蔡洪能
,
陆玉姣
,
王雅生
,
并木宏德
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.z1.100
钢结构在服役过程中,因超载、疲劳等原因会引起损伤累积,极大地影响了结构的安全使用.对纤维增强复合材料(FRP)补强钢结构张开型裂纹疲劳扩展进行了实验研究.比较了不同的钢结构表面处理方式对FRP与钢结构粘接接头剪切强度的影响,根据剪切强度选择最佳表面处理工艺.对FRP补强后钢结构试样进行疲劳实验,与未补强试样的结果加以对比.结果表明,用FRP增强后钢结构FRP增强区疲劳裂纹扩展速率得到抑制、疲劳循环次数得到了提高.
关键词:
纤维增强复合材料
,
钢结构
,
胶接
,
张开型裂纹
,
疲劳失效
宇鹏飞
,
蔡洪能
,
焦菲
,
韩雪成
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160317.004
基于微观力学失效(MMF)理论对碳纤维增强复合材料(CFRP)多向层合板在低速冲击载荷下失效机制及损伤过程进行分析和预测。建立基于 MMF理论的层合板结构冲击损伤行为分析方法。首先，使用 MMF理论对冲击过程中组分的失效类别进行判别；然后，根据组分失效的类别制定出相应的材料性能退化方案来实现对复合材料在低速冲击下的逐步失效分析；在ABAQUS平台上开发了基于显示分析的用户材料子程序(VUMAT)，即基于 MMF理论的层合板冲击损伤分析程序；最后，利用 MMF理论冲击损伤行为分析方法，对 UTS50/E51碳纤维增强复合材料多向层合板在小能量低速冲击情况下的失效机制和损伤形貌进行预测，并将预测结果与试验结果进行对比，分析了利用 MMF理论预测冲击损伤这一方法的准确性。结果表明理论预测的凹坑直径与试验测试的凹坑直径误差为4.8%，预测的失效机制和损伤形貌与实际观察的一致。
关键词:
微观力学失效理论
,
组分强度表征
,
VUMAT
,
逐步失效
,
冲击损伤
李望南
,
蔡洪能
,
郑杰
复合材料学报
微观力学强度理论(MMF)是一种新型的基于物理失效模式的复合材料强度理论.通过对碳纤维/树脂(UTS50/E51)复合材料单向层合板进行纵向、横向静载拉伸、压缩和弯曲试验,得到层合板的基本力学性能和宏观强度指标.建立了碳纤维增强树脂基复合材料微观力学模型,获取树脂基体和纤维不同位置的机械载荷应力放大系数和热载荷应力放大系数.结合获取的应力放大系数及试验测得的单向层合板宏观强度,计算出层合板组分的MMF强度特征值.绘制了基于MMF强度理论的层合板破坏包络线,并与Tsai-Wu失效准则预测结果进行对比.实现了对UTS50/E51层合板MMF强度特征值的表征.
关键词:
微观力学强度理论
,
失效分析
,
有限元分析
,
强度特征值
,
强度表征
