含分层损伤的纤维增强金属层合板颤振分析

利用Msc.Nastran平台的可扩展性,通过重合节点方法,建立了含分层损伤的非线形壁板颤振模型,考虑结构大变形、材料非线性的影响,研究了分层损伤对纤维增强金属层合板的气动弹性稳定性的影响规律及机理。研究表明:1)分层损伤面积增大时,纤维增强金属层合板出现多种非线性动力学运动,观察到概周期、极限环和多频振动的现象;2)分层损伤影响FML颤振模态的改变,是出现多种非线性动力学行为的原因;3)金属层的应力超过屈服极限时,由于材料弹塑性的影响,FML的颤振幅值明显增大。     

冲击载荷下(纤维/聚合物)-金属层合板的大挠度动力响应

对冲击载荷下固支（纤维/聚合物）-金属层合方板和圆板的大挠度动力响应进行了理论研究。基于理想刚塑性假定和塑性极限屈服条件,建立了质量块体和爆炸冲击载荷下（纤维/聚合物）-金属层合板大挠度动力响应的理论模型,给出了固支（纤维/聚合物）-金属层合方板和圆板考虑弯曲和拉伸相互作用的大挠度响应解析解,进一步忽略弯曲的影响,得到了其动力响应的膜力解。研究结果表明,理论预测与已有实验结果吻合较好,该理论模型可以有效地预测质量块体和爆炸冲击载荷下（纤维/聚合物）-金属层合板的最大挠度。      

轧制制备碳纤维/环氧树脂复合材料层合板及其成形性能

为研究碳纤维/树脂复合材料预浸料轧制制备层合板的可行性及成形性能,基于不同轧制工艺和固化方案制备了碳纤维/环氧树脂复合材料层合板,结合三点弯曲试验和冲压试验,分析了层合板弯曲性能和温热冲压性能,观察了试样断面显微组织,并与热压罐工艺对比。结果表明,经80℃预固化-轧制-后固化工艺所得层合板综合性能优于轧制-固化和固化-轧制工艺,在压下量为0.4 mm条件下,层合板最大弯曲强度和弯曲模量较自然固化试样分别提高了23.8%和17.4%,且弯曲强度和弯曲模量均高于热压罐工艺试样。冲压过程中轧制压下量和预热温度对试样成形性影响显著,合理的压下量可提高层合板成形性,升高温度有利于试样成形,但温度过高致使试样破坏加剧皱曲增多,主要破坏区域为试样底部冲头半径轮廓,皱曲沿经纬方向与纤维成45°夹角区域明显。轧制工艺的差异对层间内部结合影响显著,较自然固化试样相比,轧制后复合材料力学性能有所改善,为碳纤维增强树脂基复合材料与金属材料轧制复合提供参考。     

变角度纤维层合板的弯曲问题研究

变角度纤维层合板是一种新型的变刚度结构,该文将对其弯曲问题进行研究。假定每层的纤维方向角沿板的长度方向按照线性变化,基于经典层合板理论,导出了变角度纤维层合板弯曲问题的控制方程,采用有限元线法进行求解,获得了任意边界条件下变角度纤维层合板弯曲问题的数值解。与ABAQUS有限元计算结果的对比,验证了该文采用有限元线法的正确性。通过数值算例分析了边界条件、铺层方式、纤维方向角以及长宽比等参数的变化对变角度纤维层合板弯曲性能的影响。研究结果可为变角度纤维层合板的设计提供一定的参考。     

一种有效提高拉深成形性能的方法

提出了一种能有效减小拉深件最大厚度变薄量,提高拉深成形极限及拉深件质量的夹紧式拉深模具结构,并已用于实际生产中.叙述了该模具结构特点及其工作原理,对有关工艺参数的影响进行了实验研究,并对实验结果进行了分析.     

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。     

冷轧薄板成形性能研究的内容和方法

介绍了冷轧薄板成形性能研究的重点是成形极限,叙述成形性研究的基本试验和模拟试验方法,分析由这些试验获得的指标参数在评估冷轧薄板成形性能方面的作用.     

大型车车身覆盖件冲压成形特征分析及选材研究

为满足大型车身覆盖件冲压成形要求并实现钢板与零件的对路供应,必须在深入解析零件成形特征的基础上,确定高应变部位的成形敏感材料参数.在材料力学性能测试和成形极限分析的基础上,对侧围外板的冲压成形特征和成形敏感参数进行了分析.结果表明:侧围外板零件高应变部位的变形方式为胀形-深拉延变形,n值和r值为影响侧围外板零件成形的主要材料敏感参数.     

304不锈钢箔带微拉深成形性能研究

目的 探究退火温度对厚度为20 μm的奥氏体304不锈钢（ASS 304）箔带微拉深成形性能的影响规律。方法 将ASS 304箔带分别在850~1 050 ℃下进行退火处理以获得不同的微观组织,基于退火试样和精密微型落料–拉深复合模具,开展微拉深成形试验并制备出外径为1.6 mm的杯状微拉深成形件,并通过高分辨率激光扫描电镜进行微拉深成形件表面形貌的观测和分析。结果 ASS 304箔带的微拉深成形性能受到尺度效应的显著影响。当退火温度为850 ℃时,强烈的材料各向异性导致微拉深成形件出现严重的起皱现象;经900 ℃退火后,MDD成形件的起皱现象有所抑制,但依旧不均匀;当退火温度为950 ℃时,ASS 304箔带主要由再结晶后形成的细小等轴晶构成,材料各向异性得到明显改善,起皱现象得到抑制;当退火温度进一步升高到1 000 ℃甚至1 050 ℃时,晶粒的长大导致各向异性增强、塑性降低,显著影响了微拉深成形件的成形质量。结论 适宜的退火温度有助于改善ASS 304箔带的微观组织,进而改善材料的力学性能及成形性能。950 ℃是获得具备高成形质量及表面质量的ASS 304微拉深成形件的较优退火温度。     

纤维金属层板制备成形的研究现状及发展趋势

随着航空航天和汽车等结构领域对轻量化的要求越来越高,纤维金属层板作为一种新型混杂复合材料得到广泛的关注。综述了纤维金属层板的最新研究进展,主要对纤维金属层板进行了3种不同类型的分类,并对其在飞机和汽车上的应用做了分析,介绍了纤维金属层板制备成形的国内外研究现状,以及针对纤维增强树脂体系的不同而采用的纤维金属层板的2种成形制备工艺:层压固化制备工艺(包括滚弯成形、喷丸成形)和金属塑性成形工艺(冲压成形、充液成形等),最后对纤维金属层板的特性及其在未来航空航天和汽车制造上的生产应用进行了展望。     

超混杂纤维金属层板成形方法研究进展

纤维金属层板(Fiber Metal Laminate, FMLs)作为一类兼具金属和复合材料优势的超混杂材料,凭借其优异的性能在航空航天和汽车领域应用广泛,其中商业化最成功的是玻璃纤维增强铝合金层板。首先按照组成金属与增强纤维的种类将纤维金属层板的分类进行介绍,并对其历史背景与研究进展进行了回顾。由于各成形方法涉及的变形机理不同,结合成形过程中几何尺寸和工艺参数对FMLs成形性能的影响,对其回弹、起皱、分层和开裂等成形缺陷和成形难点进行了分析。综述了现阶段国内外自成形、冲压成形、喷丸成形、充液成形和激光成形等技术的发展与应用现状,并对每种技术的优缺点及适用零件的类型进行探究。深入讨论了现有成形技术所遇到的挑战,其中重点对充液成形与冲压成形进行介绍。此外,简要介绍了FMLs在成形过程中的变形机理、变形模式和成形质量。在对各方面因素进行全面分析的基础上,讨论了FMLs成形技术未来的发展方向与挑战,此工作对科研人员未来开发新的成形方法具有一定意义。     

纤维－金属胶结层板的桥接应力与应力强度因子研究

在国内外首次建立了纤维－金属结层板（ＦＲＭＬｓ）裂纹桥接应力分布的计算模型，本模型考虑了分层形状与尺寸、分层前沿胶黏剂的剪切变形、层板的残余温度应力以及有限板宽等因素的影响。在正确计算裂纹桥接应力的基础上，用权函数方法得到了纤维－金属胶结层板在桥接机理下的应力强度因子。     

Fiber Metal Laminates — The Synthesis of Metals and Composites

Fiber Metal Laminates are a new class of advanced aerospace materials. They consist of thin metallic sheets bonded together with fiber reinforced adhesive matrices. Their most outstanding characteristic is exceptional fatigue resistance, which stems from the crack bridging effect of the fibers in the prepreg layers. Because of the many advantages they offer, such as higher strengths and lower densities than conventional aluminum and better machinability and impact resistance than thermoset composites, fiber metal laminates are being considered for a number of primary aircraft applications, including lower wing and pressurized fuselage skin panels. This paper presents a survey of published literature on the subject of fiber metal laminates, tracing their advancement over the past decade and a half, from bonded aluminum sheets to the commercially manufactured forms of ARALL and GLARE.     

变幅载荷下纤维金属层板的疲劳与寿命预测

文章建立了纤维金属层板等幅疲劳载荷下的疲劳裂纹扩展速率与寿命预测模型。在此基础上对玻璃纤维-铝合金层板（GLARE）的疲劳裂纹扩展与分层扩展行为进行了试验研究,探讨了层板过载疲劳行为的机理,提出了纤维金属层板变幅载荷下疲劳寿命预测的等效裂纹闭合模型,并在GLARE层板上得到了验证。     

Galvanic Corrosion and Mechanical Behavior of Fiber Metal Laminates of Metallic Glass and Carbon Fiber Composites

The possibility of galvanic corrosion typically prohibits the pairing of carbon fiber and aluminum in a fiber metal laminate (FML). In this study, the authors describe a new type of FML comprised of alternating layers of bulk metallic glass (BMG) and carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composite. The authors compare the galvanic coupling and mechanical behavior of an Al‐based FML and a BMG‐CFRP FML. Results show that when paired with CFRPs, BMG exhibits far less galvanic corrosion than aluminum paired with CFRP. In fact, the corrosion between BMG and CFRP is similar in magnitude to the corrosion between aluminum and glass fiber, the two constituent materials of GLARE, the most widely used FML. While interlaminar shear strength and flexural strength are similar for both FML types, the tensile strength and modulus of BMG‐based FMLs are greater than those of Al‐based FMLs.

     

超高强QP980钢冲压成形性能

目的研究宝钢新一代先进高强钢QP980与第一代先进高强钢DP980的冲压成形性能。方法采用单向拉伸、光学应变分析和帽型拉弯成形等试验方法,分析两种超高强钢在加工硬化、成形极限、拉弯成形侧壁减薄和回弹等性能特性。结果 QP980的伸长率达到21.6%,与DP980钢相比有更高的强塑积,在变形过程中能够维持较高的瞬时n值,进而提高了材料的成形极限。帽型拉弯试验中,在不同的流入距离条件下,QP980钢的侧壁减薄率均低于DP980钢。在不同压边力条件下,QP980(厚度1.0 mm)材料的回弹量大于DP980(厚度1.2 mm)材料。结论 QP980在梁型件成形过程中具有优良的抗减薄特性,采用QP980钢进行冲压成形时应考虑比同级别DP980钢更大的回弹补偿量,或者采用更大变形量的工艺设计。     

An Investigation into the Forming of Fiber Metal Laminates with Different Thickness Metal Skins Using Hydromechanical Deep Drawing

Applied Composite Materials - Lightweight composite materials are being extensively used in the aerospace and marine industry, considering environmental concerns. Fiber metal laminates are one such...     

Static Properties of Fibre Metal Laminates

In this article a brief overview of the static properties of Fibre Metal Laminates is given. Starting with the stress-strain relation, an effective calculation tool for uniaxial stress-strain curves is given. The method is valid for all Glare types. The Norris failure model is described in combination with a Metal Volume Fraction approach leading to a useful tool to predict allowable blunt notch strength. The Volume Fraction approach is also useful in the case of the shear yield strength of Fibre Metal Laminates. With the use of the Iosipescu test shear yield properties are measured.