复合材料层合板单钉双剪连接挤压强度的一种工程估算方法

将上限理论应用到复合材料层合板单钉双剪连接挤压强度分析中, 把连接结构的位移场划分为动态区域(层合板)和静态区域(紧固件), 并认为失效发生在位移可动场和不动场之间的钉孔边受挤压部分。由于受挤压孔孔边各层应力状态不一样, 受挤压孔边各层的失效区域和失效模式也各不相同。从宏观上研究复合材料层合板单钉连接孔边的失效区域和失效模式, 结合上限理论提出了一种估算复合材料单钉连接挤压强度的工程算法。通过与试验结果对比, 发现该方法能较好地预测出复合材料单钉双剪连接挤压强度。     

层合板强度分析的双增量法

本文提出了一种关于复合材料层合板强度分析的新方法——双增量法,并给出了双增量法的计算公式和编程方法。算例表明:双增量法不仅比单增量法具有更明确的物理意义,而且其计算结果更接近实测值。      

复合材料加筋层合板的极限强度分析

基于更新拉格朗日格式,应用非线性层合三维退化壳元,结合有效的复合材料失效准则、刚度退化模型以及提出的刚度矩阵奇异判断准则,对复合材料加筋层合板在轴向载荷作用下的压缩极限强度问题进行深入研究。讨论了铺层方式、板厚等对极限强度的影响。通过与试验结果进行比较,表明基于提出的刚度矩阵奇异判断准则,结合增量更新拉格朗日格式下非线性层合三维退化有限元的计算方法,能有效计算复合材料加筋层合板的轴向压缩极限强度,并具有很高的精度。     

复合材料层合板机械连接结构累积损伤模型和挤压性能试验研究

建立了三维累积损伤有限元模型, 采用扩展拉格朗日乘子法对螺栓表面和复合材料层合板孔壁间的接触行为进行了模拟。对复合材料层合板中纤维断裂、基体开裂和纤维2基体剪切3 类基本损伤类型的产生、扩展以及它们之间的关联性进行了研究。计算得到了复合材料层合板单钉连接结构的载荷2位移曲线, 预测了它们的初始挤压破坏载荷。同时, 进行了T300 帘子布/ Q Y8911 双马来酰亚胺树脂层合板单钉单搭螺栓挤压强度试验,验证了不同铺层类型和结构尺寸对复合材料层合板机械连接挤压性能的影响。试验结果和计算结果吻合较好, 证明了该模型和算法的有效性。      

复合材料层合板侵彻行为的研究

采用显式有限元软件ABAQUS/Explicit模拟了纤维增强复合材料层合板的侵彻行为。重点分析了弹头形状、纤维铺设方式、层数等因素对层合板抗弹性能的影响,给出了层合板在不同弹头冲击下的侵彻破坏特征和模态,获得了弹道极限速度。模拟结果与理论计算结果及已有实验结果进行了对比,吻合较好,这可为工程实际提供参考。     

复合材料层合板多钉连接结构累积损伤过程可视化仿真模拟

建立了分析复合材料层合板多钉连接结构的三维有限元模型, 考虑了接触状态非线性和累积损伤过程非线性的影响, 运用ANSYS 中的APDL 编制程序实现了对复合材料层合板机械连接结构整个承载过程的可视化仿真模拟, 同时进行了T300/ Q Y9512 复合材料层合板多钉单剪拉伸试验。结果表明, 在一定几何尺寸下, 复合材料层合板多钉连接结构钉载分配的不均匀性在整个承载过程中并无明显改善。根据本文中提出的累积损伤模型对各孔位变形进行了计算, 计算结果与试验结果吻合较好。从累积损伤过程的仿真结果可以明显看出, 不同几何尺寸的多钉连接结构中各钉孔附近损伤的起始和发展过程具有明显的区别。优化设计结果表明, 不同钉孔处层合板厚度的改变对各钉钉载分配无明显影响, 但孔边法向和切向应力大小和分布均受到严重影响, 对整个多钉连接结构的损伤程度产生很大变化。      

干涉对复合材料层合板连接系统的极限挤压强度影响

本文对复合材料层合板单面螺纹抽钉紧固件干涉配合连接结构和高锁螺栓间隙配合连接结构的静挤压强度进行了试验研究.分别考虑了不同干涉量配合和间隙配合对紧固件连接结构极限挤压强度的影响.在静拉伸试验中,采用了卡口引伸计来实时监测孔的变形量.根据ASTM D 5961挤压试验方法标准,得到极限挤压强度及偏移量为2%的2%偏移挤压...     

复合材料层合板冲击损伤及剩余强度研究进展

综述了受低速冲击后复合材料层合板的损伤研究进展,重点介绍了倍受复合材料工程结构设计师所关注的含损复合材料层合板的剩余拉伸及压缩强度问题,最后对有待于进一步研究的问题进行了展望.     

电场对PZT/复合材料层合板破坏强度影响的实验研究

采用三点弯曲方法测量在不同外加电场作用下PZT复合材料层合板的破坏强度(MOR),分析得到了正电场能增强PZT复合材料层合板的破坏强度,而负电场降低了PZT复合材料层合板的破坏强度。本文作者还建立了一套AE测试系统来实时探测在加载过程中由于损伤引起的声信号,进而分析并证实了不同载荷下的PZT复合材料层合板的破坏模式,并用超声扫描成像图加以验证。      

结合改进单胞模型的单钉双剪层合板螺栓连接结构挤压性能的多尺度表征分析

为提高螺栓连接层合板结构的可靠性和承载能力,基于ABAQUS软件及用户子程序(USDFLD),结合改进的单胞模型,建立了考虑组分材料失效的多尺度数值模型。利用该模型表征分析了单钉双剪层合板螺栓连接结构的力学性能,研究了铺层形式及几何尺寸对连接结构性能的影响。该模型的预报结果与试验结果吻合较好。结果表明:准各向同性层合板螺栓连接结构的挤压强度高于正交各向异性层合板连接结构的挤压强度,前者的失效模式为挤压失效,后者为剪出失效,该模式导致结构承载能力降低,设计中应避免。层合板边径比大于3时,不同宽径比连接结构的挤压强度趋近稳定值;但相同边径比的连接结构,其挤压强度随宽径比的增大而增大,连接结构设计时应给予考虑。      

蜂窝结构对蜂窝纸板平压性能影响的研究

研究了蜂窝纸板结构对其平压性能的影响,分析了蜂窝纸板平压强度与蜂窝半径与孔径比的理论计算模型,将试验结果与理论模型进行了综合分析,得出了平压强度的预测计算公式,且预测结果与试验结果有较好的一致性。     

蜂窝纸板侧压强度实验研究

研究了蜂窝纸板的侧压强度实验方法,实验测量与分析了温度、湿度、加载速率等因素对蜂窝纸板侧压强度的影响.研究结果表明:当温度在50℃以下时,蜂窝纸板侧压强度随着温度的升高而增大,但温度超过50℃时,蜂窝纸板的侧压强度随着温度的升高而减小;当相对湿度提高时,蜂窝纸板的侧压强度随之降低;当加载速率增大时,蜂窝纸板的侧压强度随之增大.     

纸护角抗压性能研究

利用纸箱抗压试验机测试了不同高度、宽度、厚度纸护角的抗压强度.通过SPSS软件对数据进行方差及相关性分析,确定了纸护角的高度、宽度、厚度是影响纸护角抗压性能的主要因素,并且高度、宽度、厚度值与纸护角抗压强度之间呈线性相关;最后利用SPSS的线性回归分析,得到纸护角的抗压性能与高度、宽度、厚度之间的线性回归方程,对方程进行验证,其误差为±3%.     

截面结构对纸箱抗压强度的影响及定量表征

目的研究截面结构的改变对多边形瓦楞纸箱抗压强度的影响规律。方法改变垂直侧板数量、边长、相邻侧板围成角度进行抗压试验,分析多边形纸箱变形失效过程及抗压强度的变化规律,建立以独立的垂直侧板边长代替周长的计算模型。结果当其他影响纸箱抗压强度的条件一定时,侧板数量的增多会使抗压强度值增大。八边形瓦楞纸箱的侧板边长越接近正多边形、围成角度越接近135°时,抗压强度越大。结论瓦楞纸箱变形失效本质是由侧板结构受压后整体失稳造成的,所提出的计算模型能较真实地反映纸箱受压的力学特性,且能有效表征多边形瓦楞纸箱抗压强度。     

回弹法检测潮湿或浸水混凝土强度的研究

回弹法检测混凝土强度时经常会遇到表面潮湿或浸水混凝土，因表面潮湿或浸水混凝土表面硬度降低，采用回弹法对潮湿或浸水的混凝土进行强度检测容易产生误判，必须进行修正。通过对同一标号的干湿混凝土现场检测，所得数据进行二元对比回归分析，提出了潮湿或浸水混凝土回弹法测强的修正方法，并建立精度满足要求的回弹法检测潮湿混凝土的强度曲线方程，可全面反映混凝土强度。     

芯子开槽对蜂窝纸板平压强度的影响

在试验的基础上,研究了芯子开槽后蜂窝纸板平压强度的变化情况,并得到了蜂窝纸板的压缩特性曲线。试验结果表明,芯子的一侧均匀开槽后的蜂窝纸板,其平压强度较未开槽的蜂窝纸板的平压强度高。     

压痕形状对瓦楞纸箱抗压强度影响的试验

目的 在不同形状的压痕条件下,对瓦楞纸箱进行抗压试验,研究纸箱的变形情况和抗压能力。方法 首先设计无压痕纸箱、一字型压痕箱、八字型压痕箱以及菱形压痕箱;其次将各种压痕形状下的纸箱,利用纸箱抗压试验机进行空箱抗压实验,记录各自的最大压溃力;最后对实验数据进行分析,明确抗压强度与压痕形状的关系。结果 不同压痕形状对瓦楞纸箱的抗压强度有不同程度的影响,其中菱形影响最大。菱形压痕通过阻碍纸箱变形趋势可提高瓦楞纸箱的抗压强度。结论 在瓦楞纸箱侧板上通过施加阻碍纸箱工字型变形的压痕（如菱形压痕）,可以增加瓦楞纸箱的抗压强度,对瓦楞纸箱的生产设计具有参考意义。     

瓦楞纸箱提手孔位置对抗压强度的影响

对同一规格、不同开孔位置的某重型装饰灯具外包装瓦楞纸箱进行了抗压强度的试验,以探讨提手孔位置对纸箱抗压强度的影响。在瓦楞纸箱侧面中线上方H/6以内的高度进行四等分,得到实验的4个测试点,以此4点为中心开取弧型提手孔,分别对其进行空箱抗压强度测试。结果表明:纸箱侧面开孔后,纸箱的抗压强度会降低;当提手孔开孔位置处于箱面中线上方H/18高度时,抗压强度损失最小。     

瓦楞纸箱提手孔形状对抗压强度的影响

对同一规格、不同手孔形状的重型装饰灯具外包装瓦楞纸箱的抗压强度进行了试验,以探讨提手孔形状对纸箱抗压强度的影响。在提手孔形状满足舒适度的前提下,对5 种形状的提手孔进行了试验。试验结果表明,针对瓦楞纸箱抗压强度损失而言,弧形提手孔强度损失最少,梯形提手孔最大,跑道形、山形和半圆形提手孔对纸箱抗压强度的影响程度相差不大。     

Compressive Strength and Reliability Model of Lattice Structure Based on Continuous Failure System

Herein, the compressive strength and reliability of a prime cubic (PC) lattice structure are studied. The PC lattice structure is treated as a 3D consecutive k-out-of-n(F) system to study the compressive strength and the reliability of lattice structures. To do this, a reliability analysis model for compressive strength is proposed to predict the strength and dispersion of the whole structure based on the strength and dispersion of PC unit cells. Compressive strength tests on four kinds of PC lattice structures printed by selective laser melting (SLM) process have been accomplished and analyzed. The main failure modes of PC lattice structures have been analyzed afterward to simplify the strength model. Specifically, the unit cell compressive strength of lattice structures can be calculated by the finite element method (FEM) and can use this to calculate the compressive strength of the whole lattice structure. The predicted results are in good agreement with the experimental results, which shows the rationality of the model. The results indicate that as the diameter of the strut increases, the strength dispersion of the lattice structure also increases. This model offers an approach for studying the reliability of lattice structures.