双向载荷下双轴向经编柔性复合材料有限元模拟

柔性复合材料在日常使用过程中不仅常常受到双向及多向拉伸载荷的作用,而且在有小裂缝的情况下还会继续使用。为更好地了解双向载荷下双轴向经编柔性复合材料拉伸和开缝撕裂性能,为材料性能评价及预测提供理论参考。本文利用有限元方法对双向载荷下双轴向经编柔性复合材料拉伸和开缝撕裂的应力应变曲线进行模拟,特别对三种不同加载比率下双向拉伸和双向载荷下开缝撕裂的应力应变曲线进行计算模拟。结果表明：有限元模拟的双轴向拉伸及开缝撕裂的应力应变曲线与试验结果在弹性阶段的拟合精确度很好,但材料屈服后拟合值偏大;不仅可以模拟现在试验可以测试的1：1加载比率下材料的应力应变曲线,而且可以模拟目前试验无法完成的其它任意载荷比下的应力应变曲线。     

宣纸的力学行为研究

以宣纸为研究对象,对它在拉伸过程中产生的应力-应变特性进行详细研究。结果表明：断裂应力随着拉伸速度的增加而增加,但拉伸速度对断裂应变没有明显的趋向性影响;不同品种的宣纸应力-应变曲线不同,含长纤维多的特种净皮断裂应力和应变最大,棉料的断裂应力和应变最小;宣纸横向的断裂应力和应变比纵向的大,在相同的应力下,横向的应变小于纵向;宣纸的含水率影响纸的弹性和可塑性,随着水分增加,弹性逐渐降低,可塑性逐渐增加,断裂应力随着水分的增加而下降;宣纸具有粘弹性的特点,在拉伸作用下发生的形变包括弹性形变、粘弹性形变和塑性形变。     

采用ABAQUS的粘胶机织物拉伸力学性能仿真

为预测织物拉伸性能,采用有限元方法对织物拉伸力学进行数值模拟分析。在实测织物几何结构参数的基础上,借助纺织建模软件Texgen建立了织物模型;利用有限元软件ABAQUS模拟织物拉伸环境,设置材料属性、相互作用和边界条件,得到织物拉伸变形后应力分布云图以及拉伸时应力—应变曲线图等数值模拟结果;最后通过织物拉伸强力测试实验对数值模拟结果进行了验证。结果显示：模拟所得应力—应变曲线和实验所得拉力—伸长曲线上升趋势大致相同;模拟所得最大拉伸应力与实验所得拉伸应力平均误差为3.03%,证明了采用ABAQUS有限元软件模拟粘胶织物拉伸力学性能的是可行的。     

三维编织复合材料拉伸与弯曲声发射特征分析

论述了声发射技术在三维编织复合材料拉伸和弯曲过程中的应用以及试验方法,描述了三维编织复合材料拉伸与弯曲过程中声发射的特征。拉伸试验结果表明:编织角小的试件,其应力应变曲线基本为直线,损伤为脆性特征;编织角大的试件,应力应变曲线表现出双线性,各自呈现出脆性破坏特征。弯曲试验表明:小编织角复合材料的载荷挠度曲线保持线性关系;大编织角复合材料的载荷挠度曲线是非线性关系。     

基于ABAQUS的筒状纬编针织物拉伸力学性能模拟

为更好地了解筒状纬编针织物抵抗拉伸变形的能力,基于对织物试样尺寸测量得到的几何结构参数,借助Rhino 3D建模软件建立了纬编针织物线圈模型和筒状纬编针织物模型;同时利用有限元分析软件ABAQUS在单位线圈和筒状织物2个方面研究了筒状纬编针织物的纵向拉伸性能;对织物拉伸过程进行有限元模拟和实验验证,并对针织物拉伸过程中纱线形变和应力分布进行探讨,将有限元仿真结果和拉伸实验结果进行对比分析。结果表明:筒状针织物纵向拉伸时,发生线圈转移和纱线伸长现象,其形变和应力变化的有限元分析结果描述准确,应力-应变数值计算结果与实验结果的差异在8%以内,证明有限元仿真的可行性。     

展宽角对楔横轧单楔一次成形轧件缩颈缺陷的影响

为研究展宽角对大断面收缩率单楔一次成形轧件的颈缩质量影响规律,利用热力耦合有限元数值分析方法,结合铝合金连杆零件形状特点,对楔横轧大断面收缩率单楔一次成形过程工艺进行模拟,重点研究不同展宽角下轧件特征点的应力应变场和交变次数,根据模拟结果分析展宽角对轧件颈缩缺陷的影响。结果表明,在保证轧件旋转的条件下,相对较大的展宽角有利于改善颈缩缺陷。     

金属材料拉伸和压缩过程的有限元模拟

编制8 节点等参单元弹塑性有限元程序,对拉伸和压缩过程中金属的变形规律进行了计算,得到应变场及外力等信息,并模拟出在拉伸和压缩过程中的颈缩及单鼓和双鼓现象.将计算所得到的总压力同实验作比较,两者结果一致     

三原组织织物拉伸力学性能有限元仿真

为使织物在设计前就可预估其拉伸性能,对织物拉伸过程进行了有限元模拟和试验验证。通过超景深数码显微镜对织物试样的细观照片进行尺寸测量,得到纱线的几何结构参数,借助AutoCAD绘图软件建立了三原织物单胞物理模型;基于纱线拉伸试验和织物周期边界条件理论,利用有限元分析软件ANSYS研究了三原织物的拉伸性能;并将有限元仿真结果与拉伸试验结果进行对比。结果表明：织物经向拉伸时,经向平均应力、经向平均应变、纬向平均应变和泊松比的有限元模拟结果与试验结果的差异均在5%左右;经向弹性模量的有限元模拟结果与试验结果的差异也在10%以内;证明有限元仿真的可行性。     

6005铝合金材料力学性能研究

采用万能材料试验机,对典型车用的6005铝合金材料进行准静态拉伸试验。输出载荷-变形量关系,获得应力-应变曲线,进而分析材料的弹性模量、极限强度、极限应变、屈服强度和延展率等力学性能。     

网状面板浸胶网目边拉伸过程的有限元分析

对一种新型半刚性纤维增强网状面板的浸胶网目边在拉伸情况下的应力-应变过程进行了有限元模拟分析.分析结果表明:浸胶网目边的拉伸过程大致可分为3个阶段,分别以纱线伸直、纱线弯结和纱线伸长为特征;高模量会使拉伸曲线斜率在第二阶段就快速增加,而泊松比的影响仅在拉伸的第三阶段较为明显;与实测结果的比较表明,细观建模的有限元分析可以很好地模拟网目边在拉伸外力情况下的变形和内部应力分布.     

Kevlar(R)964C纤维束拉伸性能的应变率和温度效应

利用旋转盘式杆-杆型冲击拉伸装置和万能试验机研究Kevlar 964C纤维束拉伸性能的温度和应变率效应,得到Kevlar 964C纤维束在不同应变率和温度条件下的应力与应变曲线.结果表明:Keylar 964C纤维束的拉伸性能与应变率和温度具有相关性.在相同的温度下,随着应变率的增加,纤维束的破坏应力、失稳应变、初始弹性模量、断裂应变能密度均有不同程度增加;在相同应变率下,随着温度的增加,破坏应力略有增加,失稳应变增加,初始弹性模量下降,断裂应变能密度增加.在试验基础上,分析了拉伸性能的应变率和温度效应机制.     

新氢能源储蓄罐用奥氏体不锈钢速度敏感性研究

为了研究310S奥氏体不锈钢的速度敏感性对材料成形性能的影响,通过不同应变速率下的单向拉伸试验获取相对应的工程应力应变数据,将其转化为真实应力应变数据后,对真实应力应变数据进行计算,求得相应变形速率下的各硬化参数。基于上述拟合结果,选取适当的本构方程模型,进行非线性拟合,得到一个受应变速率影响的本构方程。通过笔者研究,确定310S奥氏体不锈钢的硬化行为确实受应变速率影响,且本文所拟合的本构方程可对该材料的速度敏感性作出准确判断。     

一种机织物增强柔性复合材料拉伸性能加载速度依赖性的试验研究

通过拉伸试验,研究加载速度在5～300 mm/min范围内机织物增强柔性复合材料的拉伸性能,对其在不同加载速度下的拉伸曲线以及各项拉伸性能指标随加载速度的变化趋势进行分析和讨论。试验结果表明:机织物增强柔性复合材料在各种加载速度下的拉伸曲线呈现明显的非线性,且其拉伸性能表现出明显的应变率依赖性;随着加载速度的提高,抗拉强度、拉伸弹性模量及屈服强度增加,断裂伸长率减小,而失稳应变的增加幅度较小。     

Kevlar964C纤维束拉伸性能的应变率和温度效应

利用旋转盘式杆杆型冲击拉伸装置和万能试验机研究Kevlar964C纤维束拉伸性能的温度和应变率效应,得到Kevlar964C纤维束在不同应变率和温度条件下的应力与应变曲线。结果表明：Kevlar964C纤维束的拉伸性能与应变率和温度具有相关性。在相同的温度下,随着应变率的增加,纤维束的破坏应力、失稳应变、初始弹性模量、断裂应变能密度均有不同程度增加;在相同应变率下,随着温度的增加,破坏应力略有增加,失稳应变增加,初始弹性模量下降,断裂应变能密度增加。在试验基础上,分析了拉伸性能的应变率和温度效应机制。     

两轴向经编复合材料风机叶片拉伸性能试验研究

以两轴向经编增强复合材料为研究对象,分别对玻璃纤维增强体以及环氧树脂基体进行了力学性能测试。同时,对两轴向经编复合材料进行了拉伸力学性能测试,并对断裂后的图像进行了分析。最后,对两轴向经编复合材料沿不同轴向的应力应变曲线及试验数据进行了详细分析。最终确定了影响两轴向经编复合材料拉伸性能的主要因素,以及两轴向经编复合材料在拉伸过程中的破坏机制。     

Kevlar~964C纤维束拉伸性能的应变率和温度效应

利用旋转盘式杆杆型冲击拉伸装置和万能试验机研究Kevlar~964C纤维束拉伸性能的温度和应变率效应,得到Kevlar~964C纤维束在不同应变率和温度条件下的应力与应变曲线。结果表明:Kevlar~964C纤维束的拉伸性能与应变率和温度具有相关性。在相同的温度下,随着应变率的增加,纤维束的破坏应力、失稳应变、初始弹性模量、断裂应变能密度均有不同程度增加;在相同应变率下,随着温度的增加,破坏应力略有增加,失稳应变增加,初始弹性模量下降,断裂应变能密度增加。在试验基础上,分析了拉伸性能的应变率和温度效应机制。     

真丝和涤纶仿真丝织物的拉伸性能有限元仿真

为了在织物设计时可以依据织造原料的纱线性能来估算织物的拉伸性能,以预测、优化织物的拉伸性能,对织物的整个拉伸过程做了有限元仿真和试验验证。选用规格相近的涤纶仿真丝和真丝织物,借助超景深数码显微镜VHX-5000测量织物试样,获得纱线的几何结构参数,运用AutoCAD软件构建织物三维系统的有限元模型;并运用有限元软件Ansys,设置载荷和边界条件,求解拉伸载荷的仿真数值结果;最后将有限元模拟结果与试验结果相对比。结果表明:织物拉伸模拟曲线与实验曲线基本相同,证明有限元仿真的可行性;涤纶仿真丝和真丝织物的拉伸曲线在拉伸初始阶段和断裂阶段有明显差异。     

超高分子量聚乙烯平纹织物的穿刺冲击模拟与响应分析

运用有限元方法对带刃刀具刺穿超高分子量聚乙烯平纹织物的冲击过程进行数值模拟,并通过准静态实验验证有限元模型的有效性。通过给出布面刺破效果的数值仿真模拟,对织物刺穿过程中的纱线的应力应变分布进行分析,得到冲击系统的能量变化规律。数值模拟结果指出:刀刺织物过程中,刀具的能量主要转化为织物的弹性应变能,其余为塑性耗散能和摩擦耗散能;纱线破坏以剪切断裂为主;平纹织物的弹性回复性能有助于抵抗刀具的冲击,增强其抗剪切性能是提高防刺性能的关键。     

高弹纬平针织物拉伸夹持方式研究及测量分析

针对高弹类织物在拉伸过程中易产生卷边的现象,设计一种可消除卷边的织物拉伸夹持方式;并以纬平针弹性织物为试样,测试分析两种夹持方式下的拉伸应力应变曲线。测试结果表明,新的夹持方法,能有效消除织物卷边的影响,且不会对织物正常的缩腰形变产生干涉;测得高弹纬平针织物拉伸过程中的线圈基本不产生滑移,且应力应变特性接近线性状态,线性结果可以简化高弹针织物力学模型的建立。     

哑铃形试样在非织造布拉伸性能测试中的应用研究

为减少非织造布拉伸试验中"颈缩"现象对测试结果的影响,采用哑铃形试样对国标规定的窄条样进行形状修正。通过哑铃形试样形状因素的正交试验分析发现,影响哑铃形试样断裂强力的最主要因素是平行宽度;通过全因素试验分析发现,哑铃形试样对窄条样的拉伸断裂强力和断裂位置有较好修正效果,并得到标准窄条样的最佳修正形状。