孔口缝合补强复合材料层合板渐进损伤

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基于厚板理论和材料的参数退化准则,以三维hashin准则作为失效判据,研究了一种考虑z向应力复合材料层压板结构的渐进失效计算方法,发展了复合材料中厚尺度含孔层压板渐进失效模型。使用abaqus软件的用户材料子程序umat,编写材料属性程序,建立含孔复合材料厚板的渐进失效分析模型,较好地预测了复合材料层压板的损伤扩展过程,并预测的极限强度与复合材料层压板开孔拉伸标准试验的试验数据吻合较好,验证了该模型在预测复合材料层压板极限强度上的有效性,该模型在对网格划分的简化极大地提高了计算效率。

针对含孔有限宽复合材料层合板的应力集中问题,提出一种计算孔边应力分布及应力集中因子的方法:先利用经典层板理论,将复合材料层合板化归为各向异性板;再将各向异性板等效转换为一偏轴拉伸的单向纤维层板;最后利用含孔偏轴单向板的孔边应力计算公式来分析一般铺层层合板孔边应力集中情况。根据所推导的计算公式,分析讨论了板宽/孔径比、铺层比例、铺层方式、材料性能参数等因素对孔边应力集中的影响。

为了更加准确地对双轴向纤维增强复合材料在双向载荷作用下的强度进行预测,本文针对tsai-wu强度理论进行了理论分析和实验研究。首先,讨论tsai-wu张量准则在双向纤维增强复合材料中的应用问题,并确定用双轴拉伸实验来测定准则其中的一个强度参数f12。其次,采用数值模拟方法,结合taguchi实验设计方法对十字形试件进行外形设计和参数优化,得到了中心应力水平高、过渡区域应力集中系数小的十字形试件。最后,对十字形试件进行不同载荷比的双轴拉伸实验,通过实验数据计算得到强度参数f12,并拟合了该材料应力平面第一象限的强度包络线。研究结果表明,经实验数据修正后的tsai-wu强度包络线能够准确地反映出材料的强度特性。

以渐进损伤方法和双线性内聚力模型为理论基础,结合abaqus6.8用户子程序usdfld对轴向拉伸载荷作用下轴棒法c/c复合材料的破坏模式及载荷进行了预测,对比了试验结果与预测结果。结果表明:本方法可以准确预测轴拉载荷作用下轴棒法c/c复合材料的破坏模式。

复合材料层合板下陷是飞机结构中应用广泛的典型结构细节。以下陷长深比、相同方向下陷区间距、两个不同方向下陷区间距为下陷区设计变量,建立参数化有限元模型；通过下陷应力应变分布、初始失效和最终承载能力分析,确定各设计变量对下陷区结构力学性能的影响,并进行参数化设计。分析结果表明:下陷区结构最先发生损伤的部位为下陷区转折处；合理的下陷参数设计变量取值为长深比b/a≥20、主受力方向上两个下陷区间距a/h≥12、不同方向上两个下陷区间距c/a_(min)≥1.5。

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复合材料在静态和动态载荷作用下的损伤形式是十分复杂的,精确的模型能更深刻地揭示复合材料的损伤机理。以hahn和tsai提出的单向损伤模型为基础建立了刚度递降关系,运用上述刚度递降关系给出了一个疲劳寿命算例,计算数据与试验结果较为吻合,相对误差分别为7.72%和8.79%。结果表明:材料在循环加载作用下的损伤过程大体上可以分为两个阶段;通过保留泰勒级数展开二次项,能准确模拟出材料的"突然死亡"行为。

对含孔复合材料层合板的破坏模式和拉伸强度进行了研究,考查了孔的直径和形状对层合板强度的影响.通过实验研究,测量出含孔层合板的强度.利用有限元软件abaqus的子程序usdfld建立了逐渐损伤失效模型,对层合板的强度进行了数值模拟.研究结果表明,数值模拟得到的强度值和实验测量的强度值吻合较好,文中建立的数值模型可以有效地预测含孔层合板的强度.

含孔复合材料层合板的压缩性能研究-论文

板锥网壳结构是一种受力性能合理、技术经济效益良好的新型空间结构形式。本文结合复合材料力学理论和复合材料结构力学(板壳理论),采用组合结构有限元对复合材料层合板自身的强度和主要影响因素进行全面和深入的研究,研究复合材料板锥网壳结构的受力性能,为复合材料板锥网壳结构设计和层合板铺层设计提供理论上的依据,得出了可应用于工程实践的重要结论。

根据近年来复合材料层合板和加筋壁板的冲击损伤特性及损伤容限方面的研究文献,从试验研究和理论分析两方面综述了其研究进展。将含冲击损伤复合材料层板压缩强度分析方法分为五类:宏观唯象法、子层屈曲法、开口等效法、软化夹杂法、累积损伤法,并分析了各类方法的特点和存在的问题。最后对有待进一步研究的问题作了展望。

平面编织复合材料层合板低速冲击后的拉伸性能

为使frp结构在太空交变温度场下的热稳定性能要求,研究了面内二维零热膨胀混杂复合材料层合板设计理论.采用细观力学方法和经典层合板理论,分析层合板的纤维含量、混杂比及其铺层角等对层合板热膨胀系数的影响规律.建立了层内混杂复合材料层合板面内二维热膨胀系数设计理论.理论分析和实验结果表明,合理设计复合材料层合板的纤维含量、混杂比及其铺层,可以实现面内二维零膨胀.

爆炸载荷下复合材料层合板的抗冲击性能-论文

为了制备具有良好隔音性能的层合复合材料,以满足住宅隔断时隔音及节省空间的需要,以常用的松木压制板为基材,玻璃纤维增强聚氯乙烯隔音材料为芯层,设计制备了几种层合结构的隔音复合材料。采用双声道声学分析仪,对制备样品的隔音性能进行测试和分析。结果表明:制备的2cm厚的层合隔音板的隔音量大于30db,能够满足一般场合的隔断需要,且在面密度和厚度相同的条件下,层合方式对隔音性能有明显的影响,非对称结构优于对称结构;不同层合方式的隔音复合板对不同波段的隔音性能有所不同,可以根据使用场合的需要,设计制备不同的隔音板。

应用细观力学理论研究颗粒增强复合材料界面损伤问题，分析颗粒界面局部开裂与均匀开裂同时存在时材料弹性性能的改变，讨论损伤颗粒形状对材料有效弹性模量的影响。所有分析结果均以显式给出，以便于研究者参考及工程应用。

对t700/9368光滑板及两种孔径的含孔层合板进行了拉-拉疲劳试验,测量试件刚度随加载周期的衰减规律,并利用超声波c扫描和破坏断口分析方法,对t700复合材料的疲劳损伤机理进行分析。根据弹性模量法建立了层合板疲劳累积损伤模型,并从平均应力准则概念出发,建立了含孔层合板的疲劳累积损伤模型。将试验数据运用最小二乘法拟合后代入疲劳损伤模型,得到t700/9368光滑板及含孔板疲劳寿命的具体计算公式,应用公式预测了在不同应力水平下的层合板疲劳寿命,与试验结果的吻合良好。

沉头螺栓连接因具有改善钉载分配不均匀性,保持结构表面光滑等优点,在飞行器复合材料表面结构连接中得到了广泛应用。但是国内外对于沉头连接钉载分配却少有研究,通过abaqus软件建立复合材料层合板与金属沉头螺栓多钉连接三维有限元模型,计算沉头连接的钉载分配情况。对比凸头连接的载荷分配结果发现:沉头连接对钉载分配有一定的改善作用,且金属板厚度的改变对沉头螺栓载荷分配影响很小。

塑料逐步取代了一些传统材料，如金覆等。在这一过程中，纤维增强材料的使用推动了这一趋势的进一步发展。本文阐述了纤维怎样与塑料更有效地复合。

复合材料机械连接层合板孔边应力集中研究 作者：郑洁，李龙彬，钱超 作者单位：郑洁,李龙彬(第一飞机设计研究院强度设计研究所,西安,710089)，钱超(第一飞机设计研究院结构设计 研究所,西安,710089) 刊名： 航空工程进展 英文刊名：advancesinaeronauticalscienceandengineering 年，卷(期)：2012,3(4) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/periodical_hkgcjz201204010.aspx

将基于单层板理论的逐渐累积损伤强度预测方法推广用于含孔二维机织复合材料层合板的强度预测,建立了含孔二维机织复合材料层合板的逐渐累积损伤强度预测方法。并在ansys软件平台上开发了相应的参数化二维机织复合材料含孔层合板逐渐累积损伤强度预测程序,对两种孔径两种铺层的含孔二维机织复合材料层合板的强度进行预测,并对其损伤扩展规律进行了分析。经与试验结果对比表明本文所建立的强度预测方法效果良好。