作者:孙晋茹; 姚学玲; 李亚丰; 田向渝; 陈景亮 期刊:《复合材料学报》 2019年第12期
通过对比碳纤维增强树脂复合材料(CF/EP)层合板在单一雷电流脉冲及不同组合及时序的多重雷电流分量作用下的雷击损伤特性,探索多重连续雷电流分量在CF/EP层合板上的散流过程与作用机制。研究发现CF/EP层合板在雷电流脉冲作用下出现纤维断裂、烧蚀、树脂热解、铺层分离等严重雷击损伤。在雷电流A、B、C及D分量连续作用下,CF/EP损伤面积达到2790mm^2,损伤深度约1.28mm。在多重连续雷电流脉冲作用下,CF/EP的雷电损伤深度主要与雷电流A...
作为现阶段广泛使用的结构在线损伤检测方案,基于Lamb波的结构健康监测技术能够适用于极小的损伤检测,如结构当中存在的分层、裂纹等,正是因为其所具有的上述优势,其已经成为学术界研究的热点技术。鉴于此,本研究系统研究了基于压电晶片阵列的复合材料层合板损伤检测,通过建模,系统阐述了合材料层合板损伤识别方法,希望通过本研究发挥抛砖引玉的作用,为为基于Lamb波的结构健康监测技术发展提供一定的理论参考。
作者:许伟红; 刘成龙; 周金宇 期刊:《机械制造与自动化》 2019年第06期
针对纤维增强复合材料层合板可靠性分析中存在的多变量、非正态、非线性功能函数和相关性等问题,采用通用生成函数法,基于Tsai-Hill强度理论构建各单层板的抗力生成函数,根据首层失效准则建立层合板可靠性分析模型。在生成函数复合运算中,通过同类项合并和K-means聚类技术缩减计算量,提高效率。该方法为复合材料层合板可靠性分析开辟了一条新途径。
作者:贾利勇; 廖斌斌; 于龙; 贾欲明; 李苗 期刊:《复合材料学报》 2019年第10期
针对复合材料层合板三维失效分析问题,建立了一种基于Puck失效准则的分析模型。针对Puck失效理论中的基体失效,分别采用遍历法和分区黄金分割法(PGSS)的一维搜索算法预测了不同应力状态下基体失效的断裂面角度,并对比分析了两种算法的计算精度和计算效率。研究表明,PGSS具有较高的搜索精度和搜索效率。在ABAQUS有限元分析平台下,编写了基于Puck失效准则的VUMAT显式用户自定义材料子程序,对复合材料层合板横向(G23)剪切性能进行了数...
作者:马森; 赵启林 期刊:《玻璃钢复合材料》 2018年第10期
对考虑层数和铺层角变量的复合材料层合板质量最小化优化设计问题进行了研究。通过对问题进行分析,发现目标函数的分布受层数搜索区间的影响较大,容易导致优化设计陷入局部最优解,以及目标函数与层数之间存在线性关系。针对以上特点,提出基于进化机制的自适应搜索空间差分进化算法,在利用该算法解决层合板优化设计问题时,搜索区间会随着种群的进化而缩小,有利于算法逐渐收敛到全局最优解。最后通过实验验证了该算法在解决层合板优...
作者:范鎔韬; 关志东; 黄永杰; 苏雨茹 期刊:《玻璃钢复合材料》 2019年第02期
贴补修理是工艺简单、应用较广的复合材料结构修补技术。对含有孔穿透损伤的复合材料层合板单面贴补修理试验件进行拉伸试验,保持补片的铺层顺序、厚度不变,改变补片的直径,考察补片直径对单面贴补修理效果的影响,并根据试验过程中采集的试验件相应位置的应变数据以及载荷位移曲线分析其失效机理。结果表明,单面贴补修理试验件的强度恢复率约为34%~50%,且贴补修理对于含穿透孔损伤层合板的刚度具有一定的恢复作用,而且随着补片直径...
作者:许国栋; 李地红; 吴昊宇; 张景卫; 夏娴; 王艳君 期刊:《玻璃钢复合材料》 2019年第02期
复合材料遭受低能量冲击后其表面损伤是复合材料受冲击后观察以及描述的最直接部位。将复合材料损伤程度划分为5个等级,并且基于模糊贴近度评判方法,建立复合材料低能量冲击表面损伤信息与其损伤级别之间的联系。采用超景深显微镜,对复合材料冲击试件的表面损伤进行观察、记录、分析,结合模糊贴近度评判的方式,建立损伤程度与贴近度阀值之间的数值关系。并且经实例验证,不同的复合材料、不同的厚度在表面损伤表现有相同特征的时候,...
作者:黄小林; 王熙; 吴伟 期刊:《应用力学学报》 2017年第06期
基于三参数粘弹性地基模型及Reddy高阶剪切变形板理论,用双重Fourier级数形式解求得粘弹性地基上四边简支对称正交及反对称斜交层合板的各模态自由振动频率的解析解,以及这两种层合板在任意横向动荷载作用下动力响应的半解析解。通过参数分析讨论了粘弹性地基参数、边厚比等因素对自振频率及动力响应的影响。结果表明,地基的剪切刚度和压缩刚度提高了板的自振频率而降低了板的振动幅值,地基的粘性作用不可忽略。
作者:王文博; 漆文凯; 沈承 期刊:《航空发动机》 2018年第03期
为了对复合材料结构设计模型进行优化,基于Hencky假设,考虑剪切应力的影响,建立了复合材料层合板的有限元分析模型,在微观力学角度上改进3相桥联模型,预测能量损耗因子,获得目标复合材料层合板的固有频率、振型以及比阻尼容量等振动相关参数。以碳纤维材料层合板为例,将计算结果与现有文献结果进行对比,验证了改进模型的正确性。矩形层合板具体分析结果表明:复合材料层合板在一端固支下,无论是长度还是宽度的变化,对第1阶固有频率...
作者:刘艳红; 张莹 期刊:《中国民航大学学报》 2018年第04期
就有限元法而言,单元数值积分运算的时间所占比例较大。根据复合材料层结构的特点,基于三维的线弹性问题的非协调辛元,建立了超级混合单元。由于超级混合单元的组装是简单的加法运算,消耗时间较少,因此按层的形式划分超级单元,最明显的优点是可节省因相同单元重复积分运算而消耗的时间。实例分析证明了混合单元的可靠性。
作者:魏景超; 柴亚南; 刘风雷; 迟坚 期刊:《航空制造技术》 2017年第22期
通过疲劳试验研究了单面螺纹抽钉干涉配合复合材料连接结构的疲劳性能,分别考虑了紧固件类型、干涉配合量、搭接板材料及铺层次序等影响因素。采用了拉压疲劳试验,拉压比R=-1,循环应力水平则根据静载极限挤压强度值选定。根据疲劳试验循环应力和疲劳寿命曲线(S-N曲线),得到了不同影响因素对疲劳寿命的影响规律。结果表明,选择适当的干涉配合量、紧固件类型及搭接板均能提高结构的疲劳寿命,4种不同主板铺层次序均对结构疲劳寿命影...
作者:刘岩松; 张子健; 李志歆; 王童; 滕飞 期刊:《航空制造技术》 2019年第04期
设计并制备了6种不同铺层结构的层合板,通过对其进行拉伸试验,研究了不同铺层角度及不同铺层比例对层合板拉伸性能的影响。通过试验获得了6种复合材料层合板在拉伸试验中所能承受的极限拉伸强度,损伤特征以及载荷-位移曲线。结果表明:随着偏轴角增大,复合材料层合板拉伸强度逐渐降低,当45°和90°铺层体积分数相同时,45°铺层的层合板拉伸强度高于90°铺层的层合板;[0°/45°]铺层在表面可有效减小分层面积,由于内部剪切作用[0/90°]铺层...
作者:刘军; 黄宝宗; 邱家宏 期刊:《工业建筑》 2005年第10期
基于连续损伤理论及Hoffman强度准则,采用多标量连续损伤模型和有限元法,对复合材料层合板在横向均布载荷下的损伤破坏过程进行了研究,分析中考虑了几何非线性的影响及单层板失效前由微裂纹损伤所引起的刚度下降.研究表明:微裂纹损伤对破坏区域的演化过程有较大影响;用损伤Hoffman准则得到的层板破坏荷载高于无损Hoffman准则的破坏荷载,提高程度受铺层方式的影响.
作者:郑伟玲; 郑龙席 期刊:《西北工业大学学报》 2019年第01期
为了研究界面裂纹在复合材料中是否扩展,使用Timoshenko梁理论和局部广义力得到了三点弯曲模型中裂纹两端的解析能量释放率。研究结果和有限元结果进行对比验证,发现解析解和有限元结果相吻合。结果表明:裂纹在载荷点一侧时,左端和右端的能量释放率相等;当穿过载荷点以后,裂纹左端的能量释放率继续上升后逐渐下降,裂纹右端的能量释放率则下降后上升;当裂纹关于载荷点对称时,两端能量释放率相等。
作者:王刚; 贾普荣; 黄涛; 张龙 期刊:《材料工程》 2018年第02期
通过对圆形切口和长条形切口复合材料层合板试件进行拉伸实验,研究中心切口形状对层合板力学性能的影响。根据实验测得的应变分布规律确定切口引起的应变集中,并分析层合板的破坏过程。建立了基于连续刚度退化准则的渐进损伤模型,分析含切口试件的损伤扩展进程。结果表明,渐进损伤分析模型可准确描述含切口层合板的拉伸失效行为;长条形切口引起的应变集中系数较高,但切口附近的应变梯度更大;两种中心切口形式的复合材料层合...
作者:金江; 熊克 期刊:《南京航空航天大学学报》 2005年第04期
基于一阶剪切变形理论和压电方程,推导了压电层合板本构方程,得到一个双程压电-机械耦合的有限元模型,它可以对具有任意分布的表面粘贴式或嵌入式压电传感器和驱动器的复合材料层合板的机电响应进行分析.所得算例的计算结果与文献中的实验结果或ANSYS分析结果非常吻合,也显示了在压电传感器有信号输出时,单程压电-机械耦合的有限元模型所存在的误差.
作者:高华; 熊超; 殷军辉; 刘建功 期刊:《工程塑料应用》 2017年第12期
针对碳纤维复合材料层合板面内压缩损伤问题,基于声发射技术分析不同损伤阶段的声发射信号特征。根据加载过程中时间–载荷曲线以及试样破坏断面微观形貌,将损伤过程分为三个阶段:初始损伤阶段主要产生少量基体开裂与纤维–基体界面脱粘,裂纹迅速扩展阶段开始产生纤维剪断以及失稳变形,平稳损伤阶段主要产生失稳变形以及分层裂纹扩展。结合声发射信号的振幅、振铃计数研究损伤过程,并基于小波变换进行损伤信号的时频分析,发...
作者:冯跃中; 何录武 期刊:《兰州大学学报·社会科学版》 2005年第06期
基于Reissner-Mindlin型全局位移场模型和有限元预测-修正分析过程,数值计算和分析了复合材料层合板受热载荷作用下的横向剪应力.计算结果与三维弹性解比较表明横向剪应力的计算精度是满意的.
作者:周宇航; 刘锦阳; 武泽; 余征跃 期刊:《振动工程学报》 2017年第05期
基于非线性应变和位移关系,忽略横向剪切变形,用绝对节点坐标法建立了大变形复合材料层合板几何非线性动力学模型。在此基础上,综合考虑层合板风阻和气浮台风阻的影响,建立了气浮台-复合材料层合板多体系统的刚-柔耦合动力学模型。为了真实反映物体之间的约束关系,将气浮台和层合板之间的约束表示为面与面的固定约束。在单轴气浮台动力学仿真实验平台上进行了带有角位移驱动的复合材料层合板大变形刚-柔耦合动力学实验,验证了理论...
作者:李冬娜; 李旭东; 戴剑锋 期刊:《材料科学与工程学报》 2019年第04期
根据热传导、固化动力学和粘弹性力学理论,建立了复合材料层合板固化过程分析的理论模型,运用COMSOL多物理场耦合有限元分析软件对层合板固化过程进行三维瞬态数值求解。研究分析了固化过程中密度、比热容、导热系数、模量、热膨胀系数等材料性能参数的变化情况。通过算例验证,获得了AS4/3501-6层合板固化过程中温度、固化度及残余应力的分布,并与相关文献研究结果进行比较,验证了所建模型的正确性。研究结果表明:考虑了材料性能的...