拉脱承载能力的影响远比植入角度的影响显著.
关键词:
复合材料
,
T型接头
,
Z-pin
,
非线性弹簧
,
桥联律
李梦佳
,
陈普会
,
孔斌
,
彭涛
,
姚正兰
,
邱学仕
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151013.004
利用二维平面应变模型对缝合增强试验件进行失效分析,采用内聚力模型模拟界面的破坏情况,通过在分层的上下界面加入非线性弹簧元来模拟缝线的增强作用,非线性弹簧元的力学性能(桥联律)由细观力学方法获得.有限元分析结果与试验值吻合较好.在此基础上,对缘条区的缝合增强进行缝线的材料、直径和缝合密度的参数化分析,研究各参数对T型接头拉脱承载能力的影响.结果表明:缝合可显著提高T型接头的拉脱承载能力,同时能使其在较大的加载位移下仍保持较高的承载性能.T型接头的拉脱承载能力随缝线直径和缝合密度的增大而增大,且直径和密度的影响显著.缝线的拉伸强度是影响缝线性能最主要的因素,T型接头的拉脱强度随缝线拉伸强度的升高而升高.T型接头的拉脱强度随缝线拉伸模量的降低而升高,但拉伸模量的影响较拉伸强度的影响小.
关键词:
复合材料
,
T型接头
,
缝合
,
非线性弹簧
,
桥联律
