低速冲击作用下层合板损伤试验研究与数值分析

参照标准试验方法,开展了层合板低速落锤冲击试验,获取了不同冲击能量下凹坑深度等试验数据,并对含冲击损伤层合板进行了剩余压缩强度试验。研究了凹坑深度-冲击能量、剩余压缩强度-凹坑深度的变化关系,并讨论了低速冲击过程中的损伤演变过程和层合板的压缩破坏模式。建立了层合板低速冲击损伤分析模型,分别采用Hashin失效准则和界面单元模拟单层失效与分层损伤,利用有限元分析了层合板低速冲击过程,得到了不同冲击能量下分层损伤面积。结果表明,凹坑深度可以较好地表征层合板抵抗冲击的能力,随着冲击能量的增大,剩余压缩强度随凹坑深度的增加而明显降低。有限元分析得到的分层损伤面积与含损伤层合板超声C扫描结果吻合较好。     

基于内聚单元的复合材料层合板低速冲击损伤的数值模拟

建立了一套有限元模型来预测复合材料正交层合板由低速冲击载荷引起的层间应力及损伤。采用连续壳单元模拟层合板的各个单层,在复合材料层合板的可能损伤区域设置内聚单元模拟面内基体裂纹和层间分层损伤的起始和扩展。引入层间摩擦力模型模拟层间压缩应力对分层损伤的抑制作用。对于正交层合板,有限元模型准确的模拟了低速冲击载荷引起的分层损伤的面积和形状。数值模拟结果也表明面内基体裂纹与层间分层存在着相互作用关系,基体裂纹影响着分层损伤预测的准确性。有限元模拟结果和试验结果的对比表明,基于内聚单元的有限元模型可以用在复合材料正交层合板低速冲击损伤的数值模拟中。     

纤维环向缠绕复合材料气瓶冲击损伤容限研究

为研究纤维缠绕复合材料层CNG气瓶冲击后损伤容限问题,采用疲劳应变比率作为损伤变量,建立疲劳累积损伤模型;对气瓶缠绕层的冲击损伤剩余强度采用开孔等效计算方法,应用Nuismer—Whitney平均应力准则,关联疲劳累积损伤函数中的最大应力与拉伸载荷下的含孔层合板剩余强度的关系,建立适用于在疲劳载荷下的含孔层合板结构剩余强度的估算方法,用于复合材料CNG气瓶冲击剩余强度的预测。结果表明,文中提出的分析模型预测结果与专家提出的复合材料气瓶冲击损伤评定标准基本吻合。     

复合材料层合板低速冲击后压缩破坏的数值模拟

采用软化夹杂法来模拟低速冲击后层合板的压缩破坏。笔者用ABAQUS软件建立冲击损伤的有限元模型,模型将损伤区等效成一个圆形的软化夹杂,研究了不同的损伤深度对冲击后剩余压缩强度的影响;分析了层合板在压缩过程中,各单层的载荷分配情况;并且模拟了复合材料层合板从损伤开始到完全失去承载能力的压缩破坏全过程。计算结果表明:复合材料层合板冲击后的压缩破坏,损伤最早发生在冲击损伤区周围的±45°铺层,主要发生基体压缩损伤;在压缩载荷下,0°铺层主要的损伤形式是纤维的屈曲;90°铺层发生的主要损伤形式也是基体压缩损伤,但损伤的面积较小。     

复合材料层合板冲击后疲劳寿命试验研究与数值模拟

通过对复合材料典型层合板进行落锤冲击试验引入冲击损伤,并对冲击后的复合材料层合板进行不同载荷水平的压-压疲劳试验,得到了不同疲劳载荷作用下层合板损伤扩展规律及疲劳寿命。建立了冲击后层合板疲劳寿命有限元数值计算模型,对层合板进行冲击仿真,并利用有限元软件用户子程序编程,将冲击后计算所得损伤分布结果设置为层合板压—压疲劳寿命计算的起始状态,从而获得层合板在不同疲劳载荷水平下的损伤扩展结果及压—压疲劳寿命数值仿真结果。将试验与有限元数值计算疲劳寿命结果绘制了S-N曲线,通过对比验证了计算结果的准确性,形成一套复合材料层合板冲击后疲劳寿命预测数值计算模型。     

层合复合材料板的低速冲击损伤及剩余压缩强度研究

针对复合材料层合板的冲击及冲击后的压缩破坏过程提出了一种全程分析方法。该方法应用三维逐渐累积损伤理论和分析技术,对层合板的冲击以及冲击后含损伤的层合板在压缩载荷下损伤扩展的全过程进行分析,分析中没有对冲击后层合板的损伤状态做人为假设,而是把冲击后层合板的预测损伤直接用于剩余压缩强度研究,从而不仅提高了最终失效载荷的预测精度,而且避免了为获得冲击后损伤状态参数所进行的大量试验,同时开发了模拟程序,该程序可以预测任意铺层角度、铺层厚度的层合板受外物冲击以及冲击后的损伤状态及在压缩载荷下的逐渐损伤破坏过程和最终失效载荷。通过与已有文献结果进行比较,验证了方法及程序的正确性。     

含分层复合材料层合板拉伸剩余强度研究

以T300/BMP316复合材料层合板为研究对象,开展了含预制分层层合板的静拉伸试验及静强度预测方法研究.通过试验获得含预制分层层合板的拉伸剩余强度.基于三维逐渐损伤分析方法,采用双层节点法模拟初始分层,建立了含分层复合材料层合板的静载逐渐损伤分析模型,静强度预测误差在5％以内.采用所建立的方法对分层处于不同层间位置的...     

冲击后复合材料板剩余抗拉强度影响因素分析

应用提出的全程分析方法和三维逐渐累积损伤理论,对层合板的冲击过程以及冲击后含损伤层合板在拉伸载荷下的破坏过程进行详细分析.研究不同冲击能量、不同材料的冲头、不同复合材料体系和不同铺层方式等因素对层合板冲击损伤及剩余抗拉强度的影响规律,为更有效地进行复合材料抗冲击结构设计提供一定的指导作用.     

混杂与非混杂层合板弹丸冲击试验研究

为了验证表面铺覆芳纶纤维铺层降低碳纤维层合板冲击损伤的有效性,对环氧树脂基芳纶/碳纤维层间混杂层合板和非混杂碳纤维层合板进行了冲击试验研究。结果显示:8克弹丸以速度为276～366 m/s的冲击条件下,入射面铺覆芳纶可减小出射面和内部分层的损伤面积;出射面铺覆芳纶可减小出射面损伤面积,但会造成严重的混杂界面分层。为了减小碳纤维层合板的弹丸冲击损伤程度,可在冲击正面铺覆芳纶纤维层。     

玻璃纤维层合板低能量冲击试验研究

为研究玻璃纤维层合板抗冲击性能,利用落锤冲击实验机,以两种不同能量,对两种预制裂纹的玻璃纤维复合材料层合板进行低能量冲击;对实验中的冲击载荷、能量、位移和速度进行采集;对冲击损伤进行力学分析和对比;并对损伤形貌进行了SEM观察。结果显示:在相同能量冲击下,预制裂纹层合板冲击后的损伤程度与预制裂纹的大小和面积成线性关系;在不同能量冲击下,复合材料层合板具有不同的破坏结构,其主要损伤为基体开裂和层间分离。     

交变气动冲击锤瞬态冲击特性分析

应用一维瞬态应力波特征线法对交变气动冲击锤的冲击系统进行理论分析,研究冲击部件之间瞬态波的传播及撞击接触面撞击力的变化规律。重点利用非线性动力学分析软件LS-DYNA对交变气动冲击锤的冲击系统模型进行仿真计算,并与理论分析结果对比,验证了仿真模型具有较高的可靠性。研究中计算分析活塞初始冲击速度、工作介质性质对撞击接触面撞击力和活塞冲击反弹速度的影响,得出了活塞瞬态动力特性与活塞初始冲击速度和工作介质性质的关系。研究结果表明,不同物理特性的工作介质对应的气动冲击锤瞬态冲击特性也不同。研究结论为进一步研究气动冲击锤以活塞的冲击特性来判断工作对象的性质提供了理论依据和实际参考。     

反击式破碎机冲击破碎力有限元仿真分析

运用ANSYS/LS-DYNA软件,对反击式破碎机冲击破碎力进行了仿真分析。为了研究岩石在板锤和反击板作用下的破碎效应对打击力的影响,采用了考虑失效的岩石本构模型—塑性随动模型。即当岩石某个部位的应变超过其失效应变时,该部位将发生失效,以此模拟岩石在打击过程中发生破碎时对冲击破碎力的影响。结果表明:当冲击速度较小时,打击力与冲击速度呈线性关系;当冲击速度较大,岩石的应变超过其失效应变时,打击力与冲击速度呈二次曲线的关系。同时,对打击岩石不同部位时的打击力进行了仿真,得到了一些有益的结论。     

冲击式采煤机液压系统仿真

以冲击式采煤机为研究对象，运用功率键合图建立了系统动态数学模型，对冲击机构在空载和负载工况下进行了计算机仿真研究，就液压冲击机构的动态运动机理的特征和规律进行了较全面的探索和考证。     

冲击压实机的介绍

振动压路机是路基、路面施工中的一种新型机具,其中,采用冲击压实技术的称谓冲击压实机,并介绍冲击式压实机的一些优点.     

Impact wear of elastomers

Prior studies of the impact wear of elastomers have led to the identification of several critical phenomena, such as thermal and chemical degradation and the existence of the threshold stress phenomena, beyond which catastrophic wear occurs. These studies, however, provided very little information about the normal progression of the damage below threshold values or in the absence of catastrophic failure. The present paper presents the results of a study concerned with the normal progression of wear, which was stimulated by design optimization, reliability and life goals.The results of a series of impact wear tests on several elastomers are reviewed and their general behavior is summarized. A model for the impact wear of elastomers is developed and compared with the experimental results. This model is then applied to several practical engineering situations and the theoretical results compared with the corresponding experimental results.It was concluded that there are two phases for the impact wear of elastomers. The initial phase, which does not result in loss of material, tends to stabilize, and is similar to compression set. The latter phase involves material loss and primarily results from a surface fatigue mechanism.     

柔性冲击、柔性冲击器及柔性冲击系统

提出了一种基于微机控制、可实现柔性配流的新型冲击器工作原理。新型冲击器可实现冲击能与冲击频率的独立无级调节，具有时间、空间、环境、互换、软件等多种柔性品质。提出了柔性冲击及柔性冲击系统的概念，指出了柔性冲击系统的基本组成模式。     

冲击时刻未知情况下复合材料结构冲击载荷识别

提出了一种应用遗传算法对复合材料结构进行冲击载荷识别的方法,在冲击时刻未知和量测信息缺失的情况下,同时识别冲击时刻和冲击位置并近似重建冲击载荷历程。此方法将冲击载荷识别转换为优化问题,结合复合材料结构在冲击载荷作用下的响应模型,通过最小化理论计算结果与实际量测信息之间的差别,遗传算法自适应地搜索出描述冲击时刻、冲击位置和冲击载荷时间历程的参数。为了提高运算效率,采用微种群遗传算法来加速收敛性。数值仿真结果证明了该冲击载荷识别方法的有效性和可应用性。     

Impact wear of MgO single crystals II. Impact and wear damage

The impact wear damage of MgO single crystals was investigated under an impact load of 60 kgf. Two types of impact damage, a zero wear process and a measurable wear process, are distinguished. The impact scar shows three types of cracks: subsurface cracks parallel to the surface, and tangential and radial cracks on the surface. In the early stages of the wear process the impact scar is surrounded by surface and subsurface cracks and grows as a unit square cell; wear occurs at the scar bottom and on the scar wall. Consequently the profile of the wear scar changes to a hemispherical or parabolic shape. The zero wear limit under each impact load is determined from the static contact stress and the number of impacts.     

冲击电钻小模数齿轮在冲击载荷作用下的仿真实验

以冲击电钻变速齿轮箱为研究对象,采用有限元方法分析电钻中的小模数齿轮在冲击时所引起动载荷及齿轮的动态特性分析,分析比较在相同的静载荷作用下的静应力状态.     

摆锤式冲击试验机

据称,Zwick GmbH公司生产的川T5．5P摆锤式冲击试验机能够很好地为客户提供冲击测试。通过大量的试验证明,该公司为其冲击试验机而开发的最新双炭棒系统可使摆锤撞击冲击试样时所产生的机械内部振动降低约50％。据该公司称,这种设计能够确保摆锤摆动时的所有动能均能传送到试样的冲击点。