含分层复合材料层合板剪切屈曲的实验研究

对含分层损伤的复合材料层合板在纯剪切条件下进行屈曲试验,并通过对试验载荷-应变曲线及损伤形貌的分析以及试验结果和有限元模拟结果的比较,得出复合材料层合板预制分层损伤面积对其剪切屈曲性能的影响.结果表明,试验件含分层损伤面积越大,其破坏载荷越大,而对应的破坏应变越大,因此分层损伤会降低复合材料层合板的承载力和刚度.含分层损伤的层合板试验件其屈曲临界载荷随着分层损伤面积的增加而减小,抗屈曲性能也随之降低.     

层间颗粒增韧复合材料层压板的Ⅱ型层间断裂韧性

采用热塑性颗粒对HT7／5228、HT3／NY9200G、HT3／5224和HT3／3234四种热固性树脂基体复合材料进行层间增韧，测试了未层间增韧对比件和层间增韧改性件的Ⅱ型层间断裂韧性GⅡc。试验结果表明，增韧颗粒和基体树脂形成的Interlayer层有效的吸收了断裂能量并抑止了裂纹的失稳扩展，GⅡc，显著提高。层间增韧的几何效应、裂纹传播路径控制、裂尖屏蔽和颗粒桥联是主要的增韧机理。有限元分析结果表明Interlayer层降低了裂纹尖端J积分值和裂尖应力集中，进一步解释和支持了增韧机理。     

BHW60钢的临界空穴扩张状态与相关的断裂韧性

用扫瞄电镜在拉伸试样断口心部,测量了BHW60钢在20,-60,-100和-140℃下的临界空穴扩张比R_e/R_o,研究了它与宏观断裂韧性V_GC的关系以及热处理状态的影响结果表明:(1)同一温度下R_e/R_o的测量值大致遵循正态概率分布;(2)R_e/R_o随着温度降低直线减小; (3)R_e/R_o与V_GC的关系为V_GC=Cln(R_e/R_o),其中C≈3.5,与R—T空穴扩张模型符合得较好,H与温度和热处理状态无关     

三维机织陶瓷基复合材料的面内剪切性能及损伤研究

采用IOSIPESCU纯剪切试件, 考虑纤维的编织结构和失效机理, 研究了三维机织碳/碳化硅(C/SiC)复合材料在面内剪切载荷作用下的力学性能和损伤过程. 材料具有明显的非线性应力-应变行为和残余变形等特性. 材料主要的损伤机制为基体微裂纹开裂, 界面脱粘和纤维断裂, 其中界面裂纹是材料应力-应变等力学行为的主要影响因素. 基于连续介质损伤力学分析方法, 提出了简单的损伤演化模型并对损伤演化过程进行了描述.     

韧性材料复合型断裂启裂点与开裂方向的讨论

参照多种材料常规断裂结果的宏观分析，通过研究LY12材料在不同复合比载荷下的断裂试验结果，修正了一般断裂试验中认定裂纹启裂方向的方法，结合不同复合比下裂尖附近应力三维度场、主应力方向的计算分析，得到：在裂端的钝化变形区域、应力三维度的极大值处，对应于裂纹的启裂位置，即使韧性材料II型裂纹发生剪切断裂的情况下也是如此、裂纹的启裂方向在拉伸断裂时与启裂点最大拉应力方向有关，在翦切断裂时与启裂点最大剪应力方向有关。     

复合材料加筋板在剪切载荷下的屈曲特性研究

通过对复合材料薄壁加筋板结构进行剪切载荷下的屈曲试验研究,得到结构的屈曲模态、屈曲失稳载荷以及破坏形式,并通过有限元方法对结构的屈曲进行数值分析,分析得到的复合材料薄壁加筋板结构的屈曲模态和试验结果一致,屈曲载荷与试验结果吻合较好.试验还发现复合材料薄壁加筋板结构有较高的后屈曲承载能力,后屈曲过程中由于桁条脱胶会造成屈曲模态的变化.还分析了筋条的连续性对屈曲载荷的影响.     

金属材料疲劳损伤的激光与超声检测

用激光衍射谱谱面光强比Ｋ和超声速Ｃ的变化定义损伤变量Ｄ（Ｋ）和Ｄ（Ｃ），对ＬＤＳ和４０ＣｒＮｉＭｏＡ材料进行了疲劳损伤检测．结果表明：Ｋ和Ｃ的变化对疲劳损伤是敏感的；根据Ｄ（Ｋ）或Ｄ（Ｃ）与循环次数Ｎ的关系曲线，可以确定材料疲劳损伤的程度并对其疲劳寿命进行估计．     

用激光衍射谱谱面光强比定义损伤变量D（K）的研究

根据表面光反射率方法的原理,提出一种用激光衍射谱谱面光强比 K 定义损伤变量 D(K)的方法,对45~#钢,LY12-CZ 和 LD10铝合金试样进行了检测,给出了对数应变(?)与损伤变量 D(K)的关系曲线,检测结果表明:用激光衍射谱谱面光强比 K 来定义损伤变量是可行的.     

INITIATION AND GROWTH OF SURFACE CRACK UNDER TENSILE FATIGUE LOADING

本文通过初始切口有较大变化范围的LY12R板材疲劳扩展试验,分析了影响形成疲劳裂纹寿命N_i的因素,得到了N_i的关系式lnN_i=a+b△K_c。对LY12R及三种钢和一种钛合金的实验数据进行了分析,分析表明,在所研究的范围内,疲劳裂纹的形状变化规律对材料、试件尺寸、载荷大小不敏感,且上述平板构件中表面裂纹的深度a均可用同一经验关系式△a=f(△c)来估计,估计值与实测值符合很好。分析还表明,直至σ_(N,max)/σ_y=0.9时,表面裂纹的扩展仍为应力强度因子幅值△K所控制。     

三维多向编织复合材料承力接头破坏模态

通过单向拉伸试验研究了三维多向整体编织复合材料单耳承力接头的破坏模式。试样选用T700碳纤维和环氧树脂,采用RTM(resin transfer molding树脂传递模塑)工艺制成。试验针对由3种编织工艺(三维四向编织、三维五向编织和三维六向编织)、两种连接孔加工方式(机械钻孔和编织孔)、两种几何外形所组成的十组三维编织复合材料单耳承力接头的破坏机理与破坏载荷进行了初步探索研究,并对其在航空结构中的可应用性做出了评估。