复合材料用织物成型性研究进展

基于织物成型性的2种模型,即几何模型和力学模型以及4种评价方法,即织物的剪切性能、悬垂性、半球成型性和拍照法,分析了织物在形成三维曲面过程中发生的受力和变形情况,对比分析了现有模型及评价方法的原理,指出其片面性,为今后建立更全面的织物成型性评价方法提供参考。     

剪切效应对纤维增强材料渗透率的影响

复合材料液体模塑成型(Liquid Composites Molding，LCM)预成型体铺料过程中，由于模腔的几何形状复杂性及纤维织物固有的铺敷特性，纤维增强材料通常发生剪切变形，引起织物局部渗透率变化。采用径向流动法研究了不同剪切角度下编织纤维毡的面内渗透特性，建立了理论预测模型，对主渗透率比和主轴方向2个关键参数与剪切角的关系进行了研究。发现随着剪切角的增加，主轴的变化角度上升，而主渗透率比随剪切角的增加而减小，并且这2个关键参数的实验值与理论预测值吻合较好。     

整体T形管道接头预型件的设计

以T形管道接头预型件为例，讨论了其平面织造方法，计算了T形管道接头预型件在复合成型时的变形要求；并采用平行四边形法，分析了经纬纱密度等织物参数对织物变形能力的影响．这种平面织造方法也适用于其它多种接头织物的织造。     

纬编双轴向多层衬纱织物的圆柱成型研究

分析纬编双轴向多层衬纱织物的结构和性能特点,进行了该织物的圆柱成型实验,并在实验的基础上描述圆柱成型的特点及规律,研究圆柱成型过程中的纱线滑移现象.研究确认:织物45°方向上衬经衬纬纱交叉点处的夹角随成型高度的增加而减小,呈非线性变化趋势;织物达到成型极限时,圆柱的高度/直径比与直径呈线性关系,直径小的圆柱其织物成型的相对极限高度要高一些;织物的剪切变形极限角约为25°.     

玻璃布增强PC复合材料分层裂纹的扩展行为

利用光学显微镜原位研究在Ⅰ型动态加载下玻璃布增强ＰＣ复合材料层板的分层断裂过程及其微观机理。结果表明，分层损伤微裂纹易萌生在平行于裂纹扩展方向的纱线束和交织面内。在层板边缘，主裂纹可沿经纱的方向穿过经纱和纬纱的交织面向前扩展，造成织物分隔。随裂纹张开位移的增大，纬纱才回到原织物平面内。     

厚煤层大采高采场煤壁的破坏规律与失稳机理

基于大采高采场煤壁稳定性控制需要,在现场实测基础上,采用数值模拟分析了煤层采动裂隙的发展演化规律,并用滑移线理论分析了煤壁失稳的力学过程.研究表明:仅含层理煤层的采动剪切破坏面由倾向相反的共轭面组成;含节理煤层中,硬煤的采动破坏面为剪切破坏面与节理张裂面组成的倾向相反的共轭面,软煤采动破坏面为倾向采空区的单向平面;超前塑性区内硬煤的后继剪切破坏面仍为倾向相反的共轭面,软煤内则为倾向煤壁的单向平面.采用塑性滑移线确定了煤壁片帮的危险范围,影响煤壁失稳的主要因素为端面距与砌体梁结构的回转变形压力.     

基于坐标变换的圆环面/球面相交分析

利用坐标变换使圆环中心轴与球心同在XOZ平面内,讨论了在该平面内圆环截圆与球圆的位置不相交、相切和相交时圆环面和球面的相交情况,并给出了判别圆环面、球面相交情况的流程图以及圆环面和球面相交实例。     

斜轧时金属剪切变形的产生与确定

压力加工成型过程中存在着基本变形和剪切变形。剪切变形不改变轧件的形状但对金属成型过程会产生不利的影响,因而是加工过程中不需要的。剪切变形也称为多余变形,可以用多余度系数来描述剪切变形对加工过程的影响程度。剪切变形的实质是金属的不均匀流动。在斜轧中存在着纵向、周向及扭转三种剪切变形。本文分析了这三种剪切变形的形成原因,提出了测算这些剪切变形和计算多余度系数的方法。     

聚苯乙烯注塑成型制品双折射行为模拟分析

建立了模拟聚合物注塑成型过程中流动应力的数学模型.利用Leonov黏弹性模型对聚苯乙烯熔体在非等温幂率稳态剪切流下的流动行为进行模拟分析.并研究了聚苯乙烯在注塑成型填充过程中,由于流动而产生的剪切和拉伸作用以及模腔内聚合物熔体的温度变化对制品双折射行为的影响,得到了与实验相符的结果,证明了本研究中模拟方法的可行性.     

实体上的流动分析

传统的应用“中面模型”技术的2．5维方法在预测薄壁制件成型过程中的流动行为是非常成功的，但“中面模型”在应用过程中是非常不方便的．通过使用实体表面作为流动平面，在厚度方向上添加虚拟热流道来保持熔体在实体表面一致地向前充填，并比较了模拟结果与Han的实验结果及摩托车后视镜的缺料注射结果．算例分析表明，这种方法对实体充填模拟是有效的．     

PVC纤维土三轴试验分析

采用三轴仪对PVC纤维土在固结不排水的条件下,进行常规三轴压缩试验,探讨在不同长度或掺量组合下该纤维土的应力-应变关系,分析影响纤维土应力-应变关系及其抗剪强度的因素.试验结果表明,该纤维土的抗剪强度较没有掺加纤维的素土有提高,说明纤维对土体存在补强的作用;同时,试验得出粘聚力是影响纤维土抗剪强度的主要因素.     

碳纤维布-混凝土界面抗剪性能的试验研究

目的分析碳纤维复合材料(CFRP)-混凝土界面抗剪性能．方法针对由两种不同强度混凝土制成的、并采取不同粘贴方式进行CFRP补强的试件，进行了双界面抗剪性能测试，研究了界面剪切破坏机理．结果分析和比较了在混凝土强度及碳纤维布粘贴方式不同的情况下，界面抗剪性能的影响因素．结论实验结果表明，CFRP与混凝土粘结界面的抗剪强度、开裂过程以及CFRP布的应变与混凝土本身的性能以及CFRP粘结面积密切相关．混凝土自身强度越高，CFRP粘结面积越大，界面的抗剪能力越强。     

Forming limit of sheet metals based on mixed hardening model

The calculation method of forming limit of sheet metals based on M-K instability theory is proposed,and the method is applicable to different yield criterions and hardening models.The forming limit dia-grams of AA5754-O,AA6111-T4 aluminum alloy sheet and DP steel sheet under combined loading paths are obtained based on mixed hardening model with YLD2000-2D yield criterion proposed by Barlat in 2003 and L-C nonlinear kinematic hardening model proposed by Lemaitre and Chaboche.The results show that the formin...     

织物增强混凝土薄板四点抗弯性能试验

为研究薄板四点抗弯性能,测试了织物的力学性能,同时配制了与织物性能相适应的高性能混凝土,对织物增强混凝土薄板抗弯性能进行测试.,用织物增强混凝土薄板,具有较高的抗弯承载力,同时具有良好的变形性能;其抗弯承载力与纤维织物的体积含量及是否浸胶有关;对织物施加预应力后,薄板的开裂荷载提高,裂缝宽度减小.并结合试验结果对织物增强效果作出理论分析.     

钛合金颅骨修复体的多点成形数值模拟

采用动态显式有限元软件,针对钛合金网板与压力机基本体直接接触、在基本体和钛合金网板之间放置聚氨酯弹性垫、在基本体和钛合金网板之间放置聚氨酯弹性垫和钢质垫板并使用压边圈3种不同的成形工艺进行数值模拟研究。模拟结果表明:采用前两种成形工艺得到的钛合金颅骨修复体表面出现压痕或起皱缺陷,采用在基本体和钛合金网板之间放置聚氨酯弹性垫和钢质垫板并使用压边圈这种成形工艺时,可以抑制压痕和起皱的产生,获得良好的成形效果。实验验证结果表明,应用多点成形技术,运用合理的成形工艺可以成形合格形状的钛合金颅骨修复体。     

用计算机仿真布的真实感图形

采用与布的物理结构相似的粒子网格作为布的模型,在此基础上,将布受到外力作用时的形变归纳为弹性伸缩、弯曲和剪切3类,并推导出相应的能量函数来描述这3种形变。由于布的的拉伸形变相对于弯曲和剪切形变而言具有很强的刚性,这样在数值积分时就造成了“病态系统”。选用预条件共轭梯度法,采用解线性方程组的方法,对衣服的运动方程进行数值积分,从而较好地解决了这个问题,并提高了仿真的速度。     

金属薄板台阶断面件可冷压加工性的试验研究

基于冲压分离工序只能实现板类零件的分离成形,且其分离断面为直壁形状,而现今生产实际中又提出了一种内孔和外缘均有台阶断面形状的薄板零件的要求,研发了一种以普通冲裁的冲压工艺为基础,与挤压、压印等冷锻工艺组合的板料成形新工艺,成形出了这种新型结构的薄板零件。利用DEFORM-3D等通用软件进行了数值模拟分析,获得了该类零件成形过程中的一些变形力学行为规律,并提出了其内孔与外缘之合理壁间距概念及其数值大小的设计原则,设计制造了一副冲压冷锻组合模,用铝质动力电池盖零件以及铜板材料进行了工艺试验验证     

亚麻非织造布成型性及其复合材料强度研究

使用经过缝合增强的亚麻非织造布模压制作曲面复合材料时发现，亚麻非织造布并没出现明显的起拱、起皱、纤维过度滑移等现象，表明缝合增强的亚麻非织造布具有良好的成型性．文中还通过对制成品进行强度测试确认，适当的增加针刺次数和缝合密度，可以提高制品的力学性能，针刺2次、缝合间距2cm的制品强度最高．