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拉伸状态下碳纤维复合材料T型接头的断裂行为

盛仪 , 熊克 , 卞侃 , 熊璇 , 陈宏 , 郝银凤

复合材料学报

建立了碳纤维复合材料T型接头数值模型,模拟了其在拉伸载荷下的损伤产生、扩展及失效过程,并对碳纤维复合材料T型接头试件进行了静态拉伸试验.结果表明,接头的初始损伤载荷为9.8～12.0 kN,损伤发生后接头的载荷值发生突降(降低约27％～38％),此时接头仍具有一定承载能力;试件完全脱胶载荷较初始损伤载荷略有降低(载荷范围为8.0～8.6 kN).数值计算和试验结果吻合,结果均显示填料区是碳纤维复合材料T型接头最薄弱的部位,易发生破坏;填料区破坏后裂纹迅速向填料区周围的胶层扩展,导致胶层的剥离,这是导致碳纤维复合材料T型接头失效的最主要原因.

关键词: 碳纤维复合材料 , T型接头 , 断裂行为 , 数值模型 , 静态拉伸

拉伸载荷下碳纤维复合材料T型接头脱粘特性与FBG监测分析

潘潇 , 熊克 , 卞侃 , 芦吉云 , 苏永刚 , 孟丛林

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20141028.001

研究了拉伸载荷下碳纤维复合材料(CFRP)T型接头的界面脱粘与裂纹扩展过程.对拉伸载荷下T型接头破坏过程进行数值模拟;在模拟敏感区域布置光纤布拉格光栅(FBG),实时监测界面脱粘的产生及扩展应变特征;使用高速摄像机,捕捉脱粘及裂纹扩展的图像数据.结果表明:T型接头的三角填料区首先出现损伤,裂纹向两个方向扩展.水平方向:向L型层与一型层之间的胶层扩展;竖直方向:向两个L型层之间的胶层扩展.裂纹扩展最终引起结构失效.光纤布拉格光栅中心波长的变化能够在非视觉条件下记录损伤的出现、积累与扩展,可正确预警结构内部损伤的产生,还原裂纹扩展路径.

关键词: 碳纤维复合材料 , T型接头 , 静拉伸载荷 , 脱粘特性 , 数值模拟 , 光纤布拉格光栅

弯曲载荷下机织复合材料T型接头渐进失效分析

齐红宇 , 王天龙 , 梁晓波 , 杨际申 , 刘洪波 , 孙利兵

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160324.001

根据树脂传递模塑(RTM)成型的缎纹机织复合材料 T 型接头的结构特征和纤维布局特点，基于ANSYS有限元数值分析平台，建立符合其真实结构的几何模型和有限元分析模型。基于渐进失效强度预测方法的基本思想，使用有限元计算软件 ANSYS的参数化设计语言(APDL)开发相应的程序，实现改进形式的 Hashin失效准则。采用合适的最终失效评价方法，建立二维机织结构复合材料 T 型接头受弯曲载荷时的渐进失效预测方法，能够有效地模拟从初始加载到最终失效过程中机织复合材料 T 型接头结构的力学响应及损伤的萌生与发展，并预测结构的静强度。

关键词: 复合材料 , 二维机织结构 , T型接头 , 失效准则 , 渐进失效

T型接头搅拌摩擦焊接的研究进展?

刘德佳 , 丁江灏 , 涂文兵 , 赵龙志 , 林凤涛

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.23.010

T型接头是满足轻量化需求的关键结构之一，但传统熔化焊在T型构件焊接方面并无优势。作为一种固相焊接技术，搅拌摩擦焊采用特殊的焊接夹具，对中、薄板T型构件实行单面焊三面成型技术，显著降低焊接热输入、减少焊接变形，因此 T 型接头搅拌摩擦焊可能是一种极具发展前景的工艺方法。从搅拌摩擦焊接 T 型接头(FSW-T)的焊接工艺、焊接缺陷、显微硬度、力学性能与数值模拟方面概述了国内外研究现状，揭示了 FSW-T焊接领域尚需解决的关键科学问题，对该领域未来的研究方向提出了展望。

关键词: 搅拌摩擦焊 , T型接头 , 工艺参数 , 焊接缺陷 , 力学性能

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