都骜
,
刘玉擎
,
辛灏辉
,
左一泽
玻璃钢/复合材料
为探讨拉挤型玻璃纤维增强复合材料(GFRP)层合板的压缩力学性能及破坏机理,以基体树脂和纤维含量为变化参数,对6种拉挤型多向GFRP层合板进行了纵横向压缩试验,对压缩力学性能及破坏模式进行了比较分析.试验结果表明,纵向压缩典型破坏模式为层间基体开裂,横向压缩典型破坏模式为剪切破坏和层间基体开裂;采用环氧树脂基体的试件组较采用乙烯基树脂基体的试件组压缩力学性能有显著提高;提高纵向纤维含量能提高纵向压缩力学性能,但纤维含量过高对于纵向压缩力学性能有不利影响;纤维含量的变化对横向压缩力学性能的影响很小.
关键词:
组合结构桥梁
,
玻璃纤维增强复合材料
,
层合板
,
压缩性能
,
模型试验
王瑞
,
王广峰
,
郭兴峰
,
张梅
无机材料学报
通过缝合的方法改善织物增强复合材料层合板的层间断裂韧性.采用双悬臂梁(DCB)试验测试和研究了缝合层合板的层间断裂韧性与断裂行为.为了评价缝合工艺参数(缝合密度)对层间断裂韧性的影响,用改进的插入型夹具在实测不同缝合工艺层合板的Ⅰ型层间断裂韧性值(GIC)的基础上,分析和阐明了缝合工艺参数(缝合密度)与GIC间的关系;以提高层合板的平均层间断裂韧性值为目标,以拉伸和弯曲强度为约束条件优化了缝合工艺;采用摄影显微镜对分层断裂面进行了观察,分析和考察了缝合对其它性能的影响.结果表明:改进的插入型夹具可方便地完成缝合层合板的Ⅰ型层间断裂韧性测试;缝合后裂纹不连续扩展,缝合密度对裂纹扩展行为有较大影响;随着缝合密度的增大,层间断裂韧性值增大,但拉伸和弯曲强度降低,缝合密度存在最佳值.
关键词:
复合材料层合板
,
stitch parameters
,
double cantilever beam test
,
mode I interlaminar fracture toughness
邱睿
,
温卫东
,
崔海涛
材料科学与工程学报
基于损伤因子与刚度和强度退化的关系,考虑纤维体积含量vf和应力水平对单向层合板材料性能的影响,推导建立了单向层合板疲劳累积损伤过程剩余刚度和剩余强度退化模型.通过对三种vf单向层合板的疲劳试验,对本文建立的剩余刚度和剩余强度退化模型进行了验证.结果表明:本文提出的模型能较好地描述不同vf层合板疲劳过程中的面内剪切剩余刚度和剩余强度的退化规律,为层合板疲劳损伤分析提供了有力依据.
关键词:
层合板
,
疲劳
,
纤维体积含量
,
剩余刚度
,
剩余强度
刘峰
,
张中波
,
张成雷
玻璃钢/复合材料
建立了含圆柱形金属预埋件和阶梯形金属预埋件碳纤维/环氧树脂层合板的三维分析模型,单层板简化为三维正交各向异性材料.采用有限元方法对法向载荷下含金属预埋件四边简支层合板进行了应力分析,给出了发生初始损伤单层板各材料主方向应力分布和金属预埋件的VON MISES应力分布.基于复合材料单层板的最大应力强度准则给出了两种分析模型的极限载荷.分析结果表明,含圆柱形预埋件层合板初始损伤发生在45°铺层靠近孔边的2点钟方位,破坏模式为基体剪切破坏;含阶梯型预埋件层合板初始损伤发生在-45°铺层靠近孔边的10点钟方位,破坏模式为基体拉伸破坏.法向载荷作用下,阶梯型预埋件结构比圆柱形预埋件结构具有更大的传力面积,大部分纤维处于适宜的受拉状态,其极限载荷比圆柱形预埋件结构提高了40.36％.
关键词:
碳纤维
,
复合材料
,
层合板
,
金属预埋件
,
强度分析
高相胜
,
张凤鹏
复合材料学报
层间短纤维强韧化是复合材料层合板层问增韧的有效途径之一. 采用三维非线性有限元方法分析了层间短纤维强韧化复合材料层合板的分层扩展问题, 探讨其影响因素. 以混合模式下通用裂纹扩展的能量准则作为分层扩展判据, 通过虚拟裂纹闭合技术计算分层尖端能量释放率. 用节点双编号和单元生死技术模拟分层扩展. 采用弹簧单元模拟层间短纤维作用, 通过改变弹簧刚度修正短纤维桥联力. 采用GAP元处理分层区的接触非线性问题. 分析了分层区桥联力对层间应力场、位移场以及分层扩展的影响. 研究结果表明, 层间短纤维有效延缓了分层扩展, 增韧效果明显.
关键词:
复合材料
,
层合板
,
层间短纤维
,
增韧
,
能量释放率
,
分层扩展
崔浩
,
李玉龙
,
刘元镛
,
郭嘉平
,
许秋莲
复合材料学报
建立了Ⅰ型与Ⅱ型失效模式耦合的粘聚单元本构模型,并通过模拟双悬臂梁实验进行了验证.将粘聚单元插入填充区任何2个实体单元之间,预测填充区的随机裂纹,模拟了接头在拉伸载荷下的失效.计算了复合材料基体、界面胶膜、填充物3者不同强度、填充区半径、填充物刚度等多种情况下接头的拉伸失效.计算结果表明:复合材料基体、界面胶膜、填充物3者的强度显著影响接头的承载能力与失效模式;随着填充区半径增大,结构承载能力也随之提高.试验结果验证了模拟结果.
关键词:
层合板
,
分层
,
粘聚区模型
,
混合模式
,
随机裂纹
钟轶峰
,
张亮亮
复合材料学报
为有效分析双轴受压反对称角铺设复合材料层压板在固支边界下的后屈曲性能，由渐近修正几何非线性理论推导其双耦合四阶偏微分方程（即应变协调方程和稳定性控制方程），通过双Fourier级数将耦合非线性控制偏微分方程转换为系列非线性常微分方程，从而获得相对简单的求解方法。使用广义Galerkin方法求解与角交铺设复合层合板相关的边界值问题，研究了模态跃迁前后不同复杂程度的后屈曲模式。对四层固支边界复合层合板的数值模拟结果表明：该解析法与有限元方法在主后屈曲区域的线性屈曲荷载计算结果吻合良好；有限元方法在解靠近二次分岔点时失去收敛性，而解析方法可深入后屈曲区域，准确捕捉模态跃迁现象；对于反对称角铺设层合板，可仅用纯对称模态来定性预测主后屈曲分支、二次分岔荷载及远程跃迁路径。
关键词:
复合材料力学
,
层合板
,
后屈曲
,
模态跃迁
宋培龙
,
杨学锋
,
王守仁
,
杨丽颖
复合材料学报
将Al2O3-TiC陶瓷材料与具有固体润滑特性的Al2O3-TiC-CaF2陶瓷材料进行叠层,通过真空热压烧结制备Al2O3-TiC/Al2O3-TiC-CaF2复合叠层陶瓷材料.在环盘式摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损实验,研究该材料在不同载荷、转速条件下的摩擦系数和磨损率,分别用SEM及EDS观察材料磨损前后的微观形貌和分析其成分组成,研究其磨损机制.结果表明:在相同载荷条件下,Al2O3-TiC/Al2O3-TiC-CaF2复合叠层陶瓷材料的摩擦系数和磨损率随着转速的升高而下降,在相同转速条件下,其摩擦系数和磨损率随着载荷的增加而下降；Al2O3-TiC/Al2O3-TiC-CaF2复合叠层陶瓷材料的磨损机制主要是磨粒磨损和黏着磨损.
关键词:
陶瓷
,
叠层
,
磨损
,
表面分析
,
热压烧结
谭建设
,
张晓晶
,
张俊琪
,
汪海
复合材料学报
以连续介质损伤力学(CDM)为基础,提出了一个有效的数值分析模型来模拟碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板低速冲击的接触力响应和能量响应.该模型考虑了不同的失效模式,引入了不可逆的损伤变量和新的刚度折减方式以考虑损伤造成的刚度变化,定义了耗散能的计算方式以考虑损伤造成的能量变化.通过在Abaqus/Explicit平台上编写VUMAT子程序具体实现模型,数值仿真与试验结果吻合较好,验证了该模型的有效性.此外,还综合考虑了Hashin准则与LaRC04准则各自的优缺点,用Hashin和LaRC04相混合得到的准则对低速冲击进行了模拟.结果表明:在冲击外载作用下当CFRP层合板中存在较多基体压缩失效时,采用混合的失效准则模拟得到的接触力响应和能量响应结果更接近试验结果,而使用纯Hashin准则得到的预测结果偏保守.
关键词:
复合材料
,
层合板
,
低速冲击
,
VUMAT
,
仿真
