复合材料层合板的弯曲性能和试验

弯曲性能不用作设计参数。而弯曲试验,由于方法简单,却广泛用于质量检验。三点弯曲和四点弯曲试验,都存在剪切应力的影响,需要正确选择跨厚比,使剪切应力的影响降到最小。弯曲模量和弯曲强度都是只对均匀层合板;对非均匀层合板,弯曲模量和弯曲强度没有物理意义,其弯曲性能应该用弯曲刚度和最大弯矩来表述。     

复合材料层合板的强度

本文给出了复合材料层合板中各单层板及子层板内力的计算公式，定义了引起脱层的内力及其局部平均层间应力，根据脱层判据可得到由脱层控制的层合板强度，加上最后层破坏理论，得到一个较为完整的层合强度计算方法。     

正交层合板刚度退化模型的探讨

本文认为复合材料层合板的刚度退化过程可分两个阶段来考虑:在出现失效层之前,层合板采用正交各向异性损伤模型来处理,在出现失效层之后,失效层的刚度退化按照“逐渐降级”模型来处理。通过计算结果同实验的比较,发现这种模型较蔡-希尔准则和罗森准则更为合理。     

层合板弯曲问题的一种解法

用最小势能原理求解对称角铺设层合板的弯曲问题，提出了一种不同于传统的双重三角级数的挠度函数的形式，不仅适用于简支边界，也适用于固定边界，给出了算例。并与文献[1]中的结果作了比较。表明此方法是有效的。     

纤维层合板梯度化后对弯曲刚度与层间应力的影响

本文介绍了纤维层合板力学梯度设计的新概念,以平纹正交织物复合材料为例,用板壳弯曲的有限元法,探讨了层合板的最佳弯曲刚度.     

层合板切口强度和切口敏感性的试验研究

提出了在复合材料板中人工预制尖锐切口的方法。进行了切口呼无切口试样在载荷方向垂直于和平行于纤维面的三点弯曲破坏试验。测定了玻纤／环氧层合板的切口强发口敏感度。探讨了玻纤／环氧层合板的线弹性断裂力学的适用性，借助复合材料的ＷＥＫ断裂模型估计层合板在尖切口前沿的损伤区尺寸。预测了切口强度。结果表明：对于玻纤／环氧层合板，若根据平面应变和小范围屈服的力不条件选择试样尺寸，则其三点弯曲的断裂应力、等效尖     

形状记忆合金混杂复合材料层合板变刚度调控机制

形状记忆合金混杂复合材料(SMAHC)是一种能够主动变化刚度的智能复合材料。为了研究形状记忆合金(SMA)对SMAHC层合板刚度调控的影响,对分布式、模块化地植入SMA的层合板进行三点压弯实验。以SMA数量、单层中SMA排布位置与SMA预应变作为3个独立变量进行正交实验设计,测试了不同试样在不同温度下的刚度值,以研究如何有效地实现刚度调控。采用等效热膨胀法建立SMAHC层合板的有限元模型与实验结果进行对比,总结了SMAHC层合板的变刚度调控机制。分析结果表明,SMA非对称排布的层合板比SMA对称排布的层合板平均刚度提升16.67%;植入8段SMA的层合板比植入4段SMA的层合板平均刚度提升15.26%;通过调整SMA的温度,可以精准地实现SMAHC层合板的刚度调控;模块化、分布式的植入方式能够改变SMAHC层合板整体的应力分布,提升层合板刚度调控精度、降低SMA纤维用量,而且能保证个别SMA失效后层合板整体仍然有一定的变刚度能力。     

脆性夹心复合材料层合板冲击损伤研究

通过冲击损伤试验，揭示了脆性夹心复合材料层合板的损伤机理，并提出了用于此类结构材料剩余强度预测的一套工程计算方法。     

复合材料层合板贴补修理稳定性研究

论文针对胶接修理的贴补修理方式,基于MSC.PATRAN(有限元分析)软件建立层合板和双筋及格栅加筋板的有限元模型,对于常见的一边固定一边受平面压力的情况,进行屈曲分析,研究补片的尺寸和厚度对于修理稳定性的影响,然后找出屈曲特征值随补片参数变化的规律。研究结果表明,补片直径和修补后模型的屈曲特征值之间的变化关系并不是简单的线性关系;补片的直径和厚度取某特定区间的时候整个模型最稳定;对于加筋层合板来说,筋条可以分担部分载荷,所以加筋板筋条间的母板损伤修补效率比层合板有所提高。     

层合板复合材料层间剪切破坏特征检测系统的开发

为了弥补目前层合板复合材料层间剪切强度测试方法———三点及四点法的不足 ,本文利用传感器技术开发了复合材料层间剪切破坏特征检测系统 ,此系统具有准确测出层合板剪切破坏起始位置、剪切破坏的扩展方向及剪切破坏的速度等功能 ,而且造价低、操作方便     

编织/RTM复合材料层合板的力学性能

对编织／RTM复合材料层合板在不同环境条件（室温干态,湿热老化后室温,－55℃干态以及100℃干态）下的拉伸,压缩,弯曲,纵横剪切,层间剪切,挤压强度和冲击后压缩强度等力学性能进行了实验研究,给出了不同环境条件下的各项力学性能的平均值和离散系数,为该材料在航空中的应用提供了实验基础。     

复合材料层合板孔边应力场的有限元计算

纤维增强复合材料具有较高的比强度、比刚度和比模量,在航空航天领域得到越来越广泛的应用.层合板是当前复合材料在工程结构中应用的主要形式.对于含孔的层合板结构,由于材料的各向异性以及孔的影响,其应力分布比较复杂,采用数值解是较好的选择.本文基于层合板的可设计性特点,综合考虑铺层角度、铺层顺序等对层合结构的影响,设计出了一种二十四层对称层合板.以有限元方法为基础,借助ANSYS分析工具,对该层合板含孔结构的孔边应力重点分析,得出了不同铺层角度铺层中应力分布的云图和孔边应力分布曲线.本文结论对复合材料层合板优化设计和带孔层合结构的应力计算具有较好的参考价值.     

复合材料层合板的厚度方向性能和层间性能

复合材料层合板厚度方向性能和层间性能有着完全不同物理的概念,不能混用,以免发生差错。用三点弯曲外伸梁法,测定一般层合板厚度方向的剪切性能,理论上可行,但在实际测试中会产生较大误差,很难保证数据的准确性。     

炭纤维增强复合材料层合板振动性能研究进展

复合材料的使用环境和组织结构会影响炭纤维增强复合材料的阻尼特性和固有频率。本文针对炭纤维增强炭基和树脂基复合材料的阻尼特性和固有频率的研究进展进行了系统论述,详细介绍了基体、纤维、温度和损伤对炭纤维增强炭基和树脂基复合材料阻尼特性和固有频率的影响。     

纤维曲线铺放的变刚度复合材料层合板的屈曲

本文介绍了一种纤维曲线铺放的变刚度复合材料层合板的概念,利用这种新的铺放方法所引起的复合材料层合板面内应力的重新分布,提高了复合材料层合板的屈曲载荷.并且利用ABAQUsTM软件对这种纤维曲线铺放的复合材料层合板进行了建模计算,验证了其面内受力情况下,屈曲载荷显著提高,幅度达14%左右.     

复合材料层合板裂纹诊断的实验研究

裂纹是复合材料层合板的主要损伤类型之一,也是造成复合材料层合板失效的主要原因。复合材料层合板发生裂纹损伤时,其内部能量结构发生变化,这些变化对外可表现为动态特性发生显著变化。因此,分别研究层合板在健康状态下和裂纹损伤状态下的动态特性,就可以分析建立裂纹损伤的诊断知识规则。     

铺层结构对复合材料层合板弯曲强度及失效行为的影响

通过改变偏轴角为45°和90°的[45°/–45°],[0°/90°]正交铺层组的质量分数,设计了6种复合材料层合板铺层结构。研究了两种偏轴角正交铺层组共同存在的铺层结构对真空辅助树脂传递模塑工艺复合材料层合板弯曲强度及失效行为的影响。通过弯曲实验获得6种复合材料层合板的弯曲强度、损伤特征以及应力–应变曲线。结果表明,随偏轴角为90°的[0°/90°]铺层组质量分数的增加,复合材料层合板的弯曲强度逐渐增大;两种偏轴角正交铺层组共同存在的铺层结构可引起复合材料层合板在弯曲载荷作用下的损伤模式多元化。     

基于改进双种群遗传算法的复合材料层合板铺层优化设计

针对复合材料层合板铺层优化设计过程中易出现的算法早熟及收敛慢的问题,结合多种群遗传算法和自适应遗传算法,提出一种引入自适应算子的改进双种群遗传算法。在算法过程中以对称复合材料层合板为例进行验证,通过Patran建立有限元初始模型,采用Matlab编写遗传算法主程序及数据传递程序,实现对Nastran的输入输出文件的读写,并在以Tsai-Wu准则为基础确立的适应度函数下,对复合材料层合板的铺层顺序进行优化。对比传统遗传算法,结果表明该改进算法能够明显提高优化效率,并能够有效收敛于全局最优解,对解决复合材料结构优化设计问题有一定的指导意义。     

玻纤／环氧层合板三点弯曲强度分布及其预测

本文应用概率和断裂力学,从体积微裂纹的研究出发探讨了复合材料的强度分布。进行了加载方向垂直和平行于纤维所在面的三点弯曲破坏试验。拟合检验了玻纤／环氧层合反在三点弯曲时的强度遵循σｕ＝０的Ｗｅｉｂｕｌｌ分布,并估计了分布参数。给出了试样的平均强度、体积和强度分布参数间的关系。预测了不同体积试样的强度。     

层合板状纺织结构梯度复合材料的研制

本文介绍了层合板状结构，针对其受弯曲负荷时进行了非均匀化设计，同时利用多层纺织技术设计和织造了梯度结构的机织物，研制成功了层合板纺织结构梯度复合材料，并和一般单层叠加而成复合材料进行了比较。