X.J.Shao
,
Y.P.Jiang
,
Z.F.Yue
金属学报(英文版)
A 3-D micro cell model with multi-fibers has been presented to study the effects of breakage of single fiber on the whole creep behavior of fiber reinforced composites by finite element method (FEM). Before the fiber breakage, the stresses of all fibers are identical. With the creep time increasing, stress in fiber increases but stress in matrix decreases. It is assumed that the fiber breakage occurs when the stress in fiber reaches a critical value. The stress redistribution resulted from the breakage of fiber has been obtained. The influence on the axial stress of the broken fiber is local. The stress in the all fiber sections is not uniform. There is a local stress concentration in the matrix. And this stress concentration in the matrix is more and more serious with the creep deformation. The stress transference of the loading due to the fiber breakage has been studies numerically. It is found that the fibers near to the broken fiber will take over more loading.
关键词:
fiber reinforced composites
,
null
,
null
王艳飞
,
孙耀宁
,
孙文磊
,
海几哲
玻璃钢/复合材料
纤维增强复合材料的强度取决于微尺度开裂、脱粘和复合材料单元和组分相之间的相互作用.复合材料的损伤程度是影响工程应用中使用寿命失常的重要因素.采用细观力学模型对复合材料的强度、刚度和使用寿命进行预测,可以实现复合材料结构的宏、细观一体化分析.在此,总结了纤维增强复合材料断裂、损伤和变形的细观力学分析模型的发展,并展望了其发展趋势.
关键词:
纤维增强复合材料
,
损伤行为
,
细观力学
,
分析模型
孙耀宁
,
王艳飞
兵器材料科学与工程
用Python脚本生成复合材料三维细观力学有限元结构模型以及施加代表性体积单元(RVE)所需的周期性边界条件,运用Abaqus材料子程序UMAT建立材料的损伤模型,研究周期性温度变化下纤维增强复合材料代表性体积单元(RVE)在横向拉伸载荷的作用下组分相损伤的演化过程以及最终产生基体裂纹破坏的趋势.并与文献中的实验结果进行对比,从细观尺度表征了周期性温度变化对横向拉伸载荷作用下复合材料失效模式的影响.从模拟结果可以看出,纤维和基体的热物理性能不同使得纤维牵制基体的热变形,将会加快纤维/基体破坏,直接在垂直于载荷的应力集中区域产生连续界面脱黏.
关键词:
周期性温度变化
,
纤维增强复合材料
,
细观损伤
,
界面失效
,
横向行为
张威
,
汪金花
,
景晓颖
玻璃钢/复合材料
利用MTS-810型万能强力机测试复合材料桥梁的弯曲性能,得到复合材料桥梁载荷-挠度曲线和弯曲破坏形态.基于复合材料桥梁的真实结构,建立连续实体壳单元桥梁模型,运用商用有限元软件Abaqus/Explicit计算桥梁的弯曲破坏过程.计算得到的载荷-挠度曲线与试验具有较好的一致性;破坏位置均发生在支撑辊的位置;复合材料桥梁的破坏模式主要表现为纤维断裂、基体开裂、分层破坏以及腹板屈曲失稳.研究结果表明,有限元法用于复合材料桥梁的性能预测和优化设计是有效的.
关键词:
纤维增强复合材料
,
桥梁
,
连续体壳单元
,
有限元法(FEM)
,
弯曲性能
任超
,
陈建钧
,
潘红良
复合材料学报
根据标准线性固体模型构造了一种预测纤维增强复合材料黏弹性行为的模型，推导出该模型的本构方程与松弛模量和蠕变柔量表达式，该模型经有限元仿真验证具有较高的精度。利用该模型研究了纤维几何特性对蠕变柔量和松弛模量的影响。结果表明，复合材料蠕变柔量与纤维比长度呈线性关系，而当纤维比半径增大到临界值后，其变化对材料的松弛模量和蠕变柔量影响减小，该临界值随纤维弹性模量的增大而减小；当纤维模量与基体模量相差较大时，复合材料的增强系数和减柔系数几乎不受时间变化的影响。
关键词:
黏弹性
,
纤维增强复合材料
,
标准线性固体模型
,
蠕变柔量
,
松弛模量
何乾强
,
周储伟
,
周灿
复合材料学报
采用细观力学方法,建立了纤维增强复合材料(FRC)包含基体微裂纹和纤维/基体脱粘的热胀/冷缩理论模型.模型考虑了基体、界面中不同分布取向的微裂纹在升温和降温过程中张开、闭合情况的差异,及其对复合材料平均热胀/冷缩系数(CTE/CTC)的影响,同时还考虑了细观应力分布不均匀的因素.建立了细观有限元模型对理论模型进行验证.研究发现:复合材料损伤后CTE和CTC不一致,且取决于损伤模式:基体微裂纹损伤使得复合材料的横向CTE高于无损材料,而横向CTC低于无损材料,但对纵向CTE/CTC影响不大;纤维界面脱粘能较明显地减小复合材料的纵向CTC,但对横向CTC的影响可忽略.
关键词:
纤维增强复合材料
,
热胀/冷缩系数
,
细观力学
,
微裂纹
,
界面脱粘
杨雷
,
刘新
,
高东岳
,
王阳
,
武湛君
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150729.001
建立了考虑纤维随机分布并包含界面的复合材料微观力学数值模型,模拟玻璃纤维/环氧复合材料固化过程中的热残余应力.通过与纤维周期性分布模型的计算结果进行对比,发现纤维分布形式会对复合材料的热残余应力产生重要影响,纤维随机分布情况下的最大热残余应力明显大于纤维周期性分布的情况下.研究了含热残余应力的复合材料在横向拉伸与压缩载荷下的损伤和破坏过程,结果表明:热残余应力的存在显著影响了复合材料的损伤起始位置和扩展路径,削弱了复合材料的横向拉伸和压缩强度.在横向拉伸载荷下,考虑热残余应力后,复合材料的强度有所下降,断裂应变显著降低;在横向压缩载荷下,考虑热残余应力后,复合材料的强度略有下降,但失效应变基本保持不变.由于热残余应力的影响,复合材料的横向拉伸和压缩强度分别下降了10.5％和5.2％.
关键词:
纤维增强复合材料
,
热残余应力
,
代表性体积单元
,
纤维随机分布
,
横向力学性能
,
数值模拟
