复合材料层合板低速冲击逐渐累积损伤预测方法

针对复合材料层板在冲击载荷下,各种损伤的产生和扩展是一个随载荷、时间和空间而演变的过程,发展了复合材料层合板低速冲击逐渐累积损伤预测方法.采用刚度退化技术和改进的Chang-Chang失效准则、显式有限元法来模拟复合材料层合板受到低速冲击下逐渐损伤过程.使用所发展的方法分析了[0m/90n/0m]铺层的复合材料层合板在低速冲击过程中的逐渐损伤扩展,结果表明本文的方法能较好地模拟复合材料层板在低速冲击下的损伤扩展及变形过程,计算结果与实验结果吻合较好;对不同冲击能量下层合板损伤扩展研究表明,冲击能量与分层损伤面积成线性关系.     

复合材料单钉接头疲劳累积损伤破坏分析

基于时间增量原理 , 推导了层合板接头疲劳加载累积损伤应力2应变分析的虚功方程。同时 , 引入Hashin三维疲劳失效准则进行材料的损伤判定 , 并结合建立的疲劳加载材料退化模型、 4种基本损伤机制相互关联作用的材料性能退化方法及复合材料接头最终失效判据 , 建立了层合板接头疲劳载荷作用下三维累积损伤分析的寿命预测方法。最后 , 对层合板接头拉2拉疲劳载荷作用下的损伤累积扩展与失效规律进行了仿真分析 , 并与试验结果进行了对比 , 结果表明 : 本文中建立的寿命预测方法能够很好地预测层合板接头的寿命以及损伤发生、扩展及最终失效。      

复合材料多墙结构承载能力分析

从复合材料的基本力学特征和多墙结构承载的基本力学原理出发, 结合工程实践的具体需求, 对该结构建立承载能力计算模型, 推导计算承载能力的公式, 特别是多墙结构后屈曲承载能力的分析, 并编写了一套分析软件。通过实例计算, 并与实验结果进行对比, 发现该软件具有计算精度高、计算时间短的优点。可解决飞机设计面临的复合材料多墙结构的承载能力的计算问题。      

复合材料夹芯梁屈曲破坏模式及极限承载

为研究复合材料夹芯梁在轴压作用下的屈曲、后屈曲特性及承载能力,进行了试验研究与有限元仿真。首先,开展了系列复合材料夹芯梁屈曲特性试验,研究了铺层比例、梁长度、表层厚度及芯层厚度等因素对其屈曲、后屈曲破坏模式及极限承载的影响;然后,基于非线性屈曲理论,采用三维内聚力界面单元模拟面芯脱粘,并引入初始预变形及材料损伤准则对复合材料夹芯梁在轴压下的屈曲特性及极限承载进行仿真研究。结果显示:界面脱粘是屈曲破坏的重要模式;仿真计算的极限承载与试验结果相比,误差控制在10%以内。所得结论表明该方法可有效预报复合材料夹芯梁的后屈曲路径、破坏模式及极限承载。      

含孔复合材料层合板逐渐损伤破坏分析

采用逐渐损伤模型有限元技术对含复合材料层板损伤破坏规律进行了研究，编制了面向对象的后处理软件，为损伤累积，损伤扩展与破坏以及损伤类型与模式的预测和研究提供了先进手段，并针对含孔T30／KH304复合材料层板进行了数值模拟和试验研究，研究表明，采用二维逐渐损伤模型及分析方法，以及所发展的后处理模拟分析软件能够较好地模拟含孔层合板的损伤破坏规律和位移－载荷的响应规律，以豚预测层合板的损伤类型，破坏模式和破坏强度，得到了一些有意义的结论。     

碳纤维复合材料破坏的超声波检测

本文对碳纤维增强复合材料O°、±45°和0°/90°铺层的无缺口、有直边缺口、有中心圆孔和有中心缺口层板,作了静态拉伸试验研究。采用超声波扫描成象检测方法,检测了碳/环氧复合材料在不同加载区域内的损伤分布及损伤程度,得到了载荷—损伤程度曲线和材料内部缺陷分布的分层图象。结果表明:带有垂直于载荷方向直边缺口的试件在受静态拉伸时,裂缝不是沿缺口长度方向作自相似扩展,而是沿纤维方向的界面扩展,缺口基本上不影响试件无缺口部分的承载能力;对于带中心缺口的试件,首先出现缺口尖端的界面分离;带中心圆孔的试件,损伤从孔周开始,逐渐沿纤维方向扩展。本文还分析了试件的损伤和破坏机理。     

聚醚醚酮基复合材料的疲劳寿命表达式及累积疲劳损伤预测

通过对短碳纤维增强聚醚醚酮基复合材料的疲劳寿命试验数据的分析，给出了其疲劳寿命表达式，进而给出了适于两级不定载荷谱下累积疲劳损伤度及其概率分布区间的预测方法。     

异种金属层状复合材料累积叠轧工艺的研究进展

综述了异种材料累积叠轧技术,介绍了累积叠轧的工艺原理及异种材料累积叠轧试样的宏观结构和力学性能研究进展,分析了层状复合材料累积叠轧工艺的复合机理和强化机制,最后展望了异种材料累积叠轧工艺的应用和发展并对进一步的研究提出了建议。     

纤维增强复合材料波纹蒙皮基体的承载能力

本文以一种可作为变体机翼蒙皮的复合材料波纹结构为对象,研究了其横向承载能力,为其结构参数优化提供理论基础。提出了一个理论分析模型,计算了试件横向的抗弯刚度及三点弯曲载荷下的挠曲线,并计算了同等材料厚度、宽度的平板结构的抗弯刚度,比较发现,波纹结构在纵向有远大于平板结构的承载能力。模仿蒙皮实际受载情况,计算了均布载荷作用下波纹试件弯曲的挠曲线方程。制作了波纹基体承载试件及平板试件,用三点弯曲法对两种试件进行了弯曲测试,测试结果表明,在弯曲的弹性变形段内,理论计算值与测试值基本吻合,误差小于10%,证明了理论分析模型的正确性。     

聚甲醛多元复合材料的力学性能和承载能力

用转矩流变仪共混模压成型方法制备了Ekonol/G/MoS2/POM复合材料,对复合材料的力学性能(含拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和压缩强度)进行了测试,并对复合材料的承载能力进行了研究。结果表明在固体润滑剂含量一定时,Ekonol的加入使POM多元复合材料的压缩强度提高,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度有所降低,但并不防碍其作为结构零件使用;当Ekonol含量为20%(质量分数)左右时,复合材料的PV极限值比POM提高15%,具有较为理想的综合力学性能。     

闸瓦复合材料压缩弹性模量和压缩强度的概率分布及其强度预测

应用概率的拟合方法检验了闸瓦复合材料压缩弹性模量和压缩强度的分布，其分布分别遵循Eu=0和σu=0的Weibull分布，并估计了它们的分布参数，探讨了配方二的弹性模量与强度之间的相互关系，及在均值意义下，不同配方的弹性模量和强度之间的相互预测，预测结果具有满意的精度。     

复合受剪钢纤维再生混凝土破坏机理及强度计算

为研究钢纤维再生混凝土在复合受剪状态下的力学性能,以取代率、法向应力和钢纤维掺量为变化参数,设计了102个标准立方体试件进行复合受剪试验。观察了钢纤维再生混凝土在直剪、压剪作用下的破坏形态,获取了其在直剪、压剪作用下的全过程剪切应力-位移曲线,深入分析了取代率、法向应力和钢纤维掺量对钢纤维再生混凝土剪切强度、峰值位移的影响规律。结果表明：随着法向应力的增大,剪切强度逐渐增大;随着取代率的增加,掺量为0%的钢纤维再生混凝土剪切强度随之减小,掺量为1%的钢纤维再生混凝土剪切强度先增大后减小;与掺量为0%的钢纤维再生混凝土相比,掺量为1%的钢纤维再生混凝土平均剪切强度提高了10.77%;提出了剪切强度公式,所得计算值与试验值吻合良好。     

铝合金-环氧树脂叠层复合材料中界面相的形貌和应力破坏

环氧树脂与铝合金界面粘附之后,发生类纤维状的界面相形貌,然后逐步过渡进入环氧树脂类网状结构的基础相。环氧树脂在叠层复合材料中的连接层就是由界面相-基础相-界面相这三个层面组成的。当连接层受剪切应力作用后,界面相类纤维组织的形变速度和形变量均大于基础相中的情况,因此,类纤维组织的蠕变、损伤和破坏强烈地影响着聚合物连接层的力学性能和使用寿命。      

钢框架内填钢筋混凝土剪力墙混合结构破坏机理及塑性分析

对一榀1/3比例的半刚性钢框架内填钢筋混凝土剪力墙混合结构试验模型实旅了循环加载试验,在此基础上对结构的破坏机理进行了分析;提出了基于塑性理论的侧向极限荷载的简化计算方法,其中考虑了钢框架与剪力墙的相互作用、半刚性节点、组合栓钉及斜向压杆力的影响;利用ANSYS建立了非线性有限元模型：通过试验值、塑性理论值及有限元值的...     

压力容器和管道失效预测模型

综合评述了压力容器与管道的失效预测模型,介绍了一些较为广泛应用的压力容器和管道部件的失效预测模型。     

电站装备失效分析及其预防

简叙了电站装备失效分析程序、失效原因及其失效机理。大量的各种各样的失效，常常涉及一种或多种的失效机理。在众机理中，主要是：腐蚀失效、环境断裂失效、变形失效和断理解失效。     

悬臂的复合材料层压板的振动与颤振

本文在一个复合材料层压板上,通过不同的铺设方式和不同的偏轴角,对其振动特性及颤振特性作了详细的计算,得出了一系列有益的、并能说明复合材料层压板可剪裁性的数据。为了进行上述振动特性的计算,在国内尚没有面外载荷弹性模量的情况下,通过振动试验实测结果,再由振动计算试凑出切实可用的面外载荷弹性模量。最后,在三种不同铺设的复合材料层压板上作了风洞颤振试验,并取得了与理论计算相一致的结果。      

超高强度螺栓断裂失效分析

材质为35CrMnSiA钢的M56超高强螺栓在装配过程中,其螺帽与螺杆的R过渡处发生断裂。经检查,未装配的同批螺栓在螺帽与螺杆的R过渡处也存在微裂纹。借助化学分析、金相检验、扫描电镜和力学性能测试等手段对超高强度螺栓的显微组织、力学性能、宏观和微观断口形貌等进行了研究。结果表明,螺栓在表面处理过程中,表面富氢而产生氢致裂纹,在应力作用下,发生氢脆断裂。     

复合材料多钉斜削搭接连接强度预测与累积损伤研究

该文基于三维逐渐损伤理论,采用ANSYS的二次开发语言,建立了复合材料层合板多钉斜削搭接结构的三维有限元模型,考虑接触状态非线性和累积损伤过程非线性,并用牛顿-拉普森非线性迭代算法,对复合材料多钉斜削搭接结构从初始失效到最终失效的过程进行可视化模拟并对其连接强度进行了研究;数值模拟计算结果与文献结果进行比较,验证了本模型的正确性。分析结果得到：斜削程度不同、几何尺寸不同,连接结构的失效扩展过程不同;并且不同铺层失效形式不同;在一定程度上,随着斜削程度的降低,优化了钉载分配,初始失效载荷和最终失效载荷有所升高,提高了连接效率。