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根据管状纤维缠绕制件的成形特点,以干纤维束横截面积、纤维体积含量、芯模尺寸及一个铺设行程中芯模转过的圈数为基本参数,给出了具有不同缠绕角管壁厚的计算方法;之后,根据缠绕管件具有周向均匀弹性模量的特点,将管件化分为管壁元,对其进行位移、应变、应力分析,并在管件上进行整合,从而提出一种纤维缠绕复合材料管在拉伸、剪切及弯扭载荷作用下的分析模型;最后将管壁厚计算方法和管壁元分析模型用于计算管件,并将理论计算结果与可得到的实验结果和有限元数值计算结果进行时比,结果表明,理论计算结果与实验结果均有较好的一致性.

关键词: 纤维缠绕 , 管件 , 管壁厚 , 管壁元 , 分析模型

连续纤维复合材料微观结构的量化分析

孙江 , 肖琪

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2006.04.004

本文通过对连续纤维复合材料微观图像的量化分析,获取其二阶密度函数K(r),并以K(r)为主要函数建立目标函数,利用matlab的遗传优化工具箱得出代表体单元.得出的代表体单元在力学性能上基本反映了原微观结构的力学性能.

关键词: 连续纤维复合材料 , 微观结构 , 二阶密度函数 , 代表体单元

0°和90°缠绕角圆和非圆截面梁在拉弯载荷下的位移计算

孙江 , 肖琪

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2007.06.001

本文提出一种0°和90°缠绕角圆和非圆截面梁在拉弯载荷作用下的变形计算方法.本法将圆或非圆截面梁化分为有限个梁元进行位移、应变、应力分析,通过坐标转换,将各梁元的位移和载荷在梁上进行整合,从而得出0°和90°缠绕角圆或非圆截面梁在拉弯载荷作用下的分析模型.文中将理论计算结果与有限元数值计算结果进行对比,理论计算结果与数值实验结果有较好的一致性.结果说明,本文提出的计算方法可应用于0°和90°缠绕角圆和非圆截面梁在拉弯载荷作用下的分析计算.

关键词: 纤维缠绕 , 复合材料 , 圆和非圆截面梁 , 拉弯载荷 , 位移

[+φ/-φ]碳纤维缠绕角管件在拉伸载荷作用下的实验及理论分析

肖琪 , 孙江

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2007.02.005

在拉伸载荷作用下,本文对有纬结构和无纬结构的[+φ/-φ]碳纤维缠绕角管件进行了实验及理论分析.实验结果表明,无纬结构管件比有纬结构管件的轴向刚度略高些.本文还采用经典层板理论,结合[+φ/-φ]缠绕管件的特点对其轴向刚度进行计算分析,计算结果与无纬结构管的实验结果基本吻合.

关键词: 管件 , 纤维缠绕 , 轴向刚度 , 无纬结构 , 有纬结构

考虑纤维波动[+ψ/-ψ]缠绕角管件的轴向弹性模量计算方法

孙江 , 肖琪

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2006.01.011

本文在计算[+ψ/-ψ]缠绕角管件的轴向弹性模量时,通过引入纤维波动程度参数来计入纤维波动的影响,理论计算结果与层板理论计算结果相比更接近实验结果,说明本文提出的算法,可在一定程度上计入纤维波动的影响.

关键词: 纤维缠绕复合材料 , 纤维波动 , 管件 , 弹性模量

抗硫套管钢P110SS在高含H2S/CO2、Cl-共存条件下的腐蚀行为

伍丹丹 , 肖琪 , 王树涛 , 黄雪松 , 关建庆 , 张庆生

腐蚀与防护

采用高温高压釜模拟高含H2S/CO2的腐蚀环境,研究了Cl-对抗硫套管钢P110SS腐蚀速率、硫化物应力开裂和氢致开裂的影响.结果表明,抗硫套管钢P110SS的腐蚀速率随介质中Cl-浓度升高先增加后减小,当Cl-浓度达到50 g/L时,P110SS腐蚀速率达到最大值;抗硫套管钢P110SS没有出现硫化物应力开裂和氢致开裂的裂纹,其硫化物应力开裂和氢致开裂敏感性较低,原因是均匀细小的回火索氏体组织,有益元素铬、钼、钛、钕、钒的加入以及低含量的有害元素硫和磷.

关键词: 抗硫套管钢P110SS , 高含H2S/CO2 , 氯离子 , 腐蚀速率 , 硫化物应力开裂 , 氢致开裂

纤维缠绕复合材料锥管的挠曲变形计算方法

肖琪 , 孙江

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2006.05.003

纤维缠绕的锥形管,由于各截面的纤维层厚在不断变化,弯曲变形计算比较困难.本文以传递矩阵法为基础,计算纤维缠绕锥管在弯曲载荷作用下的挠曲变形,并以实验结果验证了计算结果.本文提出的计算方法比较简便,适合工程应用.

关键词: 纤维缠绕 , 复合材料 , 锥管 , 挠曲变形

深过冷Co-20at％Ru合金包晶相的析出与演化规律

肖琪 , 胡锐 , 王军 , 李金山 , 刘毅

稀有金属材料与工程

通过深过冷凝固实验对Co-Ru包晶合金中不同相的析出及演化行为进行了研究.采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法对该合金的深过冷实验获得了217 K(0.12 TL)的最大过冷度.结合经典形核理论的计算结果,在全过冷度范围内ξ始终作为先析相优先从熔体中析出.当过冷度(△T)小于临界过冷度(△T* ≈ 180 K)时,合金凝固组织表现为典型的包晶组织,此时包晶相的析出依赖于ξ相的形态改变;当△T＞△T*时,虽然ξ相仍为先析相,但是包晶相α的析出不再依赖于ξ相,而是直接从过冷熔体中析出并与ξ相竞争长大.随着过冷度的增大,包晶相的相对含量先增加后减少最后再次增加.

关键词: Co-Ru合金 , 深过冷 , 包晶合金 , 相对含量 , 亚稳相

纤维缠绕复合材料纤维束形态的细观分析及弹性模量预测

孙江 , 肖琪

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.06.032

在对纤维缠绕复合材料缠绕图案分析的基础上,考虑到纤维束的交叠与波动,提出一种用于计算纤维缠绕复合材料弹性模量的方法.该方法是在纤维缠绕图案中提取一代表单元,将代表单元分成层板区域和纤维束波动区域.层板区域用经典层板理论计算弹性模量; 纤维束波动区域根据纤维波动的细观图形及走势计算弹性模量.根据层板区域和纤维束波动区域在代表单元中所占的比例,组合2个区域的弹性模量以获得代表单元的总体弹性模量.通过测试炭纤维/环氧树脂缠绕管在轴向拉伸载荷下的轴向弹性模量及泊松比,验证了理论计算结果,表明该计算方法能较准确地计算纤维缠绕复合材料的弹性模量,因此可为这类材料的设计计算提供有益的理论依据.

关键词: 纤维缠绕复合材料 , 纤维波动 , 管件 , 弹性模量 , 细观分析