王艳飞巩建鸣蒋文春姜勇唐建群
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00711
基于有限元ABAQUS软件, 利用内聚力模型和与H相关的线性内聚力-张开位移率关系, 开发了顺次耦合的氢致滞后断裂有限元计算程序, 预测了预充H的AISI4135高强钢圆柱缺口试样在常载荷拉伸条件下的滞后断裂时间和裂纹萌生位置, 同时考察初始H含量、缺口尖端应力集中系数和拉伸载荷对滞后断裂的影响, 并和文献报道的相关实验结果进行比较. 结果表明, CZM模型能够较好地模拟预充H高强度钢的氢致滞后断裂过程, 预测结果和实验结果基本一致. 氢致滞后断裂存在 H临界值, 当缺口尖端高应力区聚集的H浓度达到临界值时, 裂纹才会在此萌生, 此临界值与材料所受的载荷大小、缺口尖端的应力集中系数(缺口半径)有关, 而与初始H浓度无关. 随着缺口尖端应力集中系数、拉伸载荷的降低, 滞后时间将显著增大, 临界H浓度也增大.
关键词:
内聚力模型
,
hydrogen induced delayed fracture (HIDF)
,
high strength steel
,
hydrogen embrittlement
陈勇
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.6.015
从影响热生长氧化层(TGO)变形的因素、计算模型和计算方法方面综述国内外学者近年来在热生长氧化层变形和应力方面的研究成果.详细评述热膨胀失配、蠕变、TGO生长、黏结层相变和界面形貌等因素对TGO变形和应力的影响,并介绍目前研究TGO变形和应力的主要方法和计算模型.提出:基于内聚力模型(CZM)的扩展有限元方法(X-FEM)、(扩展)Voronoi有限元模型可以解决基于传统有限元方法和断裂力学方法在研究TGO裂纹扩展问题、获取TGO临界断裂参数等方面存在的困难,是一种有前途的研究TGO变形、应力及裂纹问题的方法.
关键词:
热生长氧化层
,
应力分析
,
有限元
,
扩展有限元
,
内聚力模型
李巾锭
,
任成祖
,
张立峰
,
吕哲
材料科学与工程学报
建立轴对称模型对C/SiC复合材料的单纤维顶出试验进行数值模拟,引入内聚力模型模拟复合材料界面失效,在细观力学层面上分析界面粗糙度、界面强度、界面层厚度以及热膨胀系数对纤维顶出过程中载荷位移曲线的影响规律;为C/SiC复合材料界面本构的研究和纤维顶出试验的参数优化提供了高效的方法和理论依据.
关键词:
C/SiC
,
单纤维顶出
,
有限元
,
内聚力模型
赵玉萍
,
袁鸿
,
韩军
,
杨雄飞
材料热处理学报
采用界面弹性-软化内聚力模型,用解析法研究了单纤维/聚合物基体复合材料高温固化后的残余应力分布.结果表明:较高固化温度引起界面软化和脱粘;纤维中残余应力分布由应力增长区和应力平台区组成,残余应力平台值与固化温度及纤维和基体热膨胀系数差值成正比,界面参数只对残余应力增长区的分布有影响;在界面断裂韧性相同情况下,界面弹性模量增加缩短应力传递长度,界面软化模量增加减少软化长度,弹性和软化模量变化不影响界面脱粘的温度.
关键词:
复合材料
,
残余应力
,
解析法
,
界面
,
内聚力模型
沈珉
,
孙晓翔
,
刘洋
材料研究学报
doi:10.11901/1005.3093.2015.625
研究了界面性能对随机短云杉纤维增强聚丙烯(PP)复合材料宏观拉伸性能的影响.采用双线性内聚力模型(CZM)描述随机短云杉纤维和PP基体间非理想界面的力学行为,建立了含非理想界面的随机短纤维增强复合材料代表性单元(RVE)的二维有限元模型,考虑了纤维含量、长细比、随机分布和随机各向异性弹性以及PP基体弹塑性的影响;模拟了不同纤维含量复合材料的实验拉伸应力应变曲线.结果表明,短云杉纤维/PP基体间非理想界面刚度与复合材料有效弹性模量之间有单调递增的曲线关系,即E-K曲线;同一复合材料不同纤维含量的E-K曲线簇有一个临界交点.在交点右侧强界面刚度区复合材料有效模量随着纤维含量的增加而提高,在交点左侧弱界面刚度区有效模量随着纤维含量的增加而减少.三种不同体积含量10％、20％和49％的云杉/PP复合材料的非理想界面刚度可用E-K曲线和实验测得的宏观有效弹性模量确定,云杉/PP界面初始破坏位移和界面完全破坏位移也可根据模拟拉伸应力应变曲线确定.数值分析结果能用非理想界面刚度来解释和理解随机短植物纤维体积含量对复合材料宏观有效模量的影响.
关键词:
短植物纤维
,
拉伸性能
,
有限元
,
纤维/基体界面
,
有效弹性模量
,
内聚力模型
周储伟
,
王鑫伟
,
杨卫
,
方岱宁
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2001.04.014
用细观计算力学的方法分析了短纤维增强金属基复合材料(MMC)多重损伤的相互作用及对拉伸强度的影响.采用唯象的内聚力模型模拟界面的脱粘;G-T模型描述延性基体的损伤.在胞元模型的基础上研究了界面强度、纤维长径比等细观参数对材料损伤模式及强韧性的影响.研究表明,界面较弱时,损伤以界面脱粘为主,界面的强度决定了材料强度;当界面较强时,晶须将发生断裂,材料的最终强度由晶须的强度决定.不同界面强度条件下基体中损伤的分布不同.
关键词:
金属基复合材料
,
细观力学
,
损伤
,
内聚力模型
,
G-T模型
王振清
,
雷红帅
,
周博
,
付际
,
王晓强
复合材料学报
通过单纤维拔出实验和单轴拉伸实验, 测定了形状记忆合金（SMA）增强树脂基复合材料的界面脱粘剪切强度和单向随机分布SMA短纤维增强复合材料的拉伸强度。根据蒙特卡罗法和边界条件控制方程, 编写了适于软件调用的单向随机分布短纤维增强复合材料的APDL语言生成程序, 建立数值模拟模型。基于指数型内聚力模型, 对SMA纤维与环氧树脂基体界面分离（即界面脱粘）过程进行了有限元模拟。结果表明： 相同纤维体积分数下, 随着纤维长细比的减小, 复合材料整体弹性模量逐渐降低; 温度驱使SMA纤维弹性模量发生变化, 可以有效提高复合材料整体弹性模量。
关键词:
SMA复合材料
,
界面
,
内聚力模型
,
界面脱粘
,
数值模拟
李彪
,
李亚智
,
刘向东
,
苏杰
复合材料学报
提出了一种由刚性元和零厚度的内聚力单元组合而成的新型界面单元,该界面单元嵌在板壳结构界面之间,可用来模拟界面损伤的起始和演化,能考虑板壳的平动和转动对分层损伤的作用.该界面单元具有有限厚度,八个结点,每个结点有五个自由度,通过刚性元将板壳单元结点的位移和结点力转换到内部零厚度的内聚力单元上,界面损伤通过内聚力单元的损伤演化体现出来.采用板壳单元和新型界面单元建立有限元模型,对混合弯曲(MMB)试验和双悬臂梁(DCB)弯曲试验进行了计算模拟,计算结果能很好地模拟结构的界面损伤过程.相比传统的用内聚力单元和三维实体单元组成的模型,建模方便,在精度相当的前提下,可以使单元尺寸增大一倍,减少裂尖内聚力区域(cohesive zone)内的单元数量,缩小计算规模,提高计算效率.
关键词:
板壳结构
,
界面单元
,
界面断裂
,
内聚力模型
,
复合材料层合板
孔斌
,
陈普会
,
陈炎
复合材料学报
在飞机结构设计中,为高效完成复合材料加筋板结构设计,亟需一种快速有效的复合材料整体加筋板后屈曲失效评估方法.采用商业有限元软件ABAQUS建立了加筋板有限元模型,研究了复合材料整体加筋板的轴压后屈曲失效评估方法,即“整体局部”法.通过对单筋条壁板后屈曲的失效分析发现,“整体局部”法可得到初始脱胶时的位移和载荷值以及较准确的破坏载荷值,是一种能有效确定加筋板后屈曲失效情况的快速评估方法,对提高结构设计效率和减轻飞机结构质量具有重要的工程意义.
关键词:
复合材料
,
整体加筋板
,
后屈曲
,
失效评估
,
内聚力模型
