程小全
,
张子龙
,
吴学仁
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2002.06.002
使用一种小尺寸试件试验方法来测量复合材料层合板低速冲击后的剩余压缩强度(CAI),以便减少试验费用,降低材料研制成本和周期.在试验研究的基础上,建立了复合材料低速冲击后剩余压缩强度估算的一种软化夹杂模型.该模型将冲击损伤等效成圆形低刚度的夹杂,用8节点等参元分析层合板的应力应变状态,以点应力准则为压缩破坏判据.理论分析结果与试验对比显示,该模型简单有效.
关键词:
复合材料层合板
,
低速冲击
,
损伤
,
剩余压缩强度
冯国旭
,
王军
,
程小全
,
汪源龙
复合材料学报
通过建立的全桨叶有限元模型,研究了穿孔损伤的大小和方向对桨叶振动特性的影响.以桨叶根部z=50mm处矩形剖面和中部z=835 mm处翼型剖面为研究对象,分别在前缘、翼盒和后缘模拟不同口径的穿孔损伤,得到振动特性与穿孔损伤大小的关系,并通过改变前缘的穿孔损伤方向,得到振动特性与穿孔损伤方向的关系.结果表明,穿孔损伤一般不会引起各阶振动模态的改变,但会使各阶振动频率发生变化.随着损伤口径的增大,各阶振动频率都降低.损伤发生在前缘和后缘,摆振频率降低最多,发生在翼盒,扭转频率降低最多.穿孔方向对各阶振动频率的影响不仅与损伤的位置和结构有关,还与损伤剖面的几何形状有关.对于根部矩形削面,穿孔方向与剖面弦向夹角为75°和105°对摆振频率影响最大,对于中部翼型剖面,夹角接近0°(180°)对摆振频率影响最大.
关键词:
复合材料
,
桨叶
,
穿孔损伤
,
振动特性
,
有限元
康炘蒙
,
程小全
,
郦正能
,
张纪奎
,
胡仁伟
,
崔岩
复合材料学报
对高体积分数碳化硅颗粒增强铝基(SiCP/Al)复合材料的拉伸强度进行了试验研究.发现在较高应力水平下经过2次卸载的试件与未做卸载的试件相比,拉伸强度变化很小,说明加载-卸载过程对材料的拉伸强度影响不大.在试验研究的基础上,使用ANSYS软件建立了有限元模型,对SiCP/Al复合材料的拉伸特性进行了仿真模拟.研究结果表明,低体积分数SiCP/Al复合材料的力学性能更接近塑性材料;而高体积分数SiCP/Al复合材料的力学性能则接近于脆性材料.拉伸强度模拟计算误差非常小,基体破坏是导致高体积分数SiCP/Al复合材料破坏的主要因素.
关键词:
金属基复合材料
,
SiCP
,
拉伸
,
有限元
,
体积分数
范金娟
,
赵旭
,
陶春虎
,
程小全
高分子材料科学与工程
采用超声C扫描检测、断口分析、有限元分析等方法研究低速冲击损伤对G803/5224与G827/5224两种平面编织复合材料层压板失效行为的影响.结果表明,低速冲击后压缩载荷作用下,G803/5224层压板最终为剪切分层失效,G827/5224层压板最终为剪切屈曲失效,两种层压板低速冲击后压缩的失效模式与未受损伤层压板基本相同.建立了平面编织复合材料层压板的损伤扩展与失效模型,该模型的计算结果与试验结果吻合较好,可用于平面编织复合材料层压板的失效仿真.
关键词:
平面编织复合材料层压板
,
冲击损伤
,
压缩失效
,
失效仿真
康炘蒙
,
程小全
,
郦正能
,
张纪奎
,
崔岩
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.02.018
建立了高体积分数SiCP/Al复合材料的微缺陷有限元模型,对其拉伸力学特性进行了模拟计算.通过对含孔洞、界面脱粘等典型微缺陷的模拟,发现孔洞的存在对材料性能影响不大;界面脱粘对材料承载性能影响最大,脱粘界面面积的大小与复合材料承载能力成反比.微缺陷之间的相对位置对材料拉伸性能的影响不同,靠近孔洞处界面脱粘比背离孔洞处界面脱粘使材料承载性能下降更大.进一步多颗粒模型的模拟分析,发现高体积分数SiCP/Al复合材料的非线性拉伸曲线与其内部颗粒界面逐步脱粘存在有一定的关系.在开始加载阶段脱粘比例递增较快,在接近破坏时脱粘比例递增减慢.
关键词:
金属基复合材料
,
SiCP
,
拉伸
,
有限元
,
体积分数
黄文俊
,
孙永波
,
程小全
,
聂宏
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.12.002
通过ABAQUS软件建立三维累积损伤有限元模型,计算复合材料层板单钉沉头螺栓连接结构的条件挤压载荷,并对其损伤机理与破坏过程进行分析;选用适合该类结构层板的损伤判据与衰减准则进行验证.计算获得的初始挤压破坏载荷与实验结果吻合良好,说明所建模型的有效性.在此基础上,分析了接触面摩擦、螺栓刚度和连接金属板刚度等因素对连接结构拉伸性能的影响.结果表明:接触面摩擦因数和螺栓刚度对结构拉伸性能的影响较为明显,金属板刚度的影响很小.
关键词:
复合材料层板
,
单钉沉头螺栓连接
,
拉伸性能
,
损伤
程小全
,
杨琨
,
范舟
,
张纪奎
,
陈纲
高分子材料科学与工程
对国产CCF300/GW300复合材料层合板与铝合金板单钉连接结构在常温以及200℃和300℃高温环境下的拉伸性能进行试验研究,分析了连接试件的高温拉伸破坏行为,以及温度、铺层形式、连接螺栓直径对于条件挤压强度的影响。研究发现,高温越高其条件挤压强度保持率越低,300℃时条件挤压强度仅为常温的30%;90°铺层比例越高,试件的高温连接性能越低;螺栓直径对挤压强度也有较大影响。由于非±45°斜铺层面内剪切模量和强度较低,表面采用这些铺层的层合板容易发生高温挤压分层破坏。
关键词:
国产炭纤维CCF300
,
高温环境
,
单钉连接
,
拉伸
,
挤压破坏
王军
,
程小全
,
张纪奎
,
郦正能
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2012.3.015
对T700/9368光滑板及两种孔径的含孔层合板进行了拉-拉疲劳试验,测量试件刚度随加载周期的衰减规律,并利用超声波C扫描和破坏断口分析方法,对T700复合材料的疲劳损伤机理进行分析.根据弹性模量法建立了层合板疲劳累积损伤模型,并从平均应力准则概念出发,建立了含孔层合板的疲劳累积损伤模型.将试验数据运用最小二乘法拟合后代入疲劳损伤模型,得到T700/9368光滑板及含孔板疲劳寿命的具体计算公式,应用公式预测了在不同应力水平下的层合板疲劳寿命,与试验结果的吻合良好.
关键词:
T700
,
复合材料层合板
,
拉伸疲劳寿命
