姚宇超
,
许希武
,
毛春见
材料科学与工程学报
通过试验研究T300/5405复合材料层合板在6种湿热环境下开孔拉伸、开孔压缩的极限强度,分析了湿热环境对开孔复合材料层合板强度性能的影响,对比了不同湿热环境下材料的破坏模式.在有限元仿真方面,通过考虑湿热环境对材料刚度和强度的影响,建立了湿热条件下复合材料开孔层合板极限强度的预测方法,模拟了开孔复合材料层合板在不同湿热环境、不同载荷类型下的损伤演化全过程.有限元预测结果与试验结果的误差在20％以内,验证了该预测方法的有效性.
关键词:
湿热环境
,
复合材料
,
渐进损伤
,
仿真方法
,
试验验证
卓越
,
关志东
,
谭日明
,
郭俊
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.6.005
为研究玻璃纤维增强铝合金层板(GLARE)在挤压载荷作用下的损伤起始、演化方式和失效特点,采用超声C扫描、断面分析和扫描电子显微镜对三种铺层方式的GLARE层板单钉双剪实验进行观测.对挤压载荷下层板损伤起始和演化进行了观察对比,分析了铺层方式对层板挤压失效过程和破坏模式的影响.对实验中观察到的金属塑性变形、纤维屈曲、基体开裂、分层扩展等现象之间的关系进行了分析和说明.实验表明,挤压初始阶段,GLARE层板主要由铝合金承载,铝合金进入塑性之后,层板承载特性、损伤过程及最终破坏模式主要受纤维铺层方式影响.
关键词:
纤维金属层板
,
GLARE
,
挤压
,
渐进损伤
,
铺层方式
孙浩
,
许希武
,
郭树祥
材料科学与工程学报
基于渐进损伤方法,研究了含单脱层缝合复合材料层板在压缩载荷下的剩余强度。通过商用软件ABAQUS建立了含单脱层缝合复合材料层板剩余压缩强度计算模型,考虑了子层屈曲和分层扩展对剩余强度的影响。通过UMAT子程序实现了层板失效、层间失效和缝线失效的模拟。通过嵌入式杆单元结构模拟了缝线桥联作用及失效。采用Hashin准则及刚度折减法对纤维拉压、基体拉压失效进行了模拟。通过渐进损伤分析,揭示了缝合情况下含单脱层复合材料层板的失效机理,讨论了缝合参数对剩余压缩强度的影响。所预测的破坏模式和剩余强度结果与实验能较好地吻合。分析表明缝合可以明显提高含分层损伤复合材料层板的子层屈曲载荷,抑制分层扩展,并提高层板的剩余压缩强度。
关键词:
复合材料
,
层板
,
缝合
,
剩余压缩强度
,
渐进损伤
崔海坡
,
张阿龙
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201506020
综合考虑了基体开裂、基纤剪切、分层及纤维断裂等四种复合材料层合板的主要破坏模式,同时在通用有限元分析软件ANSYS基础上进行二次开发,编制了参数化的分析模拟程序,应用此三维逐渐累积损伤理论和有限元模拟方法,对两种不同铺层参数的含圆孔复合材料层合板在拉伸载荷作用下的逐渐破坏过程进行了分析.结果表明:该程序可以预测任意材料体系和任意铺层参数的层合板在拉伸载荷作用下的逐渐损伤破坏过程及最终失效载荷;与参考文献中的试验结果比较发现,该方法的预测精度较高,验证了其正确性.
关键词:
逐渐损伤
,
拉伸载荷
,
复合材料层合板
,
数值模拟
张弥
,
关志东
,
郭霞
,
薛斌
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.2.011
采用四点弯曲试验及有限元模型对比分析两种成型工艺下,工字型加筋结构试验件的破坏过程及破坏机理.研究表明:共固化试验件比二次胶接试验件损伤门槛高,且损伤扩展缓慢,表现出较好的承载能力;共固化试验件损伤主要发生在筋条蒙皮连接界面,且填充区也发生破坏;二次胶接试验件损伤主要发生在胶膜内部.在试验的基础上建立渐进损伤有限元模型,考虑两种成型工艺的不同及工字型筋条铺层角的不对称,有效地模拟两种工艺下的破坏.
关键词:
成型工艺
,
复合材料
,
脱粘
,
渐进损伤
,
破坏机理
杨璧玲
,
张慧萍
,
张同华
,
庄兴民
,
晏雄
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.11.015
以分段线弹性方法考虑了单向复合材料纵向、横向与剪切的非线性特性,建立了静拉伸热塑性PE/PE层合板逐渐损伤模型,利用有限元技术模拟研究了UHMWPE/LDPE层合板逐渐损伤的过程及机理.研究表明,纵向非线性对层合板的拉伸力学行为非线性有显著影响;各向非线性的分段线弹性处理可简便有效地分析复合材料及其结构的非线性问题,结合逐渐损伤分析可清楚揭示基体开裂、纤一基剪切和纤维断裂等损伤模式及其进程.算例分析的理想结果验证了模型的有效性.
关键词:
热塑性复合材料
,
PE/PE层合板
,
非线性
,
逐渐损伤
,
有限元
沈创石
,
韩小平
,
郭章新
,
王彬
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.01.012
针对孔口缝合补强复合材料层合板,通过有限元软件建立了含孔口缝合补强复合材料的渐进损伤模型.利用该模型预测了不同缝合参数情况下的破坏载荷,数值结果和实验吻合较好,证明了模型的有效性.在拉伸载荷情况下,模拟不同缝合参数下不同铺层的孔边损伤情况,发现不同缝合参数对层合板纤维损伤的影响与铺层角度密切相关.结果显示缝合补强后,层合板的损伤过程有明显的推迟,特别是双缝合情形下推迟的程度尤为显著.
关键词:
含孔口层合板
,
缝合补强
,
渐进损伤
,
损伤推迟效应
关志东
,
黎增山
,
刘德博
,
李星
复合材料学报
针对纤维增强复合材料层板开孔压缩，将复合材料层板的失效分为层内失效和层间失效，建立了复合材料层板开孔压缩损伤分析模型。该模型基于逐渐损伤分析，对不同复合材料开孔层板进行了失效预测，并与文献中试验结果进行了对比，破坏强度和失效模式均与文献试验结果非常吻合。结果表明，本文中所建立的层板开孔压缩损伤分析模型能够模拟含孔层合板压缩过程中的损伤起始、损伤扩展和最终破坏，并最终预测含孔层合板压缩失效模式和破坏强度。
关键词:
复合材料
,
开孔压缩
,
损伤分析
,
逐渐损伤
,
失效模式
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
