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  • 论文(12)

热成形金属复合材料的微观结构及力学行为研究

马宁 , 张宗华 , 胡平 , 郭威 , 刘书田 , 申国哲

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.05.019

对汽车车门防掩梁热成形(成形与淬火同时进行)过程进行了研究,发现由于成形过程中钢材表面发生氧化脱碳,得到的防撞梁零部件表面软而内部硬,材料性质在厚度方向上呈连续梯度分布,即表面硬度、强度低而内部的硬度、强度高,这样形成了新型连续梯度分布的多层金属复合材料.对汽车车门防撞梁这种新型金属复合材料的微观结...

关键词: 热成形(热冲压) , 金属复合材料 , 防撞梁 , 微观结构 , 冲击力 , 吸能

复合材料粘弹性本构关系与热应力松弛规律研究Ⅰ:理论分析

刘书田 , 马宁

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.01.027

基于均匀化理论研究了复合材料粘弹性分析的多尺度方法,以及复合材料等效热应力松弛规律.引入了等效粘弹性热应力系数张量和等效时变热膨胀系数的概念,建立了含温度变化的复合材料热粘弹性本构关系,并给出了基于均匀化理论的复合材料粘弹性松弛模量、等效热应力松弛系数和等效时变热膨胀系数的预测方法.对特殊复合材料的...

关键词: 复合材料 , 粘弹性 , 热膨胀 , 本构方程 , 均匀化理论

复合材料粘弹性本构关系与热应力松弛规律研究Ⅱ:数值分析

马宁 , 刘书田

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.01.028

给出了预测复合材料粘弹性松弛模量、等效热应力松弛系数和等效时变热膨胀系数的均匀化方法的有限元数值实现步骤,研究了单向纤维复合材料随温度变化的粘弹性本构关系,以及热应力松弛规律和热膨胀系数的时变特征.单向纤维复合材料的一维热变形分析数据显示了热应变对时间的强烈依赖关系;以数值形式给出的等效热应力松弛模...

关键词: 复合材料 , 粘弹性 , 热膨胀 , 本构方程 , 均匀化理论

零膨胀材料设计与模拟验证

刘书田 , 曹先凡

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.01.023

零膨胀材料对提高航空航天结构和电子设备等的热几何稳定性有重要意义.采用拓扑优化技术设计各相材料在单胞域的分布形式,以获得零膨胀材料的微结构形式.给出了由二相实体材料和空心构成的各向同性零膨胀材料的设计方案,讨论了初始设计依赖性问题,分析了该依赖性的存在原因.采用有限元技术代替实际测试,分析了所设计材...

关键词: 材料设计 , 零膨胀材料 , 拓扑优化 , 均匀化 , 模拟验证

Z-pins几何分布对其增强复合材料双悬臂梁Ⅰ型层间韧性的影响

孙先念 , 刘书田

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.03.029

复合材料Z-pinning增强技术通过在层合板内嵌入体分比小于5%的Z-pins,能大幅度提高层合板的层间断裂韧性,减少因低能量冲击所产生的分层损伤.本文作者基于细观力学模型,构造了相应的Z-pin单元;结合梁单元,建立了用于分析含Z-pins的双悬臂梁(Double cantilever beam...

关键词: Z-pinning , 复合材料 , 双悬臂梁 , 层间韧性

二维多孔材料散热性能分析与设计

刘书田 , 刘鹏 , 张永存 , 王博

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.01.025

二维多孔材料存在一个易于流动的方向并具有较大的面密度,因此在具有良好的比刚度和比强度的同时也具有良好的散热性能,研究强迫对流下的散热性能对其多功能化设计具有重要意义.本文中利用数值方法求解考虑二维多孔材料内部流体流动规律、热传导和对流换热影响的流固耦合热传输问题,分析了多孔率和微结构尺寸对散热性能的...

关键词: 散热 , 材料设计 , 二维多孔材料 , 蜂窝材料

金属蜂窝材料换热性能分析快速数值算法

张永存 , 刘书田

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.03.033

由于存在一个易于流动的方向并具有较大的面密度,金属蜂窝材料在具有良好的比刚度和比强度的同时也具有良好的散热性能,研究强迫对流下的散热性能对其多功能化设计具有重要意义.蜂窝材料强迫对流换热是流-固耦合传热问题,由于具有大量微结构,直接采用计算流体动力学(CFD)方法进行模拟,计算量巨大,成为进行优化设...

关键词: 金属蜂窝材料 , 对流换热 , 快速数值算法 , 有限体积法

Z-pins对层合复合材料非对称分层增韧作用参数分析——Ⅰ型层间韧性

孙先念 , 刘书田

复合材料学报

假设纤维Z-pins的桥联力与嵌入厚度成正比,建立适于非对称分层(分层位于层合板厚度方向上的任意位置)的Z-pin细观力学模型并构造相应的Z-pin单元,结合考虑一阶剪切变形的梁单元,建立了用于分析含浅部分层采用Z-pins增韧的双悬臂梁(Double cantilever beam,DCB)有限元...

关键词: Z-pins , 双悬臂梁 , Ⅰ型层间韧性 , 复合材料

Z-pins对层合复合材料非对称分层增韧作用参数分析——Ⅱ型层间韧性

孙先念 , 刘书田

复合材料学报

利用纤维Z-pins的细观力学模型构造了相应的Z-pin单元,结合考虑一阶剪切变形的梁单元,建立了用于分析含非对称分层采用Z-pins增韧的端部开口弯曲试件(End notched flexure,ENF)的有限元模型,并在分层裂纹面上引入接触单元以防止分析过程中2个分层子梁在端部开口处的相互嵌入....

关键词: Z-pinst端部开口弯曲试件 , Ⅱ型层间韧性 , 复合材料

开孔碳纤维层合板层间应力分析

郭绍伟 , 张永存 , 宋恩鹏 , 孙先念 , 徐雅楠 , 刘书田

复合材料学报

针对具有典型铺设角[0/45/-45/90]的开孔碳纤维层合板,采用三维有限元数值模拟方法,分析了在单向拉伸载荷作用下孔边附近的层间应力,讨论了界面层参数对层间应力的影响,详细给出了典型铺设角之间层间应力的分布规律和最大层间应力产生的位置。结果表明:对于相同铺设角的界面层,沿厚度方向的位置影响层间应...

关键词: 典型铺设角 , 开孔层合板 , 层间应力 , 自由边效应 , 界面层参数

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