复合材料桥联问题中的半桥问题

针对纤维增强复合材料的半桥问题，即部分桥联增韧的问题，给出了数值计算结果。由此得到了一个近似解析解--应力强度因子线性模型。利用这一模型，根据纤维基体界面强弱的不同情况，分别给出了III型裂纹的若干强度条件。     

桥联特性对纤维复合材料裂纹扩展阻力曲线的影响

针对纤维复合材料，在吸附区模型的基础上，采用一定的桥联关系，用断裂力学的理论导出裂纹表面张开位移的控制方程，采用数值解法，得到裂纹张开位移和桥联力的分布，在此基础上，进一步计算得出了裂纹扩展的阻力曲线，并讨论了纤维的体积比、纤维与基体间界面摩擦力及纤维强度对裂纹扩展阻力曲线的影响。     

纤维增强复合材料的界面分离准则

考虑泊松效应和分离界面上摩擦应力的作用，建立了描述界面弹性应力传递的摩擦桥联理论模型，获得了纤维和基体的所有应力解.基于界面分离过程的能量平衡，获得了分离能释放率的表达式.通过引入一个界面分离准则，给出了求解临界分离长度的方法，获得了临界分离应力和桥联本构关系的表达式.对纤维增强复合材料SiC/Ti-6Al-4V作数值计算，结果表明建立的模型比剪滞模型更准确.     

复合材料桥纤维拔出的断裂动力学模型

在一无限的正交各向异性体的弹性平面上,对具有桥纤维平行自由表面的一个内部中央裂纹,提出了复合材料桥纤维拔出的动态模型.通过简化Keldysh-Sedov混合边界值问题的动态模型,呈现一简单和容易的解析解.求得了正交异性体中动态扩展裂纹受非均匀力作用问题的解析解,并利用这一解,通过迭加最终求得该模型的解.     

一种新的Ⅰ型分层裂纹桥联模型

以往针对复合材料层间I型裂纹的桥联模型，假设裂纹面上下平行。这与真实情况是不相符的。在考虑裂纹面不平行这一因素后，给出了一种新的桥联模型。还通过对桥联纤维附分力与桥联纤维轴向力大小的比较分析，将前合理地舍去，使模型的表达得到简化。由计算结果的对比可以看出，新模型提出的修正是相当必要的。     

纤维拔出时Coulomb摩擦界面应力传递

假设纤维/基体界面分离区域内的摩擦剪切应力遵循Coulomb摩擦律，包括泊松效应的影响，建立了纤维拔出时的摩擦界面应力传递模型，获得了包含摩擦滑移和由纤维/基体热失配引起的法向残余热应力效应的纤维轴向应力和界面剪切应力的表达式.对纤维增强复合材料SCS-6/Ti-6Al-4V作参数化的数值计算，且和有限元结果进行比较.结果表明，随纤维轴向位置的增加，纤维轴向应力和界面剪切应力均减小；法向残余热应力、高纤维体积分数和短纤维延缓纤维失效.     

剑麻纤维/沥青复合材料界面性能

使用经碱处理后的剑麻纤维改性沥青制备剑麻纤维/沥青复合材料,通过扫描电子显微镜观察复合材料界面的结合情况。结果表明:剑麻纤维可以有效抑制细微裂缝的发展,提高混凝土的强度;添加一定量的剑麻纤维后,复合材料中剑麻纤维可很好地包覆在沥青中,使集料表面形成比普通沥青混凝土更厚的沥青膜,促使沥青与集料更紧密结合在一起,从而提高沥青混凝土的强度和韧性、抗裂性能,即提高沥青混凝土的路用性能。     

玄武岩纤维布增强环氧树脂复合材料研究

以玄武岩纤维平纹布 (BF) 加入到环氧树脂 (EP) 中,采用模压工艺制备BF／EP 复合材料,研究加入不同层数的玄武岩纤维布对复合材料力学性能和断裂韧性的影响。实验结果表明,BF/EP复合材料的弯曲强度、冲击强度和断裂韧性明显优于环氧树脂;与未加BF的环氧树脂相比,加入三层BF后复合材料的弯曲强度提高了2.76倍,缺口冲击强度提高了19.67倍,无缺口冲击强度提高了5.94倍,KIC提高了2.97倍。     

纤维增强体对天然橡胶/顺丁橡胶复合材料性能的影响

研究了芳纶纤维(AF)、碳纤维(CF)以及聚酰胺纤维(PA)对天然橡胶/顺丁橡胶复合材料(NR/BR)性能的影响,用机械共混法制备了纤维/橡胶复合材料。结果表明:纤维的加入使得NR/BR复合材料的硬度和撕裂强度得到提高,其中芳纶纤维/天然橡胶/顺丁橡胶(AF/NR/BR)复合材料的撕裂强度提高最多,提高了22.5%;通过橡胶加工分析仪(RPA)分析得到,AF/NR/BR复合材料的"Payne"效应最明显,芳纶纤维与橡胶基体界面结合的最好;碳纤维/天然橡胶/顺丁橡胶(CF/NR/BR)复合材料的导热性能最好;通过扫描电子显微镜可以看到,AF与橡胶基体界面无明显缝隙,PA在橡胶基体中分散不均匀。     

Mesomechanism of steel fiber reinforcement and toughening of reactive powder concrete

Reactive powder concrete (RPC) is a novel cement-based composite material with ultra-high strength. Embedding a certain amount of short steel fibers in the matrix can improve the RPC's toughness and overcome the disadvantage of high brittleness. In this paper, a number of direct uniaxial tension tests have been carried out with '8-shape' RPC200 specimens. The bond-slip process, mesoscopic structural variation and mechanical characteristics of a fiber pullout of the matrix have been investigated using the real-time SEM loading system and CCD observation techniques. The influence of the volume of embedded short steel fibers in matrix on the mesoscopic morphology of attachments on the surface of a pulled individual fiber, the initial cracking force, the ultimate pullout force, interfacial bond strength and the pullout rupture energy have been analyzed. A general formulation relating these quantities to the volume of fibers in matrix has been proposed. The components comprising the interfacial bond strength have been outlined. In addition, the contribution that fibers make to enhance and toughen the reactive powder concrete has been discussed. It is shown that there exists an optimal threshold of fiber volume ρv, opt =1.5% at which the bond performance of a fiber pullout of RPC behaves best.     

不锈钢纤维增强铁硼合金的有限元分析

在铁硼合金基体中添加高强度纤维可以有效的改善铁硼合金的力学性能,本文构造了不锈钢纤维增强铁硼合金基复合材料的有限元分析模型,通过有限元方法计算了纤维的性能参数对复合材料热应力和抗拉强度的影响,对不同参数的纤维增强复合材料进行了计算和比较研究.研究结果表明:在脆性材料基体中添加纤维,能有效的改善复合材料的力学性能,复合材...     

CFRP加固梁U型锚固效果的数值分析

CFRP与混凝土层间剥离是纤维加固钢筋混凝土梁中最常见的破坏形式,在CFRP端部或沿全梁设置横向U型锚固是目前工程中使用最广泛的防止过早剥离破坏的方法。采用数值计算方法,对比了无U型锚固,端部设置U型锚固以及沿全梁施加U型锚固3种情况下,加固梁的承载力、变形、粘结层的滑移量以及CFRP应变分布,分析研究U型锚固在CFRP加固钢筋混凝土梁中的作用。由计算分析结果可知,U型锚固可有效提高加固梁的承载力和刚度,防止过早剥离破坏的发生。在钢筋屈服后,沿全梁设置U型锚固比端部设置U型锚固能够更有效防止发生剥离破坏,但同时也引起CFRP应变分布不均匀,当CFRP被拉断破坏时,沿全梁锚固时加固梁的极限承载力低于端部锚固情形。     

复合材料纤维与基体界面剪切强度的有限元分析

应用微脱粘法，可以实现单根纤维与基体界面的微脱粘，并测量到微脱粘力。本文采用单根纤维层套细观力学模型，依据最大应力失效，对微脱粘界面进行有限元分析，从而得出纤维与基体界面的剪切强度。     

汽车随机振动的建模与仿真

以整车九自由度模型为对象,用有限元思想将汽车振动结构离散。通过单元位移变换得到单元刚度阵和阻尼阵。按照单元位移在结构位移列阵中的位置组装汽车振动数学模型的系数矩阵。经过强迫位移约束处理,得到汽车振动数学模型。用有限元的思想求取振动响应量,应用虚拟激励理论实现汽车振动响应仿真。结果表明:建模与仿真相结合为复杂汽车随机振动分析提供了可行的方法。     

轮盘结构应力与变形有限元计算

通过建立轮盘的有限元模型,用有限元计算轮盘的应力与变形,得出轮盘详细的应力分布规律,并与工程中变厚度轮盘应力分析常采用的二次计算法所得结果进行比较,说明了本方法的可靠性,指出了二次计算方法存在的缺陷。通过对轮盘强度计算结果的分析,得到了一些有工程应用价值的结论。