缝合复合材料层板抗拉强度的预测

提出了缝合复合材料层板抗拉强度微观分析方法,建立了针脚处纤维局部弯曲的几何模型,将有限元法、桥联模型和最大应力判据相结合,根据主承力层的失效得到层板的抗拉强度,预测的结果与试验值吻合较好.     

含开孔复合材料构件的安全系数分析

通过对T300/5405含孔复合材料层压板拉伸强度试验数据的统计分析,指出开孔后拉伸强度符合两参数Weibull分布。在此基础上,讨论了开孔强度服从Weibull分布,应力服从正态分布时,复合材料基于基准许用值安全系数与可靠度之间的关系。给出了一些常用复合材料在不同应力变异系数和不同可靠度要求下的A基准值和B基准值安全系数的统计取值范围。试验数据对比分析结果表明:含孔层压板与光滑层压板在获得同样可靠度的要求下,安全系数取值范围相近。并且在相同可靠度要求下,A基准值安全系数小于B基准值安全系数。     

含开孔复合材料构件的安全系数分析

通过对T300/5405含孔复合材料层压板拉伸强度试验数据的统计分析,指出开孔后拉伸强度符合两参数Weibull分布。在此基础上,讨论了开孔强度服从Weibull分布,应力服从正态分布时,复合材料基于基准许用值安全系数与可靠度之间的关系。给出了一些常用复合材料在不同应力变异系数和不同可靠度要求下的A基准值和B基准值安全系数的统计取值范围。试验数据对比分析结果表明:含孔层压板与光滑层压板在获得同样可靠度的要求下,安全系数取值范围相近。并且在相同可靠度要求下,A基准值安全系数小于B基准值安全系数。     

复合材料层板OFDR分布式光纤冲击判位方法研究

基于复合材料的航空航天器结构在服役过程中受到外界物体冲击易造成损伤,常规光纤Bragg光栅冲击监测模式需要借助大量试验建立冲击响应样本库,不仅工作量大,还会影响被测结构力学性能,甚至造成预先损伤。为此,提出了一种基于应变幅值非线性加权原理的复合材料层板结构分布式光纤冲击位置辨识方法,通过提取结构应变响应幅值作为特征量,结合无需先验样本的非线性加权原理实现冲击载荷位置辨识。借助有限元数值仿真,模拟得到冲击载荷作用下复合材料层板结构应变响应与分布特征,并根据仿真结果对该辨识方法加以验证。构建了基于高空间分辨率分布式光纤传感器的冲击监测系统,平均定位误差约为8.44 mm。研究表明,所提方法具有便于集成、通用性强以及无需构建样本库等特点,能够为航空航天器结构健康监测、寿命评估和快速维护提供技术支撑。     

损伤复合材料层板胶接修理试验研究

胶接修理是弥补复合材料结构在制造和服役过程中产生的损伤与缺陷的主要方法之一。文中通过强度试验研究在复合材料层板外表面粘接复合材料补片这种临时修理方法的实际效果，并讨论主要修理参数——补片直径、厚度、铺排方式的影响。     

确定复合材料对称层板层间应力的边界层近似计算法

提出了一种有效的确定复合材料对称层板自由边附近层间应力分布的边界层近似法。所确定的应力场满足０阶边界层控制方程和自由边上的应力边界条件以及层间界面上的应力连续条件。对几种复合材料层板的分析表明，本文提出的方法可以较好地估算工程应用中几层至几十层的复合材料对称层板听层间应力分布。     

含孔复合材料层合板的疲劳寿命研究

建立了三维有限元模型,分析了复合材料层合板的应力场。使用修正Hashin失效准则判定复合材料的失效模式,并突降失效单元的材料性能。疲劳载荷引起复合材料刚度降和强度降依靠缓降模型实现。笔者将突降模型和缓降模型植入有限元模型中,模拟了复合材料层合板在拉伸和压缩疲劳载荷下的渐进损伤过程,并计算了层合板的纵向刚度损伤和疲劳寿命。层合板的纵向刚度损伤具有三阶段特点,与试验观察是一致的。层合板疲劳寿命预测值与试验值吻合地很好。     

不同温度下复合材料层板冲击后剩余强度研究

通过对T300/QY8911-IV复合材料层板进行不同温度和不同能量下的低速冲击试验,并在冲击后进行静拉伸试验,研究温度和冲击能量对复合材料层板的冲击损伤及冲击后剩余强度的影响。结果表明,在相同温度下,冲击能量越大,层板的剩余强度越低;在相同冲击能量下,随着温度升高,层板的剩余强度也会随之降低。     

应力波载荷作用下CFRP、GFRP层板动态拉伸性能的实验研究

介绍了Hopkinson杆冲击拉伸实验设备以及实验技术,推导了应力、应变的计算公式。利用Hopkinson杆加载装置对CFRP、GFRP层合板进行了冲击拉伸实验研究,得到不同应变率下CFRP、GFRP层板的应力、应变(бε)曲线,以及断裂强度、拉伸模量、断裂应变等力学参数,以期对复合材料层板在冲击拉伸情况下动态力学行为和变形、破坏机理有一个初步的认识。     

缝合复材层板损伤后压缩强度的数值计算方法

缝合复合材料在复合材料的厚度方向加入了缝线,不仅提高了层板的层间强度,抑制了分层的扩展,而且提高了受冲击后的压缩强度。采用开口等效法来模拟层板的初始损伤,用三维实体单元模拟层板,空间三维杆单元模拟缝线的增强作用,采用三维Hashin判据作为压缩时层板渐近损伤的失效判据,模拟缝合复合材料层板受冲击损伤后的压缩过程;得到层板的剩余压缩强度,与试验结果吻合较好。     

复合材料层合板力学性能试验研究

使用DDL300微机控制电子万能试验机,研究了复合材料层合板力学性能试验方法,得到了某无人直升机旋翼桨叶层合板试件的拉伸、压缩和纵横剪切参数。这种复合材料层合板力学性能试验、数据处理方法和试验步骤可以为其它复合材料层合板的力学性能试验提供借鉴。     

复合材料层合板准静态压痕损伤实验研究与数值模拟

对复合材料层合板准静态横向压缩特性损伤进行了研究。在损伤模拟过程中采用机体开裂和分层扩展判据,分类考虑了不同的损伤形式,通过修正损伤层材料的常数来模拟层板损伤所造成的局部刚度下降对横向压痕过程的影响。损伤模拟结果与超声C扫描的结果吻合较好。     

复合材料层合板冲击损伤影响因素分析

应用三维逐渐累积损伤理论和有限元分析技术对复合材料层合板的低能冲击过程进行了详细分析,研究了不同材料的冲头、不同复合材料体系和不同铺层方式对复合材料层合板冲击损伤的影响规律。研究结果可为更有效地进行复合材料抗冲击结构设计提供一定的指导。     

Ni/Al多层板的复合法制备及放热性能

在纯铝箔上化学镀镍得到微米级厚度的镍层,再将该镀镍铝箔堆垛热压后进行累积叠轧(1~7道次),得到Ni/Al多层板,研究了该多层板的组织结构及放热性能。结果表明:化学镀镍层为非晶态,在热压过程中发生晶化;随着叠轧道次的增加,镍层逐渐发生颈缩和断裂,其碎片镶嵌在铝中,增加了镍和铝的接触面积,从而提高了Ni/Al多层板的放热性能,其能量密度由1道次的520.27J·g^-1增大到7道次的1203.4J·g^-1,达到理论值的87.15%;不同道次叠轧Ni/Al多层板的起始反应温度均高于475℃,说明该多层板具有良好的室温稳定性。     

应用扰动广义微分求积法的复合材料层合板剪切屈曲分析与优化

广义微分求积(GDQ)法求解复合材料层合板剪切屈曲时存在计算精度差、计算振荡不收敛问题,研究发现该现象源于载荷矩阵存在奇异,为此,提出扰动GDQ法,通过扰动主对角线权重系数以改善载荷矩阵的奇异性来消除计算振荡。数值算例验证了扰动策略的有效性,实现复合材料层合板剪切屈曲问题的高效稳定求解。在此基础上,结合直接搜索模拟退火算法,开展了含剪切载荷的复合材料层合板铺层顺序优化。结果表明：剪切工况时对称复合材料层合板的优化铺层不受铺层数和铺设形式影响,优化铺层角随长宽比增大而趋于60°;而剪切与轴压组合工况下较小的剪切力能改善层合板屈曲性能,随着剪切力的增大,优化屈曲性能逐渐降低,优化铺层趋同于剪切工况。研究结果为复合材料层合板的剪切屈曲性能设计提供了参考。     

PVC／ABS复合材料的力学性能研究

应用冲击试验机、材料试验机和其它一些相关仪器对PVC／ABS复合材料的力学性能进行了测试和研究,结果表明,该复合材料的性能是组分的函数,ABS的加入改善了其力学性能。随着ABS含量的增加,复合材料PVC／AnS的冲击强度和断裂仲长率明显提高,而拉伸强度和拉伸模量几乎随ABS含量的增加而单调地下降。     

SPVC/ABS复合材料的力学性能分析

采用冲击试验机和材料试验机等设备研究了ABS含量对软聚氯乙烯（SPVC）/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）复合材料力学性能的影响。结果表明,随着体系中ABS含量的增加,其断裂伸长率单调上升,拉伸强度、弹性模量单调下降;当ABS含量为70份时,缺口冲击强度出现极大值。     

一种基于投影法的铺丝路径优化生成算法

提出了一种铺丝路径的优化生成算法,用以提高成形件的强度并减少复合材料的用量。首先根据构件的主应力分布选取系列关键位置点;其次沿特定方向平移这些点并拟合成曲线;然后将曲线投影至曲面得到铺丝路径;最后引入映射法生成距离曲线求解路径上的实时丝数信息。生成的路径轨迹满足：①精确通过原型值点并保持G1连续;②实现连续多层铺放。推导出了明确的路径计算公式,并以曲面实例验证了算法的简单快速性。     

苎麻增强环氧树脂复合材料的力学性能

分别以苎麻原麻和碱麻为增强体,KH550为偶联剂,制备了苎麻增强环氧树脂复合材料,研究了偶联剂用量和纤维含量对复合材料力学性能的影响,并对拉伸断口进行了观察。结果表明:当纤维的质量分数为50%,偶联剂用量为2%时,原麻/环氧树脂复合材料的力学性能最好,拉伸强度为172.9MPa,弯曲强度达365.4MPa;当纤维的质量分数为50%,偶联剂用量为3%时,碱麻/环氧树脂复合材料具有最好的拉伸性能,拉伸强度为117.3MPa;当纤维的质量分数为40%,偶联剂用量为3%时,碱麻/环氧树脂复合材料具有最好的弯曲性能,弯曲强度达293.2MPa。     

纳米复相陶瓷力学性能的研究进展

综述了影响纳米复相陶瓷力学性能的多种因素,包括原始粉料粒径、纳米添加相的含量、显微结构及热处理工艺等,指出了存在的问题及今后的研究方向。