李艳亮
,
益小苏
,
唐邦铭
,
张子龙
,
安学锋
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2010.01.006
主要研究了复合材料层压板的变形情况.分别选取环氧、苯并噁嗪为基体,以特定型号的预浸料为材料,选取不对称铺层[0/0/90/90]条件,用ANSYS软件模拟复合材料层压板变形情况,与实际不对称层合板变形情况对比,分析树脂基体、增强纤维和非对称铺层与复合材料变形之间的关系.结果表明,不同的树脂基体材料和不同的铺层设计对非对称正交铺层复合材料层压板的变形情况有影响.
关键词:
复合材料层压板
,
变形
,
树脂基体
,
增强纤维
,
非对称正交铺层
权国政
,
武东森
,
黄小双
,
李贵胜
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.增刊(Ⅱ).036
由拉伸实验获得 E-玻纤增强复合板材的基本力学性能参数，为构建损伤分析模型及冲击有限元模型提供底层数据。通过弹性力学推导材料正交各向异性的本构关系，并对本构关系中的刚度矩阵进行数值解析，得到复合材料弹性本构方程；将结果应用于Hashin强度准则，建立以连续损伤力学为基础的正交各向异性损伤本构模型。将所建立的弹性及损伤本构关系赋予层合板三维模型，通过ABAQUS/Explicit软件模拟弹丸低速冲击GFRP板进行复合材料损伤力学分析，结果表明层合板内部损伤主要是分层和基体开裂，且层间脱层损伤面积远大于层内损伤，而各层内损伤模式中最主要的是基体开裂，其次是纤维断裂，而基体挤压和纤维挤压损伤区域相对较少。当层合板发生冲击变形后，冲击背部承受较大拉应力，微观上的损伤扩展演变到一定程度，基体开裂和纤维断裂会首先产生于GFRP冲击背面，而越靠近上表面损伤程度越小。
关键词:
复合材料层合板
,
拉伸实验
,
数值模拟
,
本构模型
权国政
,
武东森
,
李贵胜
机械工程材料
由拉伸试验获得E玻璃纤维2D编织层铺增强树脂基复合材料的力学性能,通过弹性力学推导出材料正交各向异性的本构关系,并对本构关系中的刚度矩阵进行数值解析,得到复合材料的弹性本构方程;将结果应用于Hashin强度准则,建立了以连续损伤力学为基础的正交各向异性损伤本构模型.将所建立的弹性及损伤本构关系赋予层合板三维模型,通过ABAQUS/Explicit软件模拟弹丸冲击复合材料层合板的过程,并对模拟结果进行分析.结果表明:当冲击载荷达到材料的临界损伤值(732N)时层合板发生破裂,并在24μs达到最大变形量,此时应力重新分配,且复合材料横截面上的应力在中心处从0向外逐渐增大到509.8 MPa;在冲击整个过程中,材料的损伤从中心向四周呈放射状递减.
关键词:
复合材料层合板
,
拉伸试验
,
数值模拟
,
本构模型
黄文俊
,
孙永波
,
程小全
,
聂宏
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.12.002
通过ABAQUS软件建立三维累积损伤有限元模型,计算复合材料层板单钉沉头螺栓连接结构的条件挤压载荷,并对其损伤机理与破坏过程进行分析;选用适合该类结构层板的损伤判据与衰减准则进行验证.计算获得的初始挤压破坏载荷与实验结果吻合良好,说明所建模型的有效性.在此基础上,分析了接触面摩擦、螺栓刚度和连接金属板刚度等因素对连接结构拉伸性能的影响.结果表明:接触面摩擦因数和螺栓刚度对结构拉伸性能的影响较为明显,金属板刚度的影响很小.
关键词:
复合材料层板
,
单钉沉头螺栓连接
,
拉伸性能
,
损伤
刘向东
,
李亚智
,
苏杰
,
丁瑞香
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.5.013
基于累积损伤理论对金属-复合材料单钉连接件强度和刚度进行研究.分析层合板钉孔挤压损伤后剩余刚度的变化规律,提出在挤压变形和强度计算中,针对基体和纤维压缩失效,采用相关模量先突减、然后逐渐提升的刚度修正方法.分析获得钉-孔挤压区基体和纤维压缩失效后的材料刚度(模量)参数随压缩应变量变化的规律,用来模拟连接结构的挤压强度和刚度行为,与试验结果相吻合.
关键词:
复合材料层合板
,
机械连接
,
累积损伤
,
刚度修正
王富生
,
刘洋
,
岳珠峰
材料科学与工程学报
在位移载荷作用下,基于二维有限元模型,通过编写材料失效准则和刚度退化规则的ABAQUS用户子程序USFLD,并考虑剪切非线性效应,分析了一般铺层下配合间隙、挤压面切向摩擦系数和开孔形状对复合材料层合板单钉螺栓连接力学性能的影响.结果表明:小的配合间隙、大的挤压面切向摩擦系数和开孔形状采用圆孔时均有利于提高连接强度.
关键词:
复合材料层合板
,
螺栓连接
,
配合间隙
,
摩擦系数
,
开孔形状
,
损伤
权国政
,
武东森
,
李贵胜
材料导报
由面向和侧向冲击试验获得E玻璃纤维环氧树脂基复合材料在5.24 m/s冲击速度下的载荷-时间曲线,通过对面向和侧向抗冲击能力的比较及断口形貌分析,研究其各自的断裂机制.结果表明:侧向冲击试样冲击损伤门槛值P1及峰值P2均明显高于面向冲击试样；冲击试验后面向冲击层合板试样存在明显的裂纹和层间分离,而侧向冲击试样不存在层间分离,其原因是层间本身结合力较小,面向冲击试样层间所受剪应力与板面平行,易发生层间分离,而侧向冲击试样所受剪应力与板面垂直,不易发生层间分离.由于层间分离削弱了材料的比强度和比模量,因此侧向抗冲击性能比面向抗冲击性能好.
关键词:
复合材料层合板
,
冲击
,
分层
,
吸能
郭霞
,
关志东
,
刘遂
,
刘佳
,
刘卫平
复合材料学报
对含穿透型损伤层压板双面挖补胶接修补件的拉伸性能及主要影响参数进行了试验研究。结果表明：双面挖补后的失效拉伸强度恢复率能够达到80％；当挖补斜度1：40、覆盖层取3层、且靠近母板的铺层方向与母板的最外层的铺层方向保持一致时，强度恢复率较大；使用双面挖补后，母板厚度、母板铺层方式对强度恢复率的影响不大。同时应用有限元软件ABAQUS，采用三维实体单层设置建模方式对双面挖补层压板的拉伸性能进行了数值模拟，模拟计算结果与试验结果基本相符。
关键词:
层压板
,
双面挖补
,
穿透型损伤
,
挖补斜度
,
强度恢复率
,
有限元模拟
杨显昆
,
郑锡涛
,
成李南
,
杨杰
复合材料学报
将上限理论应用到复合材料层合板单钉双剪连接挤压强度分析中，把连接结构的位移场划分为动态区域（层合板）和静态区域（紧固件），并认为失效发生在位移可动场和不动场之间的钉孔边受挤压部分。由于受挤压孔孔边各层应力状态不一样，受挤压孔边各层的失效区域和失效模式也各不相同。从宏观上研究复合材料层合板单钉连接孔边的失效区域和失效模式，结合上限理论提出了一种估算复合材料单钉连接挤压强度的工程算法。通过与试验结果对比，发现该方法能较好地预测出复合材料单钉双剪连接挤压强度。
关键词:
复合材料层合板
,
单钉双剪连接
,
挤压强度
,
上限理论
,
工程算法
巴塔西
,
于哲峰
,
汪海
复合材料学报
提出了一种预测含特定分层损伤层压板发生局部屈曲时整体应变的方法.认为含分层子板的局部屈曲载荷由其弯曲刚度最大的分层决定,因而含有相同最大弯曲刚度分层的不同子板具有相同的屈曲载荷.在已知弯曲刚度最大分层的屈曲载荷的情况下,根据层压板的轴向刚度公式,计算出发生局部屈曲时弯曲刚度最大的分层与完好的基板分别承受的载荷,即得到总载荷,进而得到层压板的整体应变.用ABAQUS有限元分析软件建立含分层损伤的层压板模型,使用准静态加载进行了多种分层深度和分层位置下的局部屈曲仿真,所得局部屈曲载荷符合上述推论.用所提方法预测发生局部屈曲时的整体应变,结果与有限元结果吻合较好,此方法可用于建立分层参数识别的参照样本库.
关键词:
复合材料层压板
,
分层损伤
,
损伤识别
,
局部屈曲
,
应变突变
