何柏灵
,
葛东云
,
杜旭朕
,
莫与明
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160411.001
针对中国缺少T800级复合材料螺栓连接设计参数的问题,发展一种综合连续损伤力学(CDM)和工程算法的单剪连接强度估算策略,以替代试验,降低研究周期和成本.在该强度估算策略中,首先建立试件的CDM有限元模型,通过数值模拟得到单剪螺栓连接的设计参数,包括单剪挤压强度修正系数、无缺口层合板拉伸强度和应力集中减缓因子等.随后根据上述参数,建立工程算法,估算复合材料单剪螺栓连接的最终挤压强度.结果表明:通过该策略得到的T800级复合材料螺栓连接设计参数和强度估算结果与试验结果有较好的一致性,说明该强度估算策略的可行性.
关键词:
复合材料
,
单剪连接
,
设计参数
,
连续损伤力学
,
工程算法
葛东云
,
莫与明
,
何柏灵
,
杜旭朕
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151014.002
随着复合材料的广泛使用，复合材料帽型加筋板在飞机结构上的使用也越来越多。为研究复合材料帽型加筋板承受轴向压缩的能力，首先对不同蒙皮半径、蒙皮厚度及长桁间距的复合材料帽型加筋板进行了轴压试验，得到了局部屈曲载荷、破坏载荷与加筋板曲率系数、长桁间距的关系，然后，通过引入曲率修正系数，修正了现有加筋板屈曲载荷的工程估算公式；最后，利用分段处理法结合有效宽度概念改进了加筋板轴压极限承载的工程算法。结果表明：帽型复合材料加筋板局部屈曲载荷及最终破坏载荷与曲率系数正相关；改进的方法能对复合材料加筋板的极限承载进行准确预测。所得结果表明该方法为复合材料加筋板结构设计及载荷估算提供了一种新方法，具有一定的工程应用价值。
关键词:
复合材料帽型加筋板
,
轴压试验
,
屈曲载荷
,
破坏载荷
,
改进工程算法
何柏灵
,
葛东云
,
莫与明
,
杜旭朕
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151020.002
为系统地研究T800碳纤维增强复合材料螺栓连接的力学性能，首先，对 T800碳纤维增强复合材料双剪单钉连接进行了面内准静态拉伸试验，探讨了铺层比例、铺层顺序、螺栓直径以及固化工艺对复合材料螺栓连接刚度和2%偏移挤压强度的影响；然后，根据试验结果得到了T800碳纤维增强复合材料螺栓连接的应力集中减缓因子；最后，结合相应铺层比例的无缺口层合板的应力集中减缓因子和拉伸强度，建立了复合材料连接最终挤压强度的工程算法。结果表明：当螺栓断裂时，连接的最终挤压强度由螺栓剪切强度和螺栓直径/板厚比决定；连接存在挤压和剪切2种失效形式，与±45°铺层比例有关；工程算法的计算结果与试验结果吻合良好。所得试验结果和工程算法可为T800碳纤维增强复合材料螺栓连接的初步设计提供理论依据和技术支持。
关键词:
T800 碳纤维增强复合材料
,
螺栓连接
,
工程算法
,
应力集中减缓因子
,
初步设计
吴以婷
,
葛东云
,
李辰
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150601.002
随着纤维增强复合材料的广泛应用,研究其在湿热环境下的动态力学性能具有重要的理论研究意义与工程应用价值.首先对碳纤维增强环氧树脂基(Carbon/Epoxy)复合材料层合板试件进行了湿热处理,其后采用分离式霍普金森压杆(SHPB)技术开展了于/湿态试件高应变率压缩实验并对实验结果进行分析.结果表明:材料脱(吸)湿过程呈现出两段式特点,存在二次脱(吸)水现象;Carbon/Epoxy复合材料层合板的强度在垂直铺层方向具有显著的应变率敏感性,随着应变率从l 500 s-1增加至6 000 s-1,其强度增加近3倍,与此同时应变率对其弹性模量的影响却非常微弱;此外,湿热处理有助于提升该材料的动态力学性能,经20 d吸湿后材料动态强度有最大12.45％的增幅,吸湿使得材料动态强度的上升在应变率较低时比较明显.
关键词:
碳纤维增强复合材料
,
湿热环境
,
高应变率
,
动态压缩
,
分离式霍普金森压杆(SHPB)
