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．     

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。     

织物增强复合材料层合板层间强度的改善方法

分析了织物增强复合材料层合板的力学性能特点，并针对其层间强度低及层间断裂韧性差的缺点，从层间破坏机理出发介绍了提高层问强度及断裂韧性的几种方法，重点介绍改善织物增强复合材料层合板层间断裂韧性的缝合方法。同时，文中也分析探讨了层间强度的测试与评价方法。     

层合复合材料簧片单元弯曲力学性能

为提高空间可展铰链的运行稳定性和可靠性,减轻结构质量,研究了碳纤维增强层合复合材料簧片单元的弯曲性能.以衡量簧片驱动能力的应变能、稳态弯矩以及簧片自锁能力的屈曲临界弯矩为力学性能指标.分析了可折叠自展开的簧片单元在弯曲折叠过程中,复合材料铺层角度、铺层厚度和簧片截面半径对各性能指标的影响.研究结果表明:随着复合材料铺层角度的增加,簧片驱动能力增强,但其自锁能力基本不变;随着复合材料铺层厚度和截面半径的增加,簧片的驱动能力和自锁能力均增强;随着材料铺层角度、截面半径的增加,簧片的横截面出现截面变形现象且伴随微小回弹.研究结果对于空间簧片式铰链驱动性能的改进具有一定的参考价值.     

层合结构复合材料振动特性研究进展

对国内外层合结构复合材料振动特性研究进展进行了系统论述,详细介绍了研究涉及的理论分析方法及试验测试技术,并对层合结构复合材料振动特性研究在损伤检测、结构设计等领域的实际应用进行了总结.进而提出需要进一步做好夹芯层合结构振动特性的研究、改进试验方法和测试手段以提高振动测量的精度;并对损伤破坏或缺陷引起的振动特性改变机理进行了探索.     

形状记忆合金复合材料层合梁的弯曲

分析了一种形状记忆合金复合材料层合梁在荷载作用和温度改变下梁的曲率k与截面弯矩M及温度T的关系 ,并进一步得到在恒定温度下悬臂梁自由端挠度随外载荷变化的曲线 结果显示该层合悬臂梁具有和形状记忆合金材料相同的超弹性特性     

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.     

复合材料层板层间剪切滑移模型

针对复合材料层板层间剪切滑移现象,提出了一种精确的分析模型。位移场采用传统形式,位移变量少,平衡方程简洁,但通过构造剪切变形函数,成功地满足了非滑移界面的连续条件和滑移界面的位错条件,使模型具有很高的精度,还首次导出了各类边界条件下滑移模型的解。     

复合材料层合梁结构在线损伤检测

复合材料层结构在服役过程中关键部位的裂纹或分层损伤累积发展到一定程度，常出现损伤突变现象，导致结构局部刚度突发性降低和结构性能下降，通过粘贴或埋入复合材料结构中的小型电片构成结构动态响应的激励和检测系统、以小波分析技术从应信号中识别结构损伤信息，可主动在线检测服役中的复合材料结构力学性能的突变，准确捕获结构突发损伤的时刻，这项研究将为许多在役中人们无法直接观察或量测的复合材料结构的在线健康监控提供新的技术支持。     

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。     

层间结构材料在复合材料中的利用

总结以往的资料以及10多年来的新发展，讨论了0维物料对聚合物复合的结构特征，层间结构材料的层间有机化插入，以及制备的聚合物复合材料性能与应用。特别对粘土体系的层间结构特征和有机化插入机理进行了详细分析。     

层间滑移对复合材料层合板自由振动的影响

讨论了层间的粘贴状况－剪切滑移对复合材料层合结构自由振动的影响。通过引入剪切变形函数,结合界面剪切滑移条件,建立了能反映全部界面条件和板面条件的位移场。位移场形式简单,位移变量不随层数增加,其运动方程方便地反映了层间粘贴状况的影响。算例表明层间粘贴状况对层板基频的影响非常显著,且随层数增加而加剧。     

复合材料层合壳体热弹耦合简化模型

为有效分析复合材料层合壳体单向耦合的热弹性问题,基于变分渐近方法（VAM）建立热弹性简化壳体模型。根据Hamilton扩展原理建立层合壳体三维能量方程,并利用壳体固有小参数将三维能量渐近扩展为系列二维近似能量方程。将近似能量转换为工程常用的Reissner-Mindlin形式,并推导三维场重构关系以准确重构沿厚向的三维场分布。通过热/力环境下4层复合材料层合壳体的柱形弯曲算例验证：该理论建模速度快（等效单层板模型,相比三维有限元法可减少2～3阶计算量）;具有很好的非线性逼近能力（收敛于精确解）。     

层间混杂复合材料的弹道侵彻性能研究

结合高性能纤维材料力学性能的差异设计并制备碳纤维、对位芳纶和高强玻纤织物增强单一和厚向层间混杂防弹复合材料,进行弹道侵彻试验并表征冲击能量吸收和弹道极限指数BPI.试验表明就单一复合材料而言,Kevlar129芳纶纤维防弹性能优于S2玻璃纤维,T300-6K碳纤维相对较差,而厚向层间混杂复合材料能有效地提升三种纤维的防弹性能.在此基础上,结合复合材料在弹道侵彻下的冲击响应、破坏模式以及能量的吸收的模式对抗弹道侵彻机理进行了初步探讨.     

基于凝胶层间结构复合材料的隔声性能

为了研究凝胶的隔声性能,将凝胶涂覆于硅酸钙板和玻镁板之间,复合玻纤织物,制备凝胶层间结构的复合材料。利用双声道分析仪分析研究了凝胶位置、凝胶厚度和复合玻纤织物对层间结构复合材料隔声性能的影响。研究表明:利用复合凝胶层,减少了吻合效应;层间结构复合材料的隔声量随凝胶厚度增加而变大,但厚度大于3mm后,隔声量增幅减缓;复合玻纤织物后,进一步提高了结构的隔声性能。     

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。     

Z-pins参数对复合材料层间韧性的影响

Z-pins植入平纹编织C/Si C陶瓷基复合材料层压板能提高层间I型断裂韧性.作为一种一体化设计的新型材料,Z-pin增强陶瓷基复合材料具有重要的应用前景.研究Z-pins增强陶瓷基复合材料的层间断裂韧性对于指导材料的设计与应用具有十分重要的理论意义和实用价值.基于离散弹簧-悬臂梁模型研究了Z-pins直径、Z-pins间距、单位厘米宽度上Z-pins个数对平纹编织陶瓷基复合材料I层间断裂韧性的影响.结果表明:增加Z-pins直径、减小Z-pins间距和增加单位厘米宽度上Z-pins个数可以提高Z-pins增强平纹编织C/Si C陶瓷基复合材料I型层间断裂韧性.     

复合材料层间应力计算的剪滞法

本文采用剪滞模型将复合材料层压板层间应力的计算转组常微分方程的特征值问题，通过对不同铺层层压板层间应力的计算和比较表明，本文给出的方法简单，且行之有效。     

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.     

复合材料层合圆柱壳中振动功率流特性

基于Love壳体理论,根据壳体微元应力、应变关系推得壳体中的各内力和力矩,得到了复合材料层合圆柱壳的运动微分方程.对复合材料层合圆柱壳中振动功率流特性进行了研究,在不同周向模态和频率下,对外载荷输入壳体的功率流及其沿壳体的传播情况进行了分析.分析表明,各内力功率流沿壳体传播时相互转化,最后趋于确定值.结合各内力传播的功率流,从能量角度考察了波的传播特点,通过各内力功率流的比例来定量的确定壳体中不同波传播的成份.