李悦
,
朱四荣
,
文欢
,
陈建中
玻璃钢/复合材料
根据复合材料热膨胀系数的细观力学分析,确定玻璃钢贮罐不同铺设单层的热膨胀系数;通过ANSYS大型通用有限元软件,计算了在低温环境下贮罐内的介质水结冰时由于体积膨胀受到约束而对贮罐产生的应力应变;计算分析了冰块厚度不同时贮罐的应力应变变化规律.计算结果表明,贮罐温度降低、水结冰对玻璃钢贮罐产生不可忽略的附加应力与应变;因贮罐结构设计为变厚度铺层,导致不同厚度的冰块对贮罐产生的最大应力应变差别不是很大;低温环境下使用时,建议贮罐设计时考虑低温与结冰工况的影响.
关键词:
玻璃钢贮罐
,
介质结冰
,
热膨胀系数
,
应力分析
陈东
,
曾志辉
,
丁鹏
表面技术
目的研究在接触载荷作用下，钛基/TiN涂层的应力变化规律。方法利用ABAQUS软件建立可靠有限元模型，分析涂层厚度不同的钛基/TiN涂层系统在球压头作用下的接触应力。结果钛基/TiN涂层系统最大Mises应力出现在距表面约0.4 a ( a为接触半径)处的亚表层或者亚表层附近的界面处。在接触应力和弯曲应力作用下，涂层弯曲变形会影响涂层的径向应力和剪应力分布。结论在接触载荷作用下，涂层内存在接触应力和自身弯曲两种应力作用。分析结果有利于理解钛基TiN涂层的失效机理。
关键词:
钛基TiN涂层
,
Hertz接触
,
应力分析
,
有限元
陈勇
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.6.015
从影响热生长氧化层(TGO)变形的因素、计算模型和计算方法方面综述国内外学者近年来在热生长氧化层变形和应力方面的研究成果.详细评述热膨胀失配、蠕变、TGO生长、黏结层相变和界面形貌等因素对TGO变形和应力的影响,并介绍目前研究TGO变形和应力的主要方法和计算模型.提出:基于内聚力模型(CZM)的扩展有限元方法(X-FEM)、(扩展)Voronoi有限元模型可以解决基于传统有限元方法和断裂力学方法在研究TGO裂纹扩展问题、获取TGO临界断裂参数等方面存在的困难,是一种有前途的研究TGO变形、应力及裂纹问题的方法.
关键词:
热生长氧化层
,
应力分析
,
有限元
,
扩展有限元
,
内聚力模型
谈超
,
李玉龙
,
郭亚洲
复合材料学报
针对在航空结构中广泛应用的复合材料蜂窝夹芯圆管中的接头这一最脆弱的部分,发展了一种分析复合材料蜂窝夹芯圆管胶粘接头力学特性的解析模型.该模型根据Gibson修正公式得到了蜂窝芯子的等效弹性参数,再运用经典的复合材料壳理论和线弹性理论得到管接头的控制方程,并通过状态空间法进行求解.运用本文模型,计算了管接头在扭矩和弯矩作用下胶层内的剪应力和剥离应力;同时采用有限元法对模型进行了数值模拟,并将模拟结果与模型计算结果进行了对比,最后分析了搭接长度对胶层内应力的影响.
关键词:
复合材料蜂窝夹芯圆管
,
胶粘搭接管接头
,
应力分析
,
胶层
,
接头设计
刘宝瑞
,
方国东
,
梁军
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150424.001
通过Voxel有限元网格对球形夹杂复合材料进行应力分析时,由于Voxel网格在两相界面呈现阶梯状,所以在两相界面附近的单元会表现出明显的应力集中现象.提出采用局部应力平均方法来处理由于Voxel有限元网格而引起的应力集中,并且考虑应力平均区域、应力平均加权函数以及网格密度的影响.结果表明:该局部应力平均方法能够有效地去除两相界面附近单元的应力集中,但应力平均区域不能过大也不能过小.通过计算发现采用2个Voxel网格深度的平均区域为最优,并且具有网格不依赖性.该方法也可以进一步用于球形夹杂复合材料的积累损伤演化分析.
关键词:
Voxel网格
,
有限元
,
局部应力平均
,
应力集中
,
应力分析
孙德林
,
郝晓峰
,
洪璐
,
唐志宏
,
张绍明
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160049
为了研究纤维增强木材陶瓷复合材料的界面结构与受力情况,利用液化木材、炭粉和碳纤维制备层状结构木材陶瓷.采用扫描电镜和高分辨率透射电镜对其基本结构与界面进行观测,并通过显微拉曼光谱检测拉伸试件G'峰的位移来判断界面的结合情况.同时,基于双线性软化本构模型,采用Abaqus软件对界面层在应力传递中的作用与方式进行了数值分析.扫描电镜与透射电镜的观测表明:碳纤维增强木材陶瓷具有清晰的层状结构,且无定形碳与玻璃碳之间存在强界面结合.拉曼光谱的测试发现:加压烧结试件拉伸后的G'峰向低波数的位移更大,证明加压烧结能够改善玻璃碳与碳纤维之间界面的结合强度.数值分析显示:在受力过程中,界面层对碳纤维与基体材料之间的应力传递起着重要作用,同时,随着界面层强度与厚度的增加,其所能承受的载荷增大,传递给基体材料的等效应力也随之增加.
关键词:
层状木材陶瓷
,
碳纤维增强
,
界面结构
,
应力分析
庄虔鑫
,
王东
,
张贤彪
玻璃钢/复合材料
多环过盈结构能够改善复合材料飞轮内部的径向应力水平,解决复合材料径向抗拉强度不足的问题.多环过盈结构中各环之间的过盈量大小对结构径、环向应力的影响复杂,需要对其进行合理设计.对不同环数以及过盈量分配下的高速旋转飞轮转子轮毂、复合材料层的应力分布进行有限元计算,分析了过盈量对多环过盈结构应力水平的影响规律.结果表明:在各环之间施加的过盈量对相邻各环的应力水平影响明显,但对与其不相邻环的影响较小;分环数越多,各环之间为保证不脱开所需的最小过盈量越小,但轮毂与复合材料护套之间的压应力会显著增加,有可能超过复合材料的抗压极限;为了改善复合材料层内部的应力水平,改变与应力不理想处相邻环的过盈量效果最直接也最明显.
关键词:
多环过盈结构
,
复合材料
,
应力分析
,
过盈量
刘培启
,
柴森
,
陈祖志
,
古纯霖
,
周天送
玻璃钢/复合材料
针对数值模拟时CNG-2型气瓶常用的两种模型——轴对称模型和三维壳单元模型存在的争议,对两种模型进行了详细的对比,并讨论了纤维缠绕角度对其结构的影响,得到以下结论:由于CNG-2型气瓶纤维缠绕角接近90°,轴对称模型和三维壳单元模型的应力分布基本相同;壳单元理论上的缺陷导致三维壳单元模型纤维层的径向应力为0,是两种模型结果存在差别的主要原因;对纤维缠绕角接近90°的CNG-2型气瓶进行应力分析时,轴对称模型可以代替三维壳单元模型,且计算工作量较小;当纤维缠绕角不为90°时,两种模型间的误差随缠绕角变化,且当缠绕角在90°～70°之间时,误差在5％以内,在工程允许范围内仍可使用轴对称模型进行应力分析.相关结论可为CNG-2型气瓶数值分析工作提供有益的指导.
关键词:
CNG-2型气瓶
,
应力分析
,
壳单元
,
轴对称
,
缠绕角度
彭海俊
,
秦志文
,
王继辉
,
杨科
玻璃钢/复合材料
为研究复合材料胶接面铺层对接头强度的影响,以单搭接接头为研究对象,通过铺层设计使接头的被粘物具有相同的拉伸模量和弯曲模量,但胶接面的铺层角度不同,使用有限元法对不同铺层的接头进行建模,分析接头胶接面和胶层的应力,引入Tsai-Wu失效因子对胶接面铺层进行评估.结果表明:胶接面铺层角度对应力分布有一定影响,0°胶接面会造成较大的胶层应力,但胶接面的应力和失效因子较小;90°铺层下胶层应力最小,但胶接面的应力和失效因子水平较高;45°下胶接面的失效因子和胶层应力水平介于两者之间.通过与实验结果对比,得出了胶接面铺层角度影响接头强度及破坏模式的一般性规律.
关键词:
复合材料
,
应力分析
,
铺层
,
胶接
,
接头设计
,
有限元法
聂军
,
陈佳耀
,
侯俊
黄金
doi:10.11792/hj20160808
针对某超大断面竖井超深孔反向爆破掘进,最后破顶平台断面面积大,稳定性难以预测等问题,运用数值模拟软件FLAC3D及其汇编语言,对不同顶板厚度分4组进行模拟研究,同时结合安全系数等指标对应力、位移、塑性区等参数统计分析,并应用传统薄板理论、厚板理论估算法进行对比研究,结合工程实践进行现场验证分析.综合研究表明:顶板厚度＜6m时,顶板拉应力大于极限抗拉强度,位移值大于8.16 mm,塑性区出现贯通,顶板失稳几率大;顶板厚度＞8m时,位移值小,平台整体处于相对稳定状态;薄板理论估算顶板厚度合理值为8.6m,厚板理论估算值为6.7m,与模拟值误差较小,并通过实践验证预测顶板厚度9.6m的合理性和准确性.该研究成果对类似工程有较大的指导意义.
关键词:
超大断面竖井
,
数值模拟
,
顶板安全厚度
,
应力分析
,
位移监测
,
塑性区
