夹层复合材料的弯曲理论分析与计算方法研究

对夹层梁弯曲理论进行了深入研究,并用解析的方法计算了夹层梁的弯曲应力和挠度。在高阶夹层梁理论假设的基础上,假设夹芯只存在剪切变形,根据经典的梁弯曲理论,通过对夹层梁微元的受力分析,确定各层、层间的内力分布和各层间的变形协调关系,从而求出夹层梁各层的正应力、层间剪应力和弯曲挠度的解析表达式。最后,用三维有限元计算结果验证了解析算法结果的准确性。研究结果表明,此方法计算公式简单且精度较高。     

计入横向剪切时层合梁的弯曲弹性解

本文根据一阶横向剪切变形理论,导出了对称层合梁的挠曲线微分方程,求解了层合染在简单载荷作用下的挠度曲线和应力,横向剪切对挠度和应力的影响依赖于层合梁的材料常数,约束类型,载荷种类和跨高比,计算结果表明,横向剪切对层合梁挠度影响颇为显著,且当层合梁跨高比大于18时,可忽略横向剪切效应。     

剪切对泡沫夹层结构梁弯曲性能的影响

本文以受剪后横截面仍为一平面但与轴线不再垂直为基本假设,采用能量法建立了一种对泡沫夹层结构梁的弯曲性能进行分析的方法。通过对比试验数据以及有限元的计算结果,得到用该方法可较为准确地预测泡沫夹层结构梁的挠度。通过分析,得到了剪切对泡沫夹层结构梁挠度的影响程度随着梁的跨高比的增大而减小,同时讨论了梁横截面正应变及正应力的分布情况。     

泡沫塑料夹层梁弯曲试验和理论分析

本文对泡沫塑料夹层梁的试验结果进行了理论分析。挠度和剪应力的理论计算值与实测值很符合,面板应力的理论计算值比实测值大,经修正后的理论计算值与实测值吻合,可供夹层结构产品设计时使用。本文也指出泡沫塑料夹层梁弯曲的非线性特点,产品设计时应计及此特性。     

板翅式换热器夹层结构等效模型研究及数值分析

依据薄板小挠度弯曲变形理论和正交各向异性夹层板弯曲变形理论,对板翅式换热器这种特定的金属夹层结构进行等效模型研究,通过建立有限元等效模型的方法研究板翅式换热器的力学参数。使用有限元前处理软件Patran对换热器夹层结构进行几何简化并独立成具有代表性的胞元,在多种边界条件下,提取胞元的应变分量和弯曲内力。结合夹层板应力与应变的本构关系计算刚度矩阵,从而求出宏观等效弹性常数。通过该方法可以将板翅式换热器夹层板等效成连续材料的单层板单元,最后将等效计算模型的力学参数用于板翅式换热器的模态分析,并与模态实验分析结果进行对比,验证等效分析方法的合理性和有效性。     

芯材密度对复合材料夹层梁弯曲力学性能影响

研究了聚氨酯泡沫密度对复合材料夹层梁弯曲力学性能的影响。首先,对5种不同密度(48~413kg/m3)泡沫芯材复合材料夹层梁进行三点弯试验研究,结果表明,夹层梁极限承载力随芯材密度的增大而增大;当芯材密度大于等于199kg/m3时,继续增大泡沫密度,夹层梁极限承载力增加速度变慢;随着芯材密度的增加,夹层梁破坏模式由芯材压陷变为面板受压屈服破坏。其次,基于考虑芯材竖向压缩变形的高阶剪切变形理论,对不同试验梁弯曲受力机理进行弹性分析,得到夹层梁上、下面板挠度变化及应变分布规律,并与试验结果对比,验证了理论分析方法的正确性。最后,对试验过程中夹层梁典型的破坏模式进行极限承载力分析,提出其极限承载力计算公式,并与试验结果对比,结果吻合良好。     

面板厚度对复合材料夹层梁整体及局部弯曲力学性能影响

考虑芯材局部压陷效应,对泡沫夹芯复合材料夹层梁整体及局部弯曲力学性能进行研究。分析了上面板厚度对夹层梁整体及局部弯曲力学性能影响规律。首先,对三种不同厚度上面板夹层梁进行三点弯曲试验,结果表明,夹层梁破坏模式为芯材压陷破坏和芯材剪切破坏;上面板厚度越大,夹层梁极限承载力越大;增大上面板厚度能有效减弱加载点位置芯材局部压陷效应。其次,基于考虑芯材竖向压缩变形的高阶剪切变形理论,对试验梁整体及局部弯曲受力机理进行分析,得到夹层梁上、下面板不同位置挠度及应变的分布规律。最后,对不同试验梁极限承载力进行理论分析,并与试验结果对比。     

矩形常压液体贮槽的强度刚度设计

依据流体力学、材料力学的载荷分布理论、强度理论,进行液槽受力状态及强度分析,提出按平板受压计算所需强度及壁板厚度,按梁的弯曲计算所需强度及壁板厚度,以此探讨矩形常压液体贮槽的优化强度设计方法.通过分析,推导出一些计算公式,应用该公式设计计算可获得矩形液槽侧板在给定挠度范围内的最佳板厚,从而在满足使用条件下,使液槽材料用量最为经济.     

基于实验的钢筋混凝土梁受弯变形分析

通过对钢筋混凝土简支梁进行加载,测试梁纯弯曲段不同高度处的混凝土应变、梁底部钢筋应变以及梁的挠度值。研究分析了混凝土应变随荷载变化过程中,混凝土梁中性轴变化规律。根据实测应变结果,计算不同荷载等级下梁的弯曲曲率,推导出梁的挠度。分析结果表明:通过应变推导出的梁挠度随荷载变化规律与实验测试规律一致,计算结果精度较高。     

陶瓷辊棒弹性弯曲变形的分析与研究

通过理论对辊棒弹性弯曲模型进行了分析;利用我国最先进的脉冲激振高温弹性模量测试仪对试验辊棒的高温杨氏模量进行了检测;运用新一代有限元软件ANSYS workbench的热—结构力学耦合模块计算辊棒在窑内最高温度下最大弯曲和最小弯曲时的挠度,描述了辊棒在窑内高温下的弯曲变化程度。为陶瓷行业提供了一种计算辊棒在窑内高温状态下弯曲变形程度的方法,替补了我国无法计算陶瓷辊道窑辊棒的高温弯曲变形的研究空白。     

疲劳/蠕变交互作用下塑木复合材料的断裂损伤

塑木复合材料在动态载荷作用下，其断裂损伤并非纯疲劳或纯蠕变作用的结果。利用交变载荷的试验方法，研究了在疲劳／蠕变交互作用下塑木复合材料的断裂损伤行为。结果表明，在交变载荷为破坏载荷的80％和60％时，其疲劳／蠕变断裂曲线为三段式曲线，即瞬时弹性变形阶段、延迟弹性变形阶段和加速断裂阶段；在交变载荷为破坏载荷的40％时，38h内其疲劳／蠕变曲线为两段式曲线。随着最大载荷保持时间的增加，塑木复合材料进入延迟弹性变形阶段越晚，弯曲挠度增加越快，断裂寿命降低。     

FRP梁结构的工程设计

本文提出了梁受到弯曲、剪切载荷时其挠度、应力应变以及局部和整体屈曲载荷、失效载荷的简单的设计公式.并用试验对其精确度和正确性进行了验证.     

纤维复合材料层间剪切摸量测试

1概述随着纤维复合材料产品的广泛应用,且产品设计均采用计算机,特别是航天航空部门、军工产品,计算越来越精确,因此,对材料性能要求更全面,如要求测出复合材料层板的G13、G23等性能(1)。根据我们的长期实践经验及理论分析,可以应用GB/T1456三点外伸梁弯曲法来测试复合材料层板的G13、G23等(2)。三点外伸梁弯曲法的特点是,可以用梁外伸端的位移(挠度)独立地计算出梁材料的弯曲弹性模量。由梁当中的挠度及外伸端的位移(挠度)可以一次计算出梁材料的层间剪切模量,不必像文献(3)等解联立方程,其优越性极显著(4)。2试验过程2.1试样尺寸试样形…     

帽型复合材料梁的稳定性分析与固有频率计算

根据经典层合板理论,结合纯弯曲状态下内力与应变的关系,推导了帽型复合材料梁的等效弯曲刚度计算公式,并利用等效弯曲刚度进一步推出了该类型梁的轴向临界载荷与固有频率计算公式,最后用有限元法进行验证,为帽型及其他截面类型的复合材料梁在工程中的应用提供参考。     

双向格构腹板增强泡沫夹层复合材料梁弯曲性能试验

复合材料夹层结构具有比强度高、比刚度高、可设计性强、耐腐蚀等特点,以聚氨酯泡沫为芯材,以玻璃纤维增强复合材料为面板和格构腹板,采用真空导入成型工艺,制备双向格构腹板增强泡沫夹层复合材料梁。对无格构泡沫夹芯复合材料梁,不同腹板高度、腹板间距双向格构增强泡沫夹层复合材料梁进行三点弯曲试验,研究其破坏模式和机理。基于泡沫填充矩形蜂窝芯材的等效十字模型,预估试件的抗弯刚度和挠度,计算值与试验值吻合较好。     

轴向载荷作用下薄壁圆筒体临界应力计算的新方法

在轴向载荷作用下圆筒体的失效有两个原因,其一圆筒体内的轴向压应力达到或超过临界屈曲应力而造成圆筒体的局部失稳。其二应力超出材料的屈服限产生塑性变形。无论哪一种情况都使容器产生超出允许的变形,以致不能正常运行。为避免上述状况的发生应严格控制轴向应力值,使其在允许的临界应力值以内。在弹性范围以内,临界屈曲应力的计算方法很多。基于小挠度理论的线性解给出了临界屈曲应力的上限值,大挠度理论的非线性解是     

钢纤维对钢筋混凝土梁弯曲韧性与疲劳损伤的影响

通过钢筋混凝土梁弯曲静载和等幅疲劳试验,研究了钢纤维对钢筋混凝土梁挠度、弯曲韧度、刚度以及刚度损伤累积的影响.结果表明:在弯曲静载试验中,梁的挠度随着钢纤维体积率的增加而逐渐减小,弯曲韧度逐渐增大;在疲劳试验中,各梁挠度增长和刚度损伤累积随着荷载循环次数增加均呈现三阶段变化规律,说明钢纤维掺入不会改变钢筋混凝土梁疲劳损伤发展规律,但会改变梁挠度和刚度的大小,随着纤维掺量增加,梁的挠度逐渐减小,刚度逐渐增加,抵抗变形能力增强.     

复合材料薄壁箱梁的设计

在平面假定的基础上按照Timoshenko梁理论,给出了复合材料薄壁箱梁翼缘弯曲正应变和腹板剪切应变的计算公式,在计算梁挠度时考虑剪切变形带来的贡献。设计并制作了复合材料薄壁箱梁,并进行弯曲性能试验,试验结果表明:复合材料箱梁翼缘上的轴向应变沿截面宽度方向的分布是不均匀的,但梁上下翼缘的轴向正应变的平均值和腹板的剪切应变与理论分析结果较为吻合。相应结果可以用于复合材料薄壁箱梁的设计。     

缝合泡沫夹层结构复合材料三点弯曲性能研究

采用改进锁式缝合方法,在真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺基础上制备了缝合泡沫夹层结构复合材料,对其进行了三点弯曲测试,并对缝合参数对其弯曲性能的影响进行了实验研究。实验结果表明,在弯曲载荷作用下,其结构的失效大部分是由于芯材的剪切破坏,在缝合密度较大和纤维层较多的情况下,弯曲性能优异。采用缝合泡沫夹层结构可以提高复合材料的弯曲性能。     

纤维-金属混合夹层梁弯曲性能试验研究

对纤维-金属混合夹层梁(FMS)进行试验,该结构自上而下主要由无碱玻璃纤维、带齿钉金属板、泡桐木、带齿钉金属板、无碱玻璃纤维组成,其中金属板与泡桐木之间采用齿钉相连,金属板与无碱玻璃纤维之间采用不饱和聚酯树脂粘结。通过四点弯曲试验,得到了纤维-金属混合夹层梁(FMS)在不同跨高比下的弯曲性能和破坏模式,并与纤维增强夹层梁(FSS)进行对比,同时根据不同的破坏模式采用不同的理论公式对FMS试件承载力进行验证,结果表明,在跨高比为10、12、16、20、24时,FMS的极限承载力及抗弯刚度均得到了提高,理论求得的承载力值与试验值吻合较好。