张涛涛
,
周洪
,
史文华
,
燕瑛
复合材料学报
针对植入Z-pin后的碳纤维增强平纹机织复合材料的微观结构,建立了含Z-pin机织复合材料单层板和层合板的单胞模型.预测了Z-pin直径、分布间隔对单层板的面内纵向拉伸力学性能的影响,发现含有Z-pin的机织复合材料单胞在受面内拉伸时,会在Z-pin附近出现应力集中,单胞首先会在应力集中区域发生失效而导致强度降低.通过三维单胞模型模拟了Z-pin在层合板中拉出脱离的过程,得出了不同Z-pin直径、不同分离层厚度下的拉拔力-位移曲线.建立了用非线性弹簧模拟Z-pin的双悬臂梁(DCB)模型,结合虚拟裂纹闭合技术(VCCT),模拟了含有Z-pin复合材料层合板的Ⅰ型裂纹扩展,结果表明:Z-pin直径越大,分布越密,层合板的等效Ⅰ型应变能释放率GⅠC越大,且直径越大,GⅠC随裂纹扩展的波动幅度越大,分布越密,GⅠC波动的波长越小.
关键词:
Z-pins
,
机织复合材料
,
单胞模型
,
面内力学性能
,
非线性弹簧元
,
双悬臂梁
,
Ⅰ型层间韧性
刘(韦华)
,
矫桂琼
材料科学与工程学报
碳纤维平纹编织物和碳纤维Z-pin制备的预成型体,通过化学气相渗透(CVI)工艺制成Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料层压板.通过双悬臂梁试验研究Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料层压板的层间Ⅰ型应变能释放率和增强机理.研究Z-pin面积密度对层间Ⅰ型应变能释放率的影响.结果表明:Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料层压板主要增强机理表现为层间裂纹扩展受阻,Z-pin与层压板界面解离,Z-pin桥联裂纹和Z-pin拔出;增大Z-pin面积密度,层间Ⅰ型应变能释放率增大.
关键词:
陶瓷基复合材料
,
应变能释放率
,
双悬臂梁
,
Z-pin
孙先念
,
刘书田
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.03.029
复合材料Z-pinning增强技术通过在层合板内嵌入体分比小于5%的Z-pins,能大幅度提高层合板的层间断裂韧性,减少因低能量冲击所产生的分层损伤.本文作者基于细观力学模型,构造了相应的Z-pin单元;结合梁单元,建立了用于分析含Z-pins的双悬臂梁(Double cantilever beam,DCB)的有限元模型;在分层裂纹面上引入接触单元以防止分析过程中2个分层子梁在分层前缘处的相互嵌入.通过数值算例分析了Z-pins对层间韧性增强效果的影响及其原因.数值计算结果表明,Z-pins的几何分布对其增强层间韧性的影响相对较小.
关键词:
Z-pinning
,
复合材料
,
双悬臂梁
,
层间韧性
孙先念
,
刘书田
复合材料学报
假设纤维Z-pins的桥联力与嵌入厚度成正比,建立适于非对称分层(分层位于层合板厚度方向上的任意位置)的Z-pin细观力学模型并构造相应的Z-pin单元,结合考虑一阶剪切变形的梁单元,建立了用于分析含浅部分层采用Z-pins增韧的双悬臂梁(Double cantilever beam,DCB)有限元模型,并在分层裂纹面上引入接触单元以防止分析过程中2个分层子梁在分层前缘处的相互嵌入.通过数值算例分析了Z-pins对含非对称分层的DCB试件Ⅰ型层间韧性的增强作用.参数分析表明,当分层位置靠近层合板的表面时,Z-pins的增韧作用明显下降,其较薄分层子层的厚度是决定Z-pins对Ⅰ型层间韧性增强效果的关键参数.
关键词:
Z-pins
,
双悬臂梁
,
Ⅰ型层间韧性
,
复合材料
张晨浩
,
王璐
,
陈浩
玻璃钢/复合材料
复合材料夹层结构因其比强度高、比刚度高、耐腐蚀等优异性能,被广泛应用于多个领域.但现役条件下,复合材料夹层结构也面临着各种损伤.在现有应用中,温度、荷载共同作用下的面层与芯材的张开型剥离(Ⅰ型断裂)是常见的失效模式.基于能量守恒的观点,应用弹性地基梁理论,推导开裂时面层与芯材之间裂纹扩展的应变能释放率表达式,并用该理论值与双悬臂梁试验得到的试验值作对比,验证温度-荷载耦合作用下裂纹扩展应变能释放率表达式的正确性.
关键词:
夹层结构
,
双悬臂梁
,
应变能释放率
,
弹性地基梁模型
杨智春
,
温金鹏
,
李斌
,
孙浩
,
刘金利
稀有金属材料与工程
采用双悬臂梁试件,通过基础激励下的共振驻留法,开发了一套高温材料在真空环境下的阻尼测试系统.研究了提高测试精度的方法,并分析了空气阻尼对阻尼测试结果的影响,并以Ti-6-4合金为对象,研究了阻尼随温度、应变幅值及振动频率的变化规律.
关键词:
材料阻尼
,
共振驻留
,
双悬臂梁
