李龙彪
,
宋迎东
,
孙志刚
复合材料学报
采用细观力学方法对正交铺设陶瓷基复合材料单轴拉伸应力-应变行为进行了研究.采用剪滞模型分析了复合材料出现损伤时的细观应力场.采用断裂力学方法、临界基体应变能准则、应变能释放率准则及Curtin统计模型4种单一失效模型确定了90°铺层横向裂纹间距、0°铺层基体裂纹间距、纤维/基体界面脱粘长度和纤维失效体积分数.将剪滞模型与4种单一损伤模型结合,对各损伤阶段应力-应变曲线进行了模拟,建立了复合材料强韧性预测模型.与室温下正交铺设陶瓷基复合材料单轴拉伸应力-应变曲线进行了对比,各个损伤阶段的应力-应变、失效强度及应变与试验数据吻合较好.分析了90°铺层横向断裂能、0°铺层纤维/基体界面剪应力、界面脱粘能、纤维Weibull模最对复合材料损伤及拉伸应力-应变曲线的影响.
关键词:
陶瓷基复合材料
,
正交铺设
,
横向开裂
,
基体开裂
,
界面脱粘
,
纤维失效
,
应力-应变曲线
李龙彪
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151010.002
纤维增强陶瓷基复合材料(CMCs)在疲劳载荷作用下,纤维相对基体在界面脱粘区往复滑移导致其出现疲劳迟滞现象,迟滞回线包围的面积,即迟滞耗散能,可用于监测纤维增强CMCs疲劳损伤演化过程.提出了一种基于迟滞耗散能的纤维增强CMCs疲劳寿命预测方法及考虑纤维失效的迟滞回线模型,建立了迟滞耗散能、基于迟滞耗散能的损伤参数、应力-应变迟滞回线与疲劳损伤机制(多基体开裂、纤维/基体界面脱粘、界面磨损与纤维失效)之间的关系.分析了疲劳峰值应力、疲劳应力比与纤维体积分数对纤维增强CMCs疲劳寿命S-N曲线、迟滞耗散能和基于迟滞耗散能的损伤参数随循环次数变化的影响.疲劳寿命随疲劳峰值应力增加而减小,随纤维体积含量增加而增加;迟滞耗散能随疲劳峰值应力增加而增加,随应力比和纤维体积分数增加而减小;基于迟滞耗散能的损伤参数随纤维体积分数增加而减小.
关键词:
纤维增强陶瓷基复合材料
,
疲劳
,
寿命预测
,
迟滞回线
,
基体开裂
,
界面脱粘
,
纤维失效
唐金钱
,
朱小芹
,
鲁晓锋
,
张登刚
玻璃钢/复合材料
本文针对风电叶片常用的多轴向经编织物的建模方式进行研究,主要通过计算纤维失效进行分析验证.因此本文首先探讨了复合材料的多个纤维失效准则,并对其优缺点作出对比,选取Puck准则进行下一步分析.接着对Puck准则进行了详细描述.最后研究了多轴向经编织物采用多层单轴向经编织物分层建模和通过合理等效简化成一层单轴织物建模,两者建模方式及纤维失效结果的差异,证明两种建模方式均是可行的,采用简化建模更能减少工作量.
关键词:
风电叶片
,
纤维失效
,
Puck准则
,
多轴向
,
单轴向
,
经编织物
原梅妮
,
杨延清
,
罗贤
,
张荣军
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2008.04.010
使用三纤维/基体有限元模型研究了纤维失效和基体屈服后钛基复合材料内微区应力分布,结果表明:钛基复合材料内纤维失效端面的轴向应力降为0,承载能力降低,相邻基体和未失效纤维的承载能力升高;随着纤维体积分数的增大,失效后应力和失效前应力的比值增大;当中心纤维断裂时,纤维体积分数高的复合材料立即失效,且失效形式为共面失效;对于纤维体积分数低的复合材料,基体屈服对纤维与基体之间的载荷传递有重要的影响.
关键词:
材料科学基础学科
,
钛基
,
纤维失效
,
微区应力
,
有限元分析
李龙彪
,
宋迎东
,
孙志刚
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.04.028
采用细观力学方法对单向纤维增强陶瓷基复合材料的单轴拉伸应力-应变行为进行了研究.采用Budiansky-Hutchinson-Evans(BHE)剪滞模型分析了复合材料出现损伤时的细观应力场,结合临界基体应变能准则、应变能释放率准则以及Curtin统计模型三种单一失效模型分别描述陶瓷基复合材料基体开裂、界面脱粘以及纤维失效三种损伤机制,确定了基体裂纹间隔、界面脱粘长度和纤维失效体积分数.将剪滞模型与3种单一失效模型相结合,对各个损伤阶段的应力-应变曲线进行模拟,建立了准确的复合材料强韧性预测模型,并讨论了界面参数和纤维韦布尔模量对复合材料损伤以及应力-应变曲线的影响.与室温下陶瓷基复合材料单轴拉伸试验数据进行了对比,各个损伤阶段的应力-应变、失效强度及应变与试验数据吻合较好.
关键词:
陶瓷基复合材料
,
剪滞模型
,
基体开裂
,
界面脱粘
,
纤维失效
,
应力-应变曲线
原梅妮
,
杨延清
,
罗贤
,
张荣军
材料研究学报
使用三纤维/基体有限元模型研究了纤维失效和基体屈服后钛基复合材料内微区应力分布,
结果表明: 钛基复合材料内纤维失效端面的轴向应力降为0, 承载能力降低,
相邻基体和未失效纤维的承载能力升高；随着纤维体积分数的增大,
失效后应力和失效前应力的比值增大; 当中心纤维断裂时,
纤维体积分数高的复合材料立即失效, 且失效形式为共面失效; 对于纤维体积分数低的复合材料,
基体屈服对纤维与基体之间的载荷传递有重要的影响.
关键词:
材料科学基础学科
,
null
,
null
