不同孔隙率CFRP层合板冲击损伤分析

为了建立适用于织物纤维增强复合材料层合板的冲击损伤失效准则,在适用于复合材料单向板低速冲击失效准则的基础上,改进了纤维及基体破坏的失效准则.对于织物纤维增强复合材料层合板,分别考虑了经向纤维破坏、纬向纤维破坏、基体法向挤压破坏、分层破坏等冲击损伤形式.使用ABAQUS软件建立有限元模型,结合刚度突然退化模型,通过引入不同孔隙率复合材料的基本强度参数,较为准确地预测了不同孔隙率的织物碳纤维/环氧树脂复合材料层合板的冲击损伤投影面积.     

含孔隙碳纤维/环氧树脂层合板力学性能模拟

为了探究孔隙率对织物碳纤维/环氧树脂复合材料层合板拉伸强度和压缩强度的影响规律,分别测量了孔隙率为0.33%、0.71%及1.50%的复合材料层合板的拉伸强度及压缩强度并进行有限元模拟.试验结果表明:随着孔隙率的增加,复合材料层合板的拉伸强度和压缩强度均呈下降趋势.建立了适用于织物纤维增强复合材料的静态力学强度的失效准则,结合刚度突然退化模型,通过引入不同孔隙率复合材料的基本强度参数,使用ABAQUS软件建立有限元模型,对不同孔隙率的织物碳纤维/环氧树脂复合材料层合板的拉伸强度及压缩强度进行了较为准确的预测.     

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.     

Kevlar织物增强复合材料层合板冲击损伤特性研究

采用空气炮实验装置，渗透剂增强的X射线照相法和高强光背射法，对中心受到横向冲击的Kevlar/环氧层合板的冲击损伤情况进行了研究，借助于有限元程序对层合板的应力状况进行分析，计算，讨论了冲击速度，铺层角，弹丸质量变化时材料的破坏机理与特征，其研究的结果对抗弹复合材料的设计与合理使用具有指导意义。     

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。     

不同孔隙率CFRP层合板冲击后力学性能试验表征

为了研究吸湿量、孔隙率及冲击能量对CFRP层合板冲击后剩余拉伸强度及剩余弯曲强度的影响规律,首先将3种孔隙率CFRP层合板试样置于湿热环境中分别吸湿7、14 d及吸湿至饱和状态,然后在室温环境中对3种孔隙率不同老化程度的CFRP层合板试样分别进行5种能量即3-15J的冲击作用,并测量其冲击后剩余拉伸强度及剩余弯曲强度．试验结果表明:随着冲击能量的提高,CFRP层合板冲击后剩余拉伸强度及剩余弯曲强度均显著下降;冲击能量相同时,孔隙率对CFRP层合板冲击后剩余拉伸强度及剩余弯曲强度的影响并不明显．分析认为层合板受到冲击作用后产生的分层损伤降低了孔隙率对冲击试样剩余强度的影响程度．     

含分层复合材料层合板的高阶有限元分析方法

本文以勒让德多项式逼近位移场沿板厚度方向的变化规律，考虑了含分层损伤复合材料层合板分层区域的横向剪应力分布，对层合板分层区域的刚度进行了修正，并在此基础上建立了分层损伤复合材料层合板的高阶有限元模型，编制了相应的计算程序，分析了分层损伤对复合材料层合板合板弯曲变形和应力的影响。     

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.     

FRP/金属混杂层合板低速冲击损伤数值分析

在三维动态有限元分析的基础上，对层合板的低速冲击损伤进行数值模拟，研究其在受载过程中的应力状态，并用Chang-Chang面内失效准则和分层判据进行损伤分析．对损伤的单元进行相应的刚度退化和分层形状、面积的模拟计算．通过具体算例以及与文献中的结果相比较．验证了模型的可靠性和方法的有效性，并对比了纤维增强金属层合板（FRMLs）与传统纤维增强复合材料层合板（FRP）的冲击损伤面积．说明FRMLs具有较好的抗冲击性能。     

各向异性层合板损伤的实验研究

本文通过弯曲振动实验和扭转振动实验讨论了由各种载荷以及温度变化引起的损伤对复合材料的振动特性、剩余强度以及剪切弹性模量的综合影响.     

Detecting Impact Damage in Carbon Fabric/epoxy-matrix Composites by Ultrasonic F-scan and Electrical Resistance Measurement

The status and the variation of electrical resistance of impacted carbon fiber/epoxy-matrix composites were studied by ultrasonic F-scan and electrical resistance measurement The experimental results shows that impact damage energy threshold value of carbon fabric/epoxy-matrix composites can determine by using ultrasonic F-scan. When the impact energy exceeds the threshold value, damage is generated in composites. Electrical resistance of impacted composites is changed owing to the contact of each carbon fi...     

Experiments and simulation of low-velocity impact characteristics on carbon fiber composite lattice core sandwich structures

Since composite sandwich structures are susceptible to low-velocity impact damage,a thorough characterization of the loading and damage process during impact is important.In the present paper,the low-velocity impact response of carbon fiber composites lattice structures is investigated by experimental and numerical methods.Impact tests on composite plates are performed using an instrumented drop-weight machine(Instron 9250HV)and a new damage mode is observed.A three-dimensional finite element model is built by ABAQUS/Explicit and user subroutine(VUMAT)to predict the peak loading and simulate the complicated damage problem.The numerical predictions are in good agreement with the experimental results.     

Evaluation of impact damage tolerance in carbon fabric/epoxy-matrix composites by electrical resistance measurement

Impact damage tolerance is provided in intensity design on composites. The compression intensity of impacted composites requires more than 60% of its original intensity. The influence of impact on compressive intensity and electrical resistance of carbon fabric/epoxy-matrix composites was studied in this paper. The experimental results shows that impact can cause damage in composites, degenerate compressive intensity, and increase resistance. The electrical resistance change rate was used as an evaluation indicator of impact damage tolerance of composites. Impact damage, which results from the applying process of composites, can be identified in time by electrical resistance measurement. So, the safety performance of composites can also be improved.     

碳纤维复合材料孔隙率的脉冲反射法超声衰减测试模型

根据碳纤维复合材料孔隙率的脉冲反射法超声检测原理，假设复合材料中除孔隙外没有其他缺陷，各衰减影响因素间相互独立，将超声传播系统看作线性系统，建立了超声测试能量衰减模型和孔隙率计算模型.利用脉冲发射式超声测量系统和显微照相分析系统获得超声衰减数据和孔隙率数据，给出了基于模型的孔隙率拟合公式.分析结果表明，基于模型的拟合公式可用于碳纤维复合材料孔隙率的超声衰减测试计算，其结果可达到一般实际工程测试的精度要求.     

碳纤维增强聚合物基复合材料自诊断性能研究

对碳纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料在拉伸，弯曲条件下电阻率与应变的变化关系进行了研究，对测试结果进行了数理分析，确定相应的数学经验公式，由此研制出一类可通过电阻率变化对相应复合材料应力状况进行自诊的复合材料。     

层合板在低速冲击载荷作用下本构方程的研究

纤维增强复合材料层合板的冲击响应是一个兼有几何非线性、材料非线性、接触非线性的复杂过程。本文采用连续介质力学,对层合板的运动、变形进行描述,给出了冲击系统的有限元列式。在此基础上,通过建立壳局部坐标系与参考坐标系之间的转换矩阵,导出有限应变低阶壳单元在显式分析中的应力更新方法,为进一步研究复合材料的动态力学行为提供一个新思路。     

Dynamic Properties of Fiber Reinforced Cement Mortar

Based on the shear wave tracing(SWT) technique proposed by Tang Z P, particle velocity gauge and the dual internal measurement for pressure and shear waves (IMPS) system are applied to investigate the responses of fiber reinforced cement subjected to impact loading. Series of experiments are conducted. The results show that there exist four critical points, A, B, C, D, in p - V Hugoniot curves. They correspond to the Hugoniot elastic limit (I/EL) of the material, the critical point for shear strength limit and transition from damage state to failure state, void collapse, and solid compression, respectively. The critical point B is difficult to be aware of and never reported. However, it can be clearly disclosed with SWT method. Based on the analyses of shear strength, it can be concluded that the transversal wave, especially the unloading transversal wave, is especially important for the dynamic damage investigation of brittle materials.     

TDE-85/芳香胺树脂基体及碳纤维复合材料性能

选用了一种改性芳香胺来固化TDE－85环氧树脂,得到了一种耐热性、工艺性及机械性能都很好的环氧树脂基体,并结合FT－IR,DSC及凝胶化时间的测试分析对该基体的固化反应进行了研究。优化了固化工艺制度,并对该基体的T－700碳纤维复合材料的性能进行了研究。实验证明,该基体与碳纤维粘结良好,纤维强度转化率最高可达86．5％,可用作碳纤维复合材料湿法缠绕成型用高性能树脂基体。