古兴瑾
,
许希武
复合材料学报
推导了复合材料应变率相关三维本构关系，并将其用于复合材料层板高速冲击损伤的数值模拟。该模型在复合材料层间引入界面单元模拟层间分层，结合三维Hashin失效准则进行单层板面内损伤识别，引入材料刚度退化，采用非线性有限元方法，研究了复合材料层板高速冲击的破坏过程及层板的损伤特性。数值分析结果表明，剩余速度预报结果与实验结果吻合较好，层板的主要损伤形式是层间分层、基体微裂纹和纤维断裂，减小弹体直径、增大铺层角度和层板厚度能够有效降低层板损伤面积。
关键词:
复合材料
,
本构模型
,
冲击
,
损伤
,
数值模拟
尹斌
,
许希武
,
古兴瑾
材料科学与工程学报
针对复合材料泡沫芯夹层一体化天线结构开展试验研究,对比含天线和不含天线两种结构面内、面外力学性能,试验结果表明:含天线结构强度小于不含天线结构强度.在试验研究的基础上,通过引入针对复合材料层合板的Tsai-Wu张量判据和针对泡沫芯材料的三参数广义强度准则,对含天线和不含天线泡沫芯夹层结构的渐进损伤过程进行数值模拟,并预测了材料的面内压缩强度和面外拉伸强度.数值模拟结果与试验结果吻合良好,证明了模型的合理有效性.同时,研究了层板厚度、层板铺层角和泡沫芯厚度等因素对材料强度的影响规律,为复合材料一体化天线结构的优化设计提供了必要的参考.
关键词:
复合材料
,
泡沫芯夹层结构
,
天线
,
强度预测
,
数值模拟
马凯
,
许希武
,
古兴瑾
复合材料学报
根据复合材料三维黏弹性本构关系,建立了纤维增强复合材料层板高速倾斜冲击损伤的数值分析模型.该模型在复合材料层间引入界面单元模拟层间分层,结合三维Hashin失效准则进行单层板面内损伤识别,引入材料刚度折减方案,采用菲线性有限元方法,研究高速倾斜冲击下复合材料层板的破坏过程和损伤特性.研究结果表明:层板的主要损伤形式是层间分层、基体微裂纹和纤维断裂；冲击速度不变而入射角度增大时,剩余速度减小,层板损伤面积在一定入射角度范围内有明显变化；入射角度不变而冲击速度增大时,剩余速度增大,层板损伤面积在一定速度范围内也有明显变化.
关键词:
复合材料
,
本构
,
倾斜冲击
,
损伤
,
数值模拟
徐欢欢
,
古兴瑾
,
李晨
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150623.001
对单向和多向混杂纤维复合材料的拉伸刚度进行了研究.在混合定律的基础上考虑混杂比和分散度对混杂效应的影响,提出了单向混杂纤维复合材料拉伸模量的估算公式.通过实验得到了多向混杂纤维复合材料的拉伸模量,并且采用经典层合板理论进行了估算,基于混杂比以及分散度对拉伸模量的影响规律,对多向混杂纤维复合材料拉伸模量的估算公式进行了修正.结果表明:混杂纤维复合材料的拉伸模量与混杂比和分散度相关,分散度的增大在一定程度上可以提高单向混杂纤维复合材料的纵向拉伸模量.采用经典层合板理论所得的拉伸模量与实验值有一定的误差,而本文所提出的公式能够更加准确地估算混杂纤维复合材料的拉伸模量.
关键词:
混杂
,
复合材料
,
拉伸
,
刚度
,
修正公式
李晨
,
徐欢欢
,
古兴瑾
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160711.001
采用更为合理的分散度系数表达式改进了玻/碳层间混杂复合材料板断裂应变混杂效应系数公式,结合该混杂效应系数公式与复合材料强度混合定律,提出了层间混杂复合材料单向板的拉伸强度预报方法.将该混杂效应系数公式引入复合材料多向板渐近损伤有限元分析模型,修正了低延伸率纤维单层板的拉伸强度值,在此基础上提出了层间混杂复合材料多向板拉伸强度预报方法,并讨论了刚度退化方案.结果表明,模型预报值与实验均吻合较好,尤其考虑混杂效应的预报值与实验情况更加接近;基体退化系数大的刚度退化方案与实验更为吻合.
关键词:
复合材料
,
拉伸强度
,
混杂效应系数
,
刚度退化
,
层间混杂
