刘国军
,
杨永清
,
魏召兰
材料导报
介绍了混凝土的疲劳、徐变、收缩和温度等时变效应,深入阐述了各种时变效应对混凝土材料和结构产生损伤的机理与研究进展.介绍了国内外广泛使用的混凝土强度破坏准则,提出混凝土强度破坏准则中应充分考虑时变效应的影响.对混凝土的损伤机理和强度破坏准则的研究具有一定的借鉴意义.
关键词:
混凝土
,
时变效应
,
损伤
,
强度破坏准则
黎增山
,
关志东
,
何为
复合材料学报
应变不变量失效理论是一种新型的基于物理失效模式的复合材料强度理论,广泛应用于复合材料结构失效分析。根据该理论,建立了碳纤维增强树脂基复合材料微观力学模型,获取树脂基体和纤维不同位置的机械应变放大系数和热应变放大系数。对国产复合材料CCF300/5228、CCF300/5428和T700/5428不同铺层角单向层合板进行拉伸试验,并根据试验结果得到对应复合材料的应变不变量性能。分析了增强体纤维和树脂基体对复合材料应变不变量性能的影响;并将应变不变量失效理论应用于国产复合材料失效分析。结果表明碳纤维增强树脂基复合材料应变不变量性能中的第一应变不变量和基体Von-Mises应变临界值取决于树脂,而纤维Von-Mises应变临界值取决于增强体纤维;应变不变量失效理论能够用于国产复合材料失效分析。
关键词:
国产复合材料
,
应变不变量失效理论
,
强度理论
,
微观力学模型
,
有限元分析
吴杨
,
邢静忠
,
耿沛
,
杨涛
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140725.001
纤维缠绕厚壁柱形管道或容器在缠绕张力作用下会使缠绕纤维层的应力状态不断变化,形成沿壁厚力学性能非均匀的结构.依据缠绕过程中的纤维束应力状态分析和纤维束本构关系,获得了纤维体积含量与所受应力状态的关系.基于正交各向异性本构关系和双层筒模型的离散叠加法,建立了给定缠绕张力确定纤维缠绕厚壁柱形结构剩余张力的计算方法,并计算了等张力缠绕纤维层的纤维体积含量沿壁厚的分布.利用Tsai-Wu失效准则研究了纤维体积含量非均匀的厚壁柱形结构的纤维层强度.研究表明:缠绕工艺使内层纤维体积含量和强度均略高于外层,纤维缠绕厚壁柱形结构的强度分析和设计时应考虑这种影响;利用变化的缠绕张力设计可以实现强度比沿壁厚的均匀分布.
关键词:
纤维缠绕
,
厚壁容器
,
纤维体积含量
,
纤维层应力
,
失效准则
,
强度比
卢少娟
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150410.002
应变不变量失效理论(SIFT)是一种新型的基于物理失效模式的复合材料强度理论,被广泛应用于复合材料结构失效分析.首先,为了提高理论分析的精度,SIFT被扩展用于分析碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层合板开孔结构的静载压缩逐步失效机制和强度.开发的SIFT实施方法包括材料强度表征和结构强度预测两个部分.结构强度预测是基于ABAQUS平台并使用Fortran语言编写用户自定义材料子程序(UMAT)实现的.随后,将SIFT预测值与经典复合材料强度理论Tsai-Wu和Hashin理论的预测结果和试验结果进行了对比,结果显示SIFT预测的精度最高.同时,基于SIFT对静载压缩下的AS4/3501-6层合板开孔结构从初始失效到最终失效的失效机制演变进行了详细的分析.最后,将SIFT预测的AS4/3501-6层合板开孔结构静载压缩的失效机制与试验结果进行了对比.结果表明SIFT预测的逐步失效机制与试验结果相吻合,所得结论为CFRP结构强度的预测提供了新思路.
关键词:
应变不变量失效理论
,
失效准则
,
UMAT
,
逐步失效
,
开孔结构
陈滨琦
,
曾建江
,
王玉青
,
童明波
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160706.001
本文从细观力学出发,提出一种新的基于物理失效机制的细观失效准则.该准则基于Mohr-Coulomb准则并侧重考虑了压缩载荷下组分材料的损伤模式和失效机制,指出压缩失效时压应力会阻碍断裂面的剪切破坏,并深入研究了纤维压缩失效模式,在纤维折断失效准则中引入纤维折断破坏面上剪切强度的概念.采用本文提出的准则对WWFEII(the Second World Wide Failure Exercise)中单向板算例进行失效预测和定量评估,并与Puck、Pinho、Cuntze、Carrere、Tsai-Ha、Hansen和Huang准则的预测结果进行对比,表明在三向载荷下本文提出的细观失效准则在8种失效准则中拟排名第一.研究了静水压力对基体强度的影响,得出影响因子仅与单轴压缩断裂角有关的结论.探讨了WWFEII各强度准则间关于失效包线是“张开”还是“封闭”的重要分歧,认为复合材料在三向压应力状态下失效包线是否为“张开”和“封闭”没有统一的标准答案,而是与复合材料的纤维体积含量、纤维和基体的力学性能、基体随静水压力力学性能的变化及基体的单轴压缩断裂角有关.
关键词:
复合材料
,
细观力学
,
失效准则
,
纤维折断
,
静水压力
郑君
,
温卫东
,
崔海涛
材料科学与工程学报
2.5维机织复合材料已有较为广泛的应用,目前对该类复合材料强度理论的研究还相对较少。根据2.5维机织复合材料拉伸破坏的细观机理,基于单向复合材料的三维Hoffman准则,建立了2.5维机织结构复合材料拉伸破坏准则,通过对2.5维机织复合材料3种结构24个试件进行拉伸试验,与计算预测结果的对比表明了本文建立的强度准则的合理性。研究表明,纤维拉伸断裂是2.5维机织复合材料拉伸破坏的主要原因;相比基于最大应力准则、Hashin准则建立的强度准则,基于Hoffman准则建立的强度准则综合考虑了纤维在外载荷作用下各应力分量对纤维断裂破坏的影响,其预测结果与实际试验结果更为接近;在其他条件不变情况下,随纱线取向角增大,纱线拉伸断裂应力呈非线性降低。随纱线纤维体积含量增加,纱线拉伸断裂应力成线性增加。
关键词:
2.5维机织
,
复合材料
,
强度准则
