织物增强复合材料层间基体铆接与层间剪切强度的关系

采用一种新的实验测试方法研究织物增强复合材料层合板的层间剪切强度，对该测试方法作了理论分析并建立了数学模型，提出了织物增强复合材料层合板中基体层间铆接的存在，采用不同经纬密度的织物作增强材料，研究了铆接与层间剪切强度的关系，为织物增强复合材料的细观力设计提供了依据。     

含孔隙碳纤维/环氧树脂层合板力学性能模拟

为了探究孔隙率对织物碳纤维/环氧树脂复合材料层合板拉伸强度和压缩强度的影响规律,分别测量了孔隙率为0.33%、0.71%及1.50%的复合材料层合板的拉伸强度及压缩强度并进行有限元模拟.试验结果表明:随着孔隙率的增加,复合材料层合板的拉伸强度和压缩强度均呈下降趋势.建立了适用于织物纤维增强复合材料的静态力学强度的失效准则,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,使用ABAQUS软件建立有限元模型,对不同孔隙率的织物碳纤维/环氧树脂复合材料层合板的拉伸强度及压缩强度进行了较为准确的预测.     

一种计及分层效应的复合材料层合板疲劳寿命计算方法

给出了一种求解多向铺层复合材料层合板自由边层间应力的简化方法，并在此基础上提出了计及分层损伤的多向铺层复合材料层合板疲劳寿命的计算方法；算例与试验结果对比表明，该方法可以提高复合材料层合板疲劳寿命计算值与试验值的吻合程度。     

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.     

缝合复合材料中缝线阻滞层间裂纹扩展研究

缝合复合材料层合板的层间剪切强度是影响其设计和应用的重要因素。采用三点弯的试验原理在万能材料试验机上对目前常用的一种缝合复合材料,进行层间裂纹扩展的实验观察研究。实验参考相关的试验标准,研究结果表明:由于缝线的存在,有效地阻止了材料的分层破坏,进一步说明缝合可以有效地抵抗复合材料层合板的分层问题;同时分层的位置并不一定总是在试验件的中间层上,并且各分层出现跨层延伸,说明层合板面内的纤维也出现了破坏,破坏机理是多重的。     

含孔边套筒的厚截面复合材料接头耳片强度分析

为研究含孔边防护套筒的厚截面复合材料层合板耳片连接件孔边层间应力分布规律及接头强度,提出了采用层合板子层和界面胶层相结合的有限元建模方法,在验证了建模方法对厚截面层合板应力求解的有效性的基础上,分析了承受轴向载荷的厚层合板耳片连接件孔边三维应力分布及接头失效情况。结果表明:套筒胶层的破坏应力和破坏位置主要集中在孔轴非接触区;当套筒胶层发生断裂时,厚截面层合板并未发生失效,限制了厚板接头耳片整体强度性能的提高。     

玻纤表面毡改善层合复合材料层间断裂韧性

采用玻纤表面毡作为增韧剂,添加到复合材料层间构建结构化增韧层,对VARTM成型的玄武岩织物增强环氧树脂复合材料进行层间增韧改性,并对增韧前后复合材料的Ⅰ型、Ⅱ型层间断裂韧性及冲击后剩余压缩强度进行了测试.结果表明:经玻璃纤维表面毡增韧后,层合复合材料的断裂韧性G_ⅠC从27.6 J/m~2增加到48 J/m~2,G_ⅡC从87.2 J/m~2增加到122.5 J/m~2,Ⅰ型、Ⅱ型层间断裂韧性分别提高了73.9%和40%,材料的冲击后压缩强度CAI值从103.75 MPa增加到129.22 MPa,提高了24.5%.SEM图像表明:低黏度树脂对玻纤表面毡具有较好的浸透作用,无规排列的玻纤在层间与环氧树脂形成了非反应诱导相分离的双连续相结构,获得了显著的增韧效果.     

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。     

斜交层合板的可靠性分析与最优结构的鲁棒性

针对复合材料强度行为的复杂性和准确预测的困难，提出研究复合材料强度（可靠性）鲁棒性的必要性。初始缺陷和强度参数做为随机变量，采用一阶矩法（FORM）和Tsai-Wu/Tan准则计算板的失效概率，在此基础上，研究了最优斜交层合板的可靠性指标相对载荷以及铺层角的变动所具有的稳定性特征，为复合材料的合理设计与利用提供一种新的分析思路和方法。     

复合材料层合板低速冲击及其剩余压缩强度

为了研究冲击能量对层合结构冲击性能及吸能特性的影响规律,本文主要采用不同冲击能量作用下的复合材料层合板低速冲击性能及其剩余压缩强度的研究方法.通过低速冲击实验,研究了冲击能量对复合材料层合板的损伤影响.通过准静态压缩试验,较好地分析冲击能量对试件的压缩剩余强度的影响.     

复合材料层板的层间应力分析及其应用

本文用作者研制的准三维问题的有限元程序对几种典型的复合材料层板进行了详细的层间应力分析,并据此预报了复合材料层板的脱层位置,发现与实验测量的脱层位置相一致。     

用一种新方法分析复合材料层合板的边缘效应问题

本文用[1]中提出的方法,即样条边界层方法,计算复合材料层合板层间应力和边缘效应问题,给出了满意的结果。样条边界层方法是一种加权残值与奇异摄动混合方法。计算表明,用此种方法处理存在边界层效应的问题比用纯加权残值法效果要好,是一种行之有效的计算方法。     

复合材料混合型层间断裂韧性及失效判据

提出了一种新的混合型分层试验方法，用于测定复合材料层压板Ⅰ型和Ⅱ型混合的层问断裂韧性．在预制的分层中放置铰链，形成双悬壁梁Ⅰ型加载方式，再用三点挠曲试验增加Ⅱ型载荷．当分层扩展时，混合型临界应变能释放率分量ＧⅠｍ和ＧⅡｍ随着变化，ＧⅠ减小ＧⅡｍ增大．在实验基础上，建立了混合型分层失效判据，为复合材料结构设计提供依据．     

复合材料角交层板的损伤扩展研究

本文对（３０４／－３０４）ｓ和（４５４／－４５４）ｓ碳／环氧复合材料层板中的典型损伤状态进行了实验观察和分析。采用准三维有限元模型对引起分层损伤产生和扩展的自由边层间应力以及应变能释放率的特点进行了分析和讨论。结果表明对于角交复合材料层极，损伤的主要形式是层间界面的分层以及角度铺层内的基体裂纹。分层损伤产生的位置与层间应力的分布趋势相一致。本文提出的刚度标定法可以用以应变能释放率的实验标定。     

复合材料层板分层伴以横向裂纹扩展的层间应力分析

本文首次提出了分层伴以横向裂纹扩展的三维有限元模型，对典型铺设的［０２／±４５２／９０２］５碳／环氧复合材料由于其分层伴以横向裂纹损伤产生的层间应力进行了分析。计算结果表明层间裂纹首先在９０°层中部出现并开裂至相邻界面处而产生横向裂纹，横向裂纹的出现引起局部分层接三角形状扩展，并指出分层损伤过程是一个主导性的稳定扩展过程，也是导致刚度下降的主要因素。数值计算结果与试验结果是吻合的。     

隔震建筑结构地震动力响应时程分析

本文以结构动力学基本原理为基础,分析了具有基础隔震结构物在地震反应中的动力性能.文中利用层间剪切模型分别计算基础隔震与基础固定两类建筑物在地震过程中的加速度、位移及层间剪力．计算结果表明,基础隔震能降低上部结构的加速度反应及变形.     

碳纤维复合材料层间剪切破坏机理

本文研究了碳纤维经不同气氛冷等离子体处理后,其复合材料层间剪切强度的变化情况.并通过对处理前、后的高强碳纤维进行ESCA、Roman、TG、DTA 分析,提出了树脂基碳纤维复合材料的层间剪切破坏主要是发生在抗剪能力较弱的碳纤维表面层中.等氧离子体(O_2-PLasma)处理通过改变碳纤维的表面层结构,提高了表面层的抗剪能力.因此,其复合材料的层间剪切强度(ILSS)得到了大幅度提高.     

层合效应与疲劳寿命

通过对T300／QY8911碳纤维／双马复合材料三类多向层压板共5种铺层方式板条的试验研究和理论分析,揭示出不同铺设相邻单向层之间良好的粘合是确保多向层板具有高抗疲劳特性的基础,但自由边区域高的层间应力将引起分层发生与扩展,它将严重降低层板的疲劳寿命。当主要受力方向确定时,层间应力的大小与铺设顺序有密切关系,合理设计铺设顺序是降低层间应力十分有效的措施。