复合材料层合板低速冲击及其剩余压缩强度

为了研究冲击能量对层合结构冲击性能及吸能特性的影响规律,本文主要采用不同冲击能量作用下的复合材料层合板低速冲击性能及其剩余压缩强度的研究方法.通过低速冲击实验,研究了冲击能量对复合材料层合板的损伤影响.通过准静态压缩试验,较好地分析冲击能量对试件的压缩剩余强度的影响.     

复合材料层合板低速冲击后剩余压缩强度研究

应用有限元显式算法计算层合板冲击后压缩强度(CAI值)。建立实体单元与cohesive界面单元相结合的层合板有限元分析模型。首先进行层合板受离面低速冲击中损伤过程的数值模拟,再以该步分析结果(损伤状态)作为初始损伤,进行面内压缩下层合板破坏过程数值模拟。从而实现了层合板从冲击损伤到冲击后压缩破坏的全过程分析。模型应用面内和层间损伤逐渐累积的算法。通过不同加载速率下的分析,考察了显式算法在准静态CAI计算中的可用性。冲击损伤特征、冲击后压缩破坏特征及CAI的计算值与试验结果有良好的一致性,表明文中所采用的模型、算法与损伤处理方法是合理的。     

复合材料层合板低速冲击损伤阻抗性能影响因素研究

基于复合材料层合板的结构特点及典型损伤和破坏模式,建立了基于ABAQUS有限元软件的复合材料层合板低速冲击模型.与实验数据对比结果表明,该模型可以准确地模拟复合材料层合板低速冲击损伤阻抗特性.采用该有限元模型,研究复合材料层合板的铺层材料面内性能和铺层角度等参数对其在低速冲击作用下损伤阻抗性能的影响规律.分析结果表明,提高铺层纤维方向拉伸模量可明显提升其抗冲击损伤能力,在复合材料层合板中增加±45°铺层数量能明显提升其抗分层能力,而提高其它方向弹性模量对复合材料层合板低速冲击损伤阻抗性能的影响不明显.     

低速冲击下复合材料层合板的损伤过程模拟

运用一种精度较高的高阶位移位模型复合材料层合板的应力分析，在分层损伤处采用沿厚度分段抛物线插值的方法拟合横向剪应力，运用该方法进行冲击损伤过程的计算，可以不用重新生成网格，并能计算多个分层同时扩展的情况，最后，将计算模拟结果与献的实验数据进行比较，说明了本方法正确和有效性。     

层间颗粒增韧复合材料层压板的Ⅱ型层间断裂韧性

采用热塑性颗粒对HT7／5228、HT3／NY9200G、HT3／5224和HT3／3234四种热固性树脂基体复合材料进行层间增韧，测试了未层间增韧对比件和层间增韧改性件的Ⅱ型层间断裂韧性GⅡc。试验结果表明，增韧颗粒和基体树脂形成的Interlayer层有效的吸收了断裂能量并抑止了裂纹的失稳扩展，GⅡc，显著提高。层间增韧的几何效应、裂纹传播路径控制、裂尖屏蔽和颗粒桥联是主要的增韧机理。有限元分析结果表明Interlayer层降低了裂纹尖端J积分值和裂尖应力集中，进一步解释和支持了增韧机理。     

层状金属复合材料断裂和增韧机理的研究进展

层状金属复合材料在航天航空,汽车和核能领域发挥越来越重要的作用。对比于单一金属或合金,层状金属复合材料呈现出超高的强度、断裂韧性、延伸率和成型能力。综合介绍承载变形过程中层状金属复合材料各种力学性能,断裂行为和增韧机制。通过调控层状结构参数,复合材料可获得较高的性能指标,在宏观尺度下,界面结合状态和层厚尺度可有效地影响层状金属复合材料的断裂韧性和断后延伸率,这两种性能一般不符合混合法则,而层状金属复合材料的弹性行为、屈服强度和抗拉强度基本符合混合法则。在微观尺度下,层状金属复合材料的断裂行为和增韧机制会呈现明显的尺度效应。     

层合复合材料簧片单元弯曲力学性能

为提高空间可展铰链的运行稳定性和可靠性,减轻结构质量,研究了碳纤维增强层合复合材料簧片单元的弯曲性能.以衡量簧片驱动能力的应变能、稳态弯矩以及簧片自锁能力的屈曲临界弯矩为力学性能指标.分析了可折叠自展开的簧片单元在弯曲折叠过程中,复合材料铺层角度、铺层厚度和簧片截面半径对各性能指标的影响.研究结果表明:随着复合材料铺层角度的增加,簧片驱动能力增强,但其自锁能力基本不变;随着复合材料铺层厚度和截面半径的增加,簧片的驱动能力和自锁能力均增强;随着材料铺层角度、截面半径的增加,簧片的横截面出现截面变形现象且伴随微小回弹.研究结果对于空间簧片式铰链驱动性能的改进具有一定的参考价值.     

三维编织复合材料冲击实验与分析

三维整体编织复合材料的冲击力学性能对于航天结构设计具有重要意义。采用国防科技大学的轻气炮对三维整体编织结构复合材料进行了高速对称碰撞实验和弹丸穿靶实验，给出了冲击实验方法和实验结果。结冲击实验结果进行了分析，结果可供工程设计部门使用参考。     

复合材料负泊松比结构的冲击力学性能

设计了一种面内二维、空间三维的碳纤维复合材料负泊松比结构,并对其在不同冲击速度(单层板)、不同冲击位置(单层板)、不同冲击层数情景下的冲击性能进行了有限元分析.单层板不同冲击速度的仿真结果表明:碳纤维复合材料负泊松比结构的中低速抗冲击效果优于高速冲击情况,表现为低速时发生弯曲变形和回弹现象,高速时直接发生穿透,出现压碎...     

两车正面碰撞试验有限元分析

运用汽车碰撞理论,根据国家C-NCAP的有关规定以及CMVDR 294关于正面碰撞乘员保护的设计规则,以某型号轿车为研究对象,利用有限元分析软件Hypermesh和LS-DYNA等建立两车正面碰撞有限元模型,对两车正面碰撞进行了仿真分析,并参考有关文献验证其仿真的正确性。通过对整车以及前保险杠、前钣金件、前门框和速度、加速度时间历程曲线的分析,评价整车的安全性。     

复合材料层板冲击后剩余压缩性能声发射分析

利用声发射技术对复合材料层合板的低速冲击和压缩破坏进行了分析.测试过程中用声发射技术进行实时监测,结合载荷—位移曲线,分析了声发射能量,幅值和波形经过快速傅里叶变换后的峰值频率,并对典型信号的波形进行了频谱分析.结果表明:AE参数能很好的描述复合材料层合板低速冲击及其剩余压缩行为.     

PtY(PdY)/FeCrAl复合材料的力学性能

通过实验分析了PtY0.15、PdY0.5、FeCr22Al5合金和PtY0.15/FeCr22Al5、PdY0.15/FeCr22Al5两种复合材料的室温和高温力学性能。两种复合材料的室温力学性能优于PtY0.15和PdY0.5合金。由于内氧化改变了PtY0.15和PdY0.5合金的高温抗蠕变性能,且FeCr22Al5合金的高温强度较低、其复合材料的复合界面在高温下的强度低,PtY0.15/FeCr22Al5、PdY0.15/FeCr22Al5复合材料的高温抗拉强度和抗蠕变性能低于PtY0.15、PdY0.5合金。     

预应力钢梁高温环境下的力学特征有限元分析

采用有限元方法研究预应力钢梁在受火条件下,一定时间段内构件的温度分布状况及其变化,在热分析的前提下,进行构件的热力效应分析。并将相应工况的力学特性研究与理论计算结果进行对比分析,从而进一步探索预应力钢梁在火灾(高温)条件下损伤机理。研究表明:温度高低、荷载形式、梁端约束、预应力损失、拉索布置高度等因素对钢梁的力学特性产生较大影响。所得结论可为预应力钢结构抗火设计提供参考。     

水中弹体在爆炸冲击波作用下的有限元分析

以水中弹体为研究对象,用有限元软件对其在爆炸荷载作用下的瞬态响应进行数值模拟,得出在相同冲击载荷作用下,水中弹体的变形较空气中小,动力(运动)性能较空气中稳定;在爆炸载荷作用下,弹体迎爆面和背爆面受到一样的冲击载荷作用,对背爆面造成的破坏不容忽视等结论.     

凝固偏析对氧化铝/铝-铜合金复合材料性能的影响

利用挤压铸造技术制备氧化铝／铝-铜合金复合材料，研究了凝固偏析对复合材料机械性能的影响．结果表明：复合材料在凝固过程中由于选择结晶，基体中的溶质元素偏聚在纤维／基体界面或晶界上；纤维加速了复合材料的时效强化过程，随着纤维体积分数的增加，复合材料的硬度、强度、弹性模量增大，而塑性下降；随着预制件预热温度的升高，冷却速度减慢，凝固偏析加剧，复合材料的机械性能下降．     

纺织结构复合材料的设计与应用

本文介绍了一种新型材料──纺织结构复合材料的发展与应用情况,对其组成特点、成型工艺和设计因素进行了分析,并提出分析该种材料力学性能的一般性方法,对纺织结构复合材料的工程设计和应用具有指导意义。     

Influence of Low-velocity Impact on Damage Behavior of Carbon Fiber-reinforced Composites

A combination of experimental measurements and numerical analysis was utilized to study the low-velocity impact damage of domestic carbon fiber-reinforced composites (CFRCs).The results indicated that the low-velocity impact damage induced pits and longitudinal cracks on the front side,oblique cracks and delaminationin on the back side.The pit depth increased with the increasing impact energy.It was demonstrated that the numerical analysis strain history curve was similar to the experimentally measured strain history curve,which verified the?accuracy?of?numerical?analysis in which the Hashin failure criterion was used.The work provides basic data and theoretical basis for the promotion and application of the domestic carbon fiber,and demonstrates the feasibility of replacing imported carbon fibers with domestic carbon fibers.     

碳纤维织物增强复合材料的冲击响应特性

采用一维平面应变加载实验技术及拉氏分析方法 ,研究了二维碳纤维织物增强复合材料在高速冲击载荷作用下的宏观动态响应特性 ,得到了该材料在高速冲击载荷作用下流场内应力σ ,质点速度u ,密度 ρ ,应变ε ,及应变率ε· 等参量随时间及空间的变化规律 ,获得了该材料较全面的宏观动态力学响应信息 .结合冲击动力学理论 ,对该材料在高速冲击载荷作用下的响应特征进行了分析和讨论