郭琼
,
杨帆
,
王荣国
,
赫晓东
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2010.03.019
碳纤维复合材料与金属相比,具有重量轻、可设计性强等优点.本文目的是设计并制备轻质碳纤维复合材料桅杆.基于等刚度准则,对具有等壁厚、异型截面的中空碳纤维复合材料桅杆进行设计,并运用数值模拟技术对结构铺层进行优化.采用纤维铺放和缠绕工艺制备出长度为16m的大尺寸碳纤维复合材料帆船桅杆,与铝合金桅杆相比减重43.4%.在设计工况下,桅杆变形试验值与数值模拟结果相近.
关键词:
碳纤维复合材料
,
桅杆
,
结构设计
,
纤维铺放
,
纤维缠绕工艺
黄桥平
,
赵桂平
,
李杰
复合材料学报
利用MTS试验机和分离式Hopkinson拉杆对2种碳纤维/环氧树脂(T300/epoxy)层合板试件[(45/-45)_4]_s和1-(0/45/90/45)_2]_s进行了准静态(应变率10~(-5)～10~(-4)s~(-1))、中速(应变率10~(-1)～10~4s~(-1))和高速(应变率10~2～10~4s~(-1))冲击拉伸试验. 在热力学框架内建立了基于损伤能释放率的弹塑性动力损伤本构模型, 用该损伤模型来分析试件的动态拉伸失效过程. 模型中提出了3种基本损伤机制(纤维断裂、基体开裂及面内剪切)的演化规律, 通过对损伤阈值黏性归一化的方法考虑了应变率对损伤演化的影响. 编写了该模型有限元用户材料子程序, 并模拟了拉伸试验过程, 计算结果表明该模型能够较好地模拟碳纤维/环氧树脂层合板动态拉伸失效过程.
关键词:
碳纤维复合材料
,
应变率效应
,
损伤
,
损伤能释放率
,
归一化
吴以婷
,
葛东云
,
李辰
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150601.002
随着纤维增强复合材料的广泛应用,研究其在湿热环境下的动态力学性能具有重要的理论研究意义与工程应用价值.首先对碳纤维增强环氧树脂基(Carbon/Epoxy)复合材料层合板试件进行了湿热处理,其后采用分离式霍普金森压杆(SHPB)技术开展了于/湿态试件高应变率压缩实验并对实验结果进行分析.结果表明:材料脱(吸)湿过程呈现出两段式特点,存在二次脱(吸)水现象;Carbon/Epoxy复合材料层合板的强度在垂直铺层方向具有显著的应变率敏感性,随着应变率从l 500 s-1增加至6 000 s-1,其强度增加近3倍,与此同时应变率对其弹性模量的影响却非常微弱;此外,湿热处理有助于提升该材料的动态力学性能,经20 d吸湿后材料动态强度有最大12.45％的增幅,吸湿使得材料动态强度的上升在应变率较低时比较明显.
关键词:
碳纤维增强复合材料
,
湿热环境
,
高应变率
,
动态压缩
,
分离式霍普金森压杆(SHPB)
