曹海建
,
王怡洁
,
刘菲
,
卢雪峰
玻璃钢/复合材料
以无碱玻璃纤维为原料,采用四步法1×1编织工艺在全自动模块组合式编织平台上制备三维五向及全五向编织物;以E51环氧树脂、70#固化剂(四氢邻苯二甲酸酐)为树脂基体,与编织物复合制备三维五向及全五向编织复合材料;利用Instron万能材料试验机对比测试上述编织复合材料的弯曲性能,研究轴纱、编织角、纤维体积分数等结构参数对材料弯曲性能的影响.结果表明,编织复合材料的弯曲性能随着编织角的增加而减少,随着轴纱、纤维体积分数的增大而增加;三维全五向编织复合材料的弯曲性能明显好于三维五向编织复合材料.
关键词:
三维五向
,
三维全五向
,
编织复合材料
,
弯曲性能
,
编织角
,
轴纱
,
纤维体积分数
刘振国
,
商园春
,
董阿鹏
,
陈思思
材料导报
三维编织复合材料现有的成型方法将导致编织物单胞模型发生变化,据此提出了一种改进的具有矩形截面的单元内胞模型,假设编织纱线具有平行六边形横截面,分析了不同区域胞体内部纤维束的空间构型,建立了三维四向编织复合材料内部单胞三维实体模型.通过分析编织物内纱线间的空间接触关系,采取合理的假设,推导了编织工艺参数和模型结构参数的关系,并计算了三维四向编织复合材料的纤维体积含量,为该种材料后续力学性能分析奠定了基础.该模型适用于部分不规则成型工艺,并有可能应用于其他形式的编织工艺研究.
关键词:
三维四向
,
编织复合材料
,
平行六边形
,
实体模型
刘振国
,
李东颖
,
张帆
,
黄雨霓
复合材料学报
考虑了相邻纤维束之间的界面粘接效应，建立了考虑纤维束间粘接层的三维四向编织复合材料单胞有限元模型，较为真实地模拟了该材料的细观结构，讨论了相应的边界条件和约束条件，并采用有限元方法计算了该材料的等效弹性性能参数，计算结果与实验值符合较好。研究了等效弹性性能参数随不同编织角及体积分数的变化关系，得到了体胞的细观应力场，为强度分析提供数据。
关键词:
粘接层
,
三维四向
,
编织复合材料
,
有限元建模
韩小进
,
孙慧玉
,
闫光
,
阎楚良
复合材料学报
基于连续损伤理论，推导了含损伤裂纹的正交各向异性材料的应力一应变关系。建立了考虑界面脱粘破坏的三维五向编织复合材料细观体胞模型，并将有限元网格尺寸和单元裂纹尺寸引入损伤演化方程。采用Hashin准则和von—Mises准则分别判断纱线与基体的初始损伤，结合Eshelby—Mori—Tanaka方法确定材料的刚度退化系数。利用ANSYS有限元软件对材料进行渐进损伤分析，得到了材料在单向拉伸作用下的应力一应变曲线和极限强度。计算结果表明，轴纱为材料的主要承力部分，小编织角材料的破坏模式主要为纱线的拉伸断裂，界面破坏情况较为严重。模拟计算结果与实验结果吻合较好。
关键词:
三维五向
,
编织复合材料
,
渐进损伤
,
界面脱粘
,
数值分析
卢子兴
,
夏彪
,
王成禹
复合材料学报
基于三维六向编织复合材料的细观结构,假设第六向纱线的截面形状为菱形,建立了三维六向编织复合材料的渐进损伤有限元模型.采用Linde等提出的失效准则,引入周期性位移边界条件,对三维六向编织复合材料的纵向拉伸应力-应变行为进行了渐进损伤数值模拟,讨论了单胞模型在纵向拉伸载荷作用下的细观损伤起始、扩展和最终失效的演化过程,并预测了材料的拉伸强度.在此基础上,进一步研究了编织角、纤维体积分数和编织纱水平取向角等参数对材料纵向拉伸力学性能的影响规律.研究结果表明,三维六向编织复合材料的轴向纱线拉伸断裂是导致其破坏的最主要因素.所得数值结果与现有试验值吻合较好,验证了该模型的有效性,为更深入研究此类材料的力学性能奠定了基础.
关键词:
三维六向
,
编织复合材料
,
有限元
,
渐进损伤
,
强度
卢子兴
,
王成禹
,
夏彪
复合材料学报
基于三维全五向(Q5D)编织复合材料的细观结构模型,通过引入界面相单元,建立了含界面相Q5D编织复合材料单轴拉伸损伤失效分析模型.应用Python语言实现对ABAQUS的二次开发,将Linde等提出的失效准则和Von-Mises应力准则分别用于纱线和基体的渐进损伤判断,并确定材料的整体失效模式;对于界面相,采用Quads准则进行损伤判断.利用周期性位移边界条件,对含界面相Q5D编织复合材料的纵向拉伸应力-应变行为进行了渐进损伤数值模拟,详细讨论了在纵向拉伸载荷作用下材料的细观损伤起始、扩展和最终失效的演化过程,分析了材料的细观损伤失效机制,预测了材料的极限破坏强度,并研究了界面相性能对材料整体力学行为的影响规律.研究结果表明,数值模拟结果与实验值吻合较好,验证了渐进损伤模型的有效性,为该类材料的力学分析和优化设计奠定了基础.
关键词:
三维全五向
,
编织复合材料
,
界面相
,
失效机制
,
强度
,
数值模拟
张家雷
,
王伟平
,
刘仓理
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160606.003
开展了光纤激光对二维编织碳纤维/环氧复合材料的烧蚀试验研究,获得了不同入射热流条件下编织复合材料的烧蚀特征,分析了激光烧蚀机制.结合非接触测温和接触测温两种方法开展试验,采用高温红外热像仪测试了复合材料前表面的瞬态温度场演变过程,通过热电偶获得了复合材料后表面的温升数据.试验结果表明,当入射激光功率密度在102 W·cm-2量级时,二维编织碳纤维/环氧树脂复合材料的环氧树脂发生了明显的质量迁移,而碳纤维形貌变化不大;在强激光辐照过程中,二维编织碳纤维/环氧树脂复合材料的前后表面温差较大,前表面最高温度接近2 000℃,而后表面最高温度在200~500℃之间.
关键词:
激光
,
烧蚀
,
热流
,
温度场
,
编织复合材料
