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。     

低速冲击时冲击角度和摩擦对玻纤增强铝板性能的影响

为了研究在不同冲击角度和接触摩擦力受低速冲击载荷下玻璃纤维铝合金层合板破坏情况,本文结合VUMAT用户自定义子程序、Johnson-Cook损伤模型和基于表面接触行为的内聚力行为方法,建立了玻璃纤维增强铝合金层板(GLARE)低速冲击有限元模型。通过实验对比材料受低速冲击响应和材料损伤状况。结果表明:冲击角较小时材料损伤较小;减小摩擦系数能够减小材料冲击损伤,且减小幅度随着冲击角减小而增大;冲击角度和摩擦对材料冲击性能影响规律可以为类似结构设计提供参考。     

基于落球法的复合材料板冲击特性试验

为研究落球冲击法对复合材料的多次冲击变化规律,采用落球冲击装置对玄武岩纤维板以及玻璃纤维板两种复合材料层合板进行了低速冲击试验研究。利用压力传感器记录了落球冲击过程中冲击载荷时程曲线,并且以此计算了位移时程曲线以及能量时程曲线。试验结果表明:落球冲击所引起的复合材料板损伤与落锤冲击损伤形态不一致,更多产生基体开裂、板体断裂等损伤形式,多次冲击对复合材料板会产生累积损伤,多次冲击以后板体的载荷峰值减小,回弹速度变小,吸收能增大。在同等冲击次数下,玄武岩纤维板的抗冲击能力会高于玻璃纤维板。试验结果说明利用落球冲击法对复合材料板的抗冲击特性进行评定是合理的。     

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.     

复合材料层合板低速冲击渐进损伤模型

建立了一种针对低速冲击下碳纤维增强复合材料层合板动态力学响应和损伤扩展的渐进损伤模型。该模型应用Hashin和Hou失效准则来预测层内损伤(纤维和基体损伤)的萌生;结合等效位移法的线性退化方案来模拟损伤的发展;采用双线性牵引力-分离法则的内聚区模型来预测层间分层损伤。编写了相应的用户材料子程序VUMAT,并在有限元软件ABAQUS中完成了25 J能量下复合材料层合板低速冲击的数值仿真分析。通过有限元模型预测得到的接触力-时间曲线、接触力-中心位移曲线、层间分层的损伤分布均与试验结果较好吻合,验证了该模型的有效性。根据仿真结果,分析了纤维和基体的损伤情况,讨论了分层损伤的扩展规律。     

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.     

混杂方式对CF/GF/环氧混杂复合材料低速冲击性能的影响

针对复合材料抗低速冲击性能较差的不足,利用通用有限元软件ABAQUS建立了5种不同形式的混杂复合材料。利用基于刚度衰减的VUMAT子程序,对不同形式的混杂层合板进行了低速冲击仿真实验。结果表明:与纯碳纤维增强环氧树脂复合材料相比,玻璃纤维的添加可以提高材料的韧性,从而增加层合板的抗冲击性能;不同混杂方式的复合材料在承受冲击载荷时,吸收的能量不同,玻璃纤维靠近层合板表面铺设时吸收的能量最多,当玻璃纤维的布置靠近层合板上下表面时,材料的抗冲击性能提升最为明显。     

缝纫泡沫芯夹层结构低速冲击损伤分析

在缝纫复合材料泡沫芯夹层结构低速冲击试验研究基础上,文章开展了低速冲击损伤数值分析。首先利用有限元软件分别对未缝纫和缝纫的复合材料泡沫芯夹层结构低速冲击下的损伤面积进行了数值估算,发现两者的上面板损伤面积均大于下面板的损伤面积,但两者的主要损伤模式不同,未缝纫夹层结构的主要损伤模式为上面板损伤,而缝纫夹层结构主要以泡沫芯材压碎损伤破坏为主。有限元计算结果与试验结果吻合较好,证明文中所建立模型的正确性。随后模拟计算了冲击能量、上面板厚度、泡沫芯材厚度、缝纫密度、落锤冲击位置等五个因素变化对缝纫泡沫芯复合材料夹层结构损伤面积的影响,并进行了相关的理论分析。     

含减纱2.5D机织碳/环氧复合材料低速冲击损伤机制

针对锥形回转体构件常用的减纱工艺,设计和制备了不含减纱、含半列减纱和含整列减纱2.5D机织碳/环氧复合材料。分别设置54 J和72 J的冲击能量,采用落锤冲击仪对3种复合材料开展了低速冲击试验,获取了载荷-时间曲线,并采用Micro-CT开展了损伤形貌和损伤量化分析。基于低速冲击损伤“局部”分布特征,建立了一种宏-细观混合有限元模型,开展了3种复合材料的低速冲击数值模拟,并揭示了失效机理。结果表明：数值模拟的力学响应曲线及损伤形貌与对应试验结果吻合较好;相比于不含减纱试样,在54 J冲击能量下,含半列减纱和整列减纱试样的冲击损伤体积分别增加了21.0%和34.8%;在72 J冲击能量下,含半列减纱和整列减纱试样的冲击损伤体积分别增加了15.7%和24.4%。可以看出,减纱点的引入明显降低了结构的承载效率。     

基本冲击动荷系数的探讨

本文引入重量冲击系数,质量冲击系数和初始变形,用能量法导出一基本冲击动荷系数.它概括了各种动荷系数.     

用冲击激励技术分析机械性冲击噪声

本文从分析机械性冲击噪声的发生机理和影响因素入手，论述了用冲击激励技术分析机械性冲击噪声的理论和方法，并进行了实验验证。从理论与实践的结合上阐明了冲击激励技术是分析机械性冲击噪声的一种快速、简便、有效的方法，尤其是分析复杂的机械性冲击噪声具有无可比拟的优越性。同时，阐述了操作中的具体方法和注意事项。     

间隙对仓式气冲造型的影响研究

仓式气冲造型是指在密闭的冲击仓里用砂箱进行冲击紧实的一种方法，其关键是砂箱周围冲击仓的间隙体积。本文研究了间隙率对仓式气冲造型紧实效果的影响。     

传爆药撞击感度试验装置及其控制部分研究

撞击感度是衡量炸药性能的一个重要参数．本文介绍了一种新型传爆药撞击感度仪，重点对其结构及控制部分进行了介绍．利用该仪器对几种传爆药进行撞击感度试验的结果表明，其试验数据与国外数据具有较好的可比性．     

防撞梁受冲击载荷的试验研究

为了解决防撞梁受冲击载荷时强度计算问题，首次在自制的提升机模拟试验台上研究了提升容器对防撞梁的冲击过程，得到了不同工况条件下的防撞梁瞬态冲击力变化曲线．对不同工况下的曲线进行线性回归，得到对应的拟合方程。结果表明：防撞梁的瞬态冲击载荷不仅与冲击距离呈线性关系，而且和提升容器下降侧与上升侧的张力差、提升钢丝绳的弹性系数有关。因此，为了保证提升系统安全可靠的运行，必须有效地降低过卷时的冲击速度。     

防撞梁受冲击载荷的试验研究

为了解决防撞梁受冲击载荷时强度计算问题,首次在自制的提升机模拟试验台上研究了提升容器对防撞梁的冲击过程,得到了不同工况条件下的防撞梁瞬态冲击力变化曲线。对不同工况下的曲线进行线性回归,得到对应的拟合方程。结果表明:防撞梁的瞬态冲击载荷不仅与冲击距离呈线性关系,而且和提升容器下降侧与上升侧的张力差、提升钢丝绳的弹性系数有关。因此,为了保证提升系统安全可靠的运行,必须有效地降低过卷时的冲击速度。     

对编制规划的机关成为环境影响评价主体的法律思考

我国《环境影响评价法》规定对规划和建设项目要进行环境影响评价。编制规划的机关首次成为了与项目建设者同样重要的环境影响评价主体。笔者在对编制规划的机关的范围、职责和所应承担的法律责任分析的基础上,就编制规划的机关成为环境影响评价主体提出了自己的法律思考,以期有助于我国的环境影响评价工作真正落到实处。     

RPSW/A摆锤示波冲击试验机测试系统改造

介绍了RPSW/A摆锤示波冲击试验机的基本组成、工作原理及存在的问题,提出了W in-dows平台下通过多功能PCI数据采集卡实现高速数据采集的设想.在此基础上用VB编写了数据采集及处理软件,使该试验机恢复正常,并解决了原机测试系统存在的故障率高、试验数据不易保存、操作烦琐等不足.     

陨星撞击的地学意义与撞击构造的判识标志

陨星撞击是太阳系各行星及卫星演化、地质历史中导致古气候环境灾变与生物灭绝和新生的主要营力之 一,在地球演化早期是一种较为普遍发生的事件。研究陨星撞击作用及其影响是探讨地球演化的有机组成部 分,无论在基础理论方面还是在实际应用方面,都具有重大的意义。目前对于陨星撞击的地学意义研究,主要集 中在撞击事件与地球环境灾变、地球生命更替、板块构造动力学、富集成矿(藏)等关系方面。撞击构造是判识陨 星撞击事件最明显和最直接的记录,其形态和规模、岩石学、矿物学、地球化学、构造和地球物理等特征是判识撞 击构造的重要标志。     

中碳空冷贝氏体钢在石油钻铤上的应用

本文对经不同冷速处理的30Mn_2CrSiMo钢进行了组织性能分析。结果表明:30Mn_2CrSiMo钢中的合金元素,能使铁素体、珠光体转变C曲线明显右移,可在模拟钻铤空冷的冷却速度范围内得到较多的粒状贝氏体组织;在试验规定的冷速范围内,钢的力学性能均满足技术要求。通过与42CrMo钢进行比较,肯定了用低、中碳贝氏体钢代替中碳调质钢制造石油钻铤是可行的。