刘超
,
孙秦
,
刘彦杰
中国有色金属学报
通过将改进的X-W延性金属断裂模型结合修正的von-Mises准则嵌入ABAQUS/explicit用户材料子程序VUMAT的方式，对一系列铝合金2A12-T4试件的渐进断裂过程进行数值模拟，该模型以连续损伤力学为基础，并考虑静水压力和 Lode 角对损伤变量的作用。为了预测该模型的有效性并预测金属的延性断裂，对铝合金2A12-T4光滑圆棒、带缺口的棒材和紧凑拉伸试件(CT试件)进行单向拉伸试验及数值模拟。同时对比分析几何非线性和屈服准则的影响在数值仿真计算中的差异。结果表明，该断裂模型结合修正的von-Mises屈服准则可很好地预测2A12-T4试件渐进破坏试验的载荷-位移曲线及各试件的宏观断裂形貌。其中，“隧道”效应能够很好地解释CT试件处于平面应变状态的中心层和平面应力状态的表面层的抗断裂能力的差异。
关键词:
铝合金
,
紧凑拉伸试件
,
断裂
,
几何非线性
,
有限变形
杨加明
,
孙良新
,
吴丽娟
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2001.04.022
利用Galerkin方法分析了von-Karman型两邻边铰支两邻边夹紧正交各向异性矩形板.所设的位移函数为梁振动函数,它不仅能精确地满足边界条件,而且具有正交的特性,从而把复杂的非齐次非线性偏微分方程组化为一组非线性代数方程组.通过非线性方程组的线性化和可调节参数的修正迭代解法找出问题的解.实践证明,梁振动函数的收敛很快,只须取出级数的前几项即可满足精度要求.最后求出了不同复合材料的挠度和应力值.
关键词:
两邻边铰支两邻边夹紧
,
正交各向异性
,
几何非线性
,
代数方程组
郑世杰
,
佘锦炎
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2003.03.002
通过定义广义应力,提出了一个改进的刚度矩阵,以克服固体壳元的厚度自锁问题,并能保证沿复合材料层合结构厚度方向上的连续应力分布;将应力插值函数分为低阶和高阶两部分,建议了一个新的非线性变分泛函,推导了一个用于几何非线性分析的九节点固体壳单元,该单元的计算精度和效率基本上与九节点减缩积分单元相当,与同类型其他单元相比,该单元显著提高了计算效率.
关键词:
固体壳
,
厚度自锁
,
几何非线性
,
复合材料
,
稳定
傅衣铭
,
王永
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.01.021
扩展了Ladeveze的复合材料单层板的损伤模型,使之可用于考虑剪切粘弹性的复合材料层合板的损伤分析,基于Von Karman方程,建立了考虑损伤效应的粘弹性复合材料层合板的非线性动力学方程,且应用有限差分法和迭代法进行求解.数值结果表明,考虑结构的损伤和损伤演化时,结构的非线性动力响应将发生显著的变化.
关键词:
剪切粘弹性
,
层合板
,
损伤效应
,
几何非线性
张剑
,
周储伟
,
叶见曙
复合材料学报
对于高性能碳纤维增强聚合物复合材料(CFRP)筋混凝土梁,研究几何非线性组合壳单元模型,对预应力CFRP筋混凝土梁进行了全过程分析.引入Von Karman理论,推导了局部坐标系下Piola-Kirchhoff应力矩阵和几何刚度矩阵;分别采用组合壳单元和分层壳单元模拟预应力CFRP筋和玻璃纤维增强聚合物复合材料(GFRP)筋,并推导了CFRP筋对组合壳单元刚度矩阵的贡献,同时采用Heterosis选择积分技术以避免剪切锁定和零能量模式,研制了相应的非线性计算程序.计算结果与试验数据对比可知,挠度发展规律和预应力CFRP筋应变发展规律均吻合良好,说明了研究单元的有效性及研制程序的正确性;CFRP筋具有高强度性能,梁试件破坏时CFRP筋均未失效;利用预应力CFRP筋应变重分布系数研究了梁的刚度退化规律,表明采用GFRP筋代替普通钢筋在加载后期会使梁的刚度退化减小.
关键词:
CFRP筋
,
几何非线性
,
组合壳单元
,
全过程
,
刚度退化
苏维国
,
穆志韬
,
朱做涛
,
孔光明
复合材料学报
考虑金属裂纹板复合材料单面胶接修补结构的几何非线性和边界条件,建立了考虑弯曲变形单面修补结构力学分析模型,计算出承受面内载荷时修补结构的弯矩和挠度,将补片自由端和金属板裂纹处的弯矩作为胶层应力控制微分方程的边界条件,推导出剪应力和剥离应力的解析解,及裂纹张开位移的表达式,并与有限元数值结果进行对比.分析结果表明,胶接修补结构应力分析理论模型和相关简化假设合理、正确.利用所建立的解析模型研究了金属裂纹复合材料单面胶接修补结构的应力分布特点及胶层主导破坏模式的失效机制,为胶接修补结构的承载能力分析以及结构改进设计提供了一定的理论依据.
关键词:
复合材料胶接修补
,
几何非线性
,
胶层应力
,
解析模型
,
失效分析
,
有限元分析
李双蓓
,
吴海
,
崔凯
玻璃钢/复合材料
基于物理中面的概念,建立了压电功能梯度板(FGM)几何非线性静力弯曲的基本方程,利用Ritz法研究了材料性质、梯度指数等对FGM板考虑几何非线性时弯曲变形的影响,并通过不同的电压施加方式探讨了压电材料对FGM板变形控制的规律.与已有文献结果对比分析表明,本文建立的方程和采用的方法是可靠的;基于几何非线性方程求解功能梯度材料板的静力变形时,计算偏差随着物理中面与几何中面位置偏差的增大而增大,在利用压电材料对FGM板的变形进行控制时,宜采用物理中面.
关键词:
功能梯度板
,
压电材料
,
静力弯曲
,
物理中面
,
几何非线性
,
变形控制
