FRP/金属混杂层合板低速冲击损伤数值分析

在三维动态有限元分析的基础上，对层合板的低速冲击损伤进行数值模拟，研究其在受载过程中的应力状态，并用Chang-Chang面内失效准则和分层判据进行损伤分析．对损伤的单元进行相应的刚度退化和分层形状、面积的模拟计算．通过具体算例以及与文献中的结果相比较．验证了模型的可靠性和方法的有效性，并对比了纤维增强金属层合板（FRMLs）与传统纤维增强复合材料层合板（FRP）的冲击损伤面积．说明FRMLs具有较好的抗冲击性能。     

复合材料层合板低速冲击损伤阻抗性能影响因素研究

基于复合材料层合板的结构特点及典型损伤和破坏模式,建立了基于ABAQUS有限元软件的复合材料层合板低速冲击模型.与实验数据对比结果表明,该模型可以准确地模拟复合材料层合板低速冲击损伤阻抗特性.采用该有限元模型,研究复合材料层合板的铺层材料面内性能和铺层角度等参数对其在低速冲击作用下损伤阻抗性能的影响规律.分析结果表明,提高铺层纤维方向拉伸模量可明显提升其抗冲击损伤能力,在复合材料层合板中增加±45°铺层数量能明显提升其抗分层能力,而提高其它方向弹性模量对复合材料层合板低速冲击损伤阻抗性能的影响不明显.     

层状化增韧层合复合材料低速冲击有限元分析

针对低速冲击作用下的层合复合材料,建立了冲击的二维有限元模型.为了提高层合复合材料的抗冲击损伤性能,采用层状化增韧方法,并利用国际通用显式动力分析程序ANSYS/LS-DYNA,对层状化增韧后的层合复合材料在冲击载荷作用下的破坏过程进行了数值模拟,确定了增韧方案,为增韧结构设计和选择性增韧提供了理论依据.     

GLARE层合板抗低速冲击性能分析与数值模拟

采用不同冲击能量对玻璃纤维增强铝合金层合板(GLARE层合板)进行落锤低速冲击试验,得到了冲击载荷、位移和能量与时间的关系曲线。在不同冲击能量下,对层合板的冲击响应以及冲击过程中的损伤演化进行了分析。结果表明,不同冲击能量下基体压缩损伤面积随着冲击能量的增大而增大,而冲击能量相同时,受冲击面方向的第一、二层基体拉伸损伤面积远大于第三、四层,玻璃纤维/环氧树脂预浸料的铺层顺序以及方向是影响层合板抗冲击性能的主要因素。基于ABAQUS建立了GLARE层合板的低速冲击有限元分析模型,数值模拟结果说明:在低能量冲击时采用延性损伤准则作为铝合金材料的损伤判据是合理的。     

低速冲击碳纤维增强铝合金层合板力学响应

基于ABAQUS/Explicit建立低速冲击碳纤维增强铝合金(CFRP/Al)层合板有限元模型。采用Johnson-Cook本构模型模拟铝合金蒙皮力学行为,使用材料子程序VUMAT定义3D Hashin准则,以此判定碳纤维增强复合材料层内失效,Cohesive单元模拟层间胶粘层分离与分层损伤。模拟结果表明,铝合金蒙皮可以有效提高碳纤维增强基复合材料抗冲击性能,并且随着蒙皮厚度增加,CFRP/Al层合板变形量、接触力峰值会有所增大,吸能量和剩余冲击能占比有所减小;随着冲击能增加,层合板变形量、吸能量、接触力峰值、剩余冲击能占比皆呈增大趋势。     

落石冲击对山区桥梁墩柱破坏的影响

为了研究落石冲击作用对山区桥梁墩柱破坏的影响规律,采用Holmquist—Johnson—Cook损伤本构模型构建了数值模型,并展开非线性显式动力分析,基于能量守恒原理检验了计算结果的数值稳定性。考虑了落石冲击高度、冲击速度、水平冲击角度和落石直径等影响因素,从体积损伤率和墩柱位移两个角度研究了各种因素对墩柱冲击破坏的影响。数值模拟结果和试验测试的加速度历程、破坏特征进行了对比,证明了数值模拟的合理性。研究结果表明,HJC本构模型能较好模拟钢筋混凝土墩柱在落石冲击作用下的破坏发展,在高能量冲击作用下,石块直径和冲击速度对墩柱破坏影响相对较大。     

钢筋灌浆套筒连接性能有限元显式分析

为深入研究钢筋灌浆套筒连接件的受力性能,本文提出一种基于全实体单元模型的显式动力分析方法.采用ABAQUS有限元软件建立6个钢筋灌浆套筒连接件的三维实体有限元模型进行显式动力分析,对灌浆料则分别采用混凝土的损伤塑性模型及混凝土脆性断裂模型加以模拟,并将数值分析结果与试验值进行对比,研究各试件的破坏形态、破坏过程、荷载-位移曲线等.研究表明:数值分析结果与试验值吻合良好,充分验证了有限元模型分析的可靠性,为进一步开展系统全面的参数分析及动力性能研究奠定基础.     

含孔复合材料层合板拉伸强度研究

对含孔复合材料层合板的破坏模式和拉伸强度进行了研究,考查了孔的直径和形状对层合板强度的影响.通过实验研究,测量出含孔层合板的强度.利用有限元软件ABAQUS的子程序USDFLD建立了逐渐损伤失效模型,对层合板的强度进行了数值模拟.研究结果表明,数值模拟得到的强度值和实验测量的强度值吻合较好,文中建立的数值模型可以有效地预测含孔层合板的强度.     

不同孔隙率CFRP层合板冲击损伤分析

为了建立适用于织物纤维增强复合材料层合板的冲击损伤失效准则,在适用于复合材料单向板低速冲击失效准则的基础上,改进了纤维及基体破坏的失效准则.对于织物纤维增强复合材料层合板,分别考虑了经向纤维破坏、纬向纤维破坏、基体法向挤压破坏、分层破坏等冲击损伤形式.使用ABAQUS软件建立有限元模型,结合刚度突然退化模型,通过引入不同孔隙率复合材料的基本强度参数,较为准确地预测了不同孔隙率的织物碳纤维/环氧树脂复合材料层合板的冲击损伤投影面积.     

层合板在低速冲击载荷作用下本构方程的研究

纤维增强复合材料层合板的冲击响应是一个兼有几何非线性、材料非线性、接触非线性的复杂过程。本文采用连续介质力学,对层合板的运动、变形进行描述,给出了冲击系统的有限元列式。在此基础上,通过建立壳局部坐标系与参考坐标系之间的转换矩阵,导出有限应变低阶壳单元在显式分析中的应力更新方法,为进一步研究复合材料的动态力学行为提供一个新思路。     

采用有限质点法的薄壳动力非线性行为分析

基于有限质点法原理和K-L经典薄壳理论,构造具有大位移大转动分析能力的薄壳离散质点模型,推导表述基本控制方程与公式. 对于质点位移以及壳元的变形和内力,均按照面内拉压和面外弯扭两部分进行拆分与叠加,并通过物理方式的虚拟运动依次分离出与薄膜刚度和弯曲刚度相关的纯变形,进而在局部变形坐标系下求解面外变形相对应的质点内力和内力矩,建立质点切平面外转角的变步长显式时间积分式,并对质点质量、时间步长、阻尼等关键参数取值给出建议. 在此基础上引入材料非线性应力修正算法,实现对薄壳弹塑性大应变动力非线性行为的模拟,并通过典型算例验证方法及程序的有效性和正确性.     

基于计算机适当配置的弹舰碰撞数值仿真研究

舰船遭导弹、炸弹等武器攻击时，弹体与舰体会发生高速碰撞，高速碰撞结构的相互作用过程是一个高度非线性、大变形，甚至结构发生高应变的断裂、破坏的过程，对这一复杂问题，使用大型非线性显式三维有限元求解程序ANSYS／LS－DYNA，对弹舰高速碰撞问题的算例进行了三给数值仿真，着重讨论了三维数值仿真的特点、关键技术和实现方法，在有限的计算机硬件配置条件下，选取适当的时间步长与网格密度，并采用适当的破坏准则和状态方程参数，实现了三维数值仿真，并提高了仿真的速度和精度，典型算例表明：模拟高速碰撞过程时，若对硬件系数做针对性的改善，同时，在预计产生大应力区域适当细化网格，可获得良好的仿真结果。过程时，若对硬件系数做针对性的改善，同时，在预计产生大应力区域适当细化网格，可获得良好的仿真结果。     

某下承式拱桥车振动力性能分析

为研究下承式拱桥在移动车辆荷载作用下的动力性能,对某下承式拱桥建立三维有限元模型,并通过环境振动试验对该桥进行模态参数识别,以此验证有限元模型的可靠性。在不同车速荷载作用下对该桥梁的动力响应进行了对比分析,并在此基础上采用狄克曼舒适度评价指标对桥梁进行车振舒适度评价。结果表明:冲击系数的大小不仅和结构基频有关,还与车辆的行驶速度有关,车速越大冲击系数越大;桥梁的横向舒适性较好,竖向舒适性较差。       

汽车正面碰撞乘员约束系统的仿真研究

在MADYMO软件中建立微型客车驾驶员约束系统模型,模型经过调整后,较真实的再现了正面碰撞试验过程,并完成乘员伤害值的仿真计算,与实车碰撞试验结果对比,满足工程计算的要求,从而为整车匹配安全气囊提供了一定的理论依据。     

检测建筑工程结构强度的一种激光测振方法

利用冲击振动检测建筑工程结构的强度,用激光自混频干涉测振的方法,通过对模拟冲击振动信号的理论分析和计算,给出振动频率与振幅的关系,为判断可能引起建筑物损坏的振动提供依据.     

关于粘聚强度的内容及确切定义

粘聚强度C是岩石力学领域极为重要的力学参数 ,然而其定义却长期不统一 .为严肃学术气氛 ,准确表达述语概念及释义 ,首先详细讨论了粘聚强度的内容 ,然后着重由库仑准则着手分析了C的涵义 ,最后给出了C的确切定义为粘聚强度而不是粘聚力 .     

基于粘聚力的沥青稳定碎石设计方法研究

针对沥青稳定碎石混合料对抗拉性能的要求,采用结合混合料抗压强度及抗拉强度的粘聚力法,确定沥青稳定碎石混合料的沥青用量,将结果与传统的马氏方法进行比较,并应用两种沥青膜厚度计算方法计算了有效沥青膜厚度,得出粘聚力法使混合料获得具有更好粘聚力的沥青膜厚,且沥青膜厚范围约为6.5μm~9.0μm。     

含水率对滑带土力学特性的影响研究

通过4组不同含水率千枚岩碎屑土滑带样的三轴排水剪切试验,研究了含水率对滑带土力学特性的影响。研究表明：千枚岩碎屑土滑带样三轴剪切破坏后没有明显的剪切面;应力应变曲线总体上表现为硬化型,且呈现出明显的非线性;随千枚岩碎屑土滑带样的含水率增大,其粘聚力和内摩擦角都是减小的,但敏感性有所不同。