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基于格构模型理论的单纤维拉拔试验建模及仿真
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作者 赵翔鹏 李辉 +4 位作者 杨青原 刘元珍 葛智 姜能栋 张洪智 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第5期1850-1858,共9页
水泥基材料的单纤维拉拔试验对测试仪器要求较高,试验操作难度大,很多实验室不具备测试能力。针对该问题,采用格构模型理论建立模型,基于分段步进式方法,对单纤维拔出过程进行数值仿真,得到纤维拉拔荷载-位移响应曲线。通过文献中的试... 水泥基材料的单纤维拉拔试验对测试仪器要求较高,试验操作难度大,很多实验室不具备测试能力。针对该问题,采用格构模型理论建立模型,基于分段步进式方法,对单纤维拔出过程进行数值仿真,得到纤维拉拔荷载-位移响应曲线。通过文献中的试验数据对模型进行验证,发现该模拟方法可以模拟单纤维拉拔过程及荷载-位移曲线。进一步,通过模型研究纤维方向、弹性模量和水泥-纤维界面黏结强度对于拉拔荷载-位移响应曲线的影响。模拟结果可用于研究不同边界条件下各种因素对试验结果的影响,计算工程水泥基复合材料单裂缝桥接关系,为高韧性工程水泥基材料设计提供参考。 展开更多
关键词 工程水泥基复合材料 格构模型 纤维 拉拔荷载-位移 纤维方向 界面黏结强度
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三维编织复合材料细观结构建模关键问题研究
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作者 刘帅 王真 +2 位作者 卢国盛 刘芳 沈敏 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第1期13-21,共9页
基于细观力学的数值分析方法是研究三维编织复合材料力学性能的有效方法,其中细观模型的建立是力学分析的基础。纤维束的空间走向和细观结构几何参数表征是细观结构建模中的两个关键问题。围绕这两个关键问题,针对三维四向编织复合材料... 基于细观力学的数值分析方法是研究三维编织复合材料力学性能的有效方法,其中细观模型的建立是力学分析的基础。纤维束的空间走向和细观结构几何参数表征是细观结构建模中的两个关键问题。围绕这两个关键问题,针对三维四向编织复合材料的三单胞模型开展研究,全面分析了单胞45°划分方式和水平划分方式中纤维束的各种空间走向,获得了详细的三单胞的纤维束方向余弦;针对三种形状的纤维束横截面,分析推导了编织工艺参数与单胞几何参数的复杂关系,利用编织工艺参数作为初始参数对单胞结构进行定量化表征,并获得了纤维束体积分数和纱线填充系数的计算方法。研究工作为三维多向编织复合材料的细观结构建模提供理论参考,具有一定的工程实用价值。 展开更多
关键词 三维编织复合材料 细观结构 模型 纤维 方向余弦
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纤维铺层角度对复合材料薄壁圆管轴向压溃吸能特性影响研究 被引量:13
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作者 解江 马骢瑶 +3 位作者 霍雨佳 周建 牟浩蕾 冯振宇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第20期200-206,共7页
研究T700/3234复合材料薄壁圆管轴向压溃吸能特性受纤维铺层角度变化的影响规律。开展复合材料力学性能试验和薄壁圆管轴向准静态压溃试验。通过对比圆管轴向压溃峰值载荷及比吸能等指标的试验结果,验证建立的复合材料圆管有限元模型和... 研究T700/3234复合材料薄壁圆管轴向压溃吸能特性受纤维铺层角度变化的影响规律。开展复合材料力学性能试验和薄壁圆管轴向准静态压溃试验。通过对比圆管轴向压溃峰值载荷及比吸能等指标的试验结果,验证建立的复合材料圆管有限元模型和分析方法。基于验证的有限元分析方法,探讨了复合材料纤维铺层角度的变化对薄壁圆管轴向压溃吸能特性的影响规律。结果表明,在准静态轴向压缩载荷下,随着纤维铺层角度的增大,比吸能先增大后减小;纤维角度为±45°时,初始峰值载荷最低,载荷效率最高,圆管易于进入渐进破坏吸能阶段。研究结果可为复合材料纤维铺层角度设计及复合材料薄壁结构有限元建模提供参考。 展开更多
关键词 复合材料薄壁圆管 纤维角度 有限元法 吸能特性 模型验证
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缝纫复合材料层合板面内性能的分析模型 被引量:16
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作者 魏玉卿 张俊乾 +1 位作者 汪海 黄金 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期35-38,共4页
提出了一种分析缝纫复合材料层合板面内力学性能的模型即纤维弯曲模型 (FBM)。认为在缝纫孔周围纤维的弯曲变形是影响缝纫复合材料层合板面内力学性能的主要原因。从分析缝孔单胞的纤维弯曲几何特征入手 ,最终得到层合板面内的弹性应力... 提出了一种分析缝纫复合材料层合板面内力学性能的模型即纤维弯曲模型 (FBM)。认为在缝纫孔周围纤维的弯曲变形是影响缝纫复合材料层合板面内力学性能的主要原因。从分析缝孔单胞的纤维弯曲几何特征入手 ,最终得到层合板面内的弹性应力应变关系。以缝纫复合材料层合板 [0 4 5 0 -45 90 4 5 0 - 45 ]2S为例 ,计算了缝纫复合材料层合板面内拉伸强度。计算结果表明 ,理论预测与实验结果吻合良好 ,证实了该模型的正确性。 展开更多
关键词 缝纫复合材料合板 面内性能 纤维弯曲模型 拉伸强度 力学性能
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碳纤维增强复合材料含孔层合板损伤破坏分析研究进展 被引量:7
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作者 崔海涛 温卫东 郝勇 《材料导报》 EI CAS CSCD 2002年第2期43-45,56,共4页
综述了碳纤维增强复合材料含孔层合板损伤破坏以及应力分析的研究进展,介绍了几种含孔层合板的破坏准则和分析含孔层合板损伤破坏的二维以及三维模型,展望了有待于进一步研究的问题。
关键词 复合材料 损伤 含孔合板 纤维增强 二维模型 应力分析 三维模型
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纤维复合材料层合板在四点弯曲载荷下的损伤分析 被引量:8
6
作者 赵玉卿 姜峰 黄争鸣 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2020年第2期10-18,共9页
实验测试了T300/7901碳纤维复合材料[0/90]8s层合板在四点弯曲静载下的载荷-位移响应及破坏载荷。基于桥联模型,在商用软件Abaqus/CAE中实现对该层合板在四点弯曲静载条件下的层内以及层间损伤破坏进行模拟分析。分析方法分为四个部分:... 实验测试了T300/7901碳纤维复合材料[0/90]8s层合板在四点弯曲静载下的载荷-位移响应及破坏载荷。基于桥联模型,在商用软件Abaqus/CAE中实现对该层合板在四点弯曲静载条件下的层内以及层间损伤破坏进行模拟分析。分析方法分为四个部分:仅利用组分材料数据,基于桥联模型对单向复合材料层的本构关系建模;利用考虑三维应力的Hashin判据预报复合材料层的纤维拉伸、压缩损伤及基体拉伸、压缩损伤;出现组分材料损伤后对相应材料点采用Camando方法进行刚度退化;在复合材料单层中间插入薄的纯树脂层,通过树脂层的损伤破坏分析层间分层。在Abaqus/Explicit模块中,利用子程序VUMAT完成以上材料建模分析;将模拟结果与实验数据进行对比。结果表明,模拟得到的载荷-位移曲线及破坏载荷与实验结果吻合很好,所提出的材料模型能有效预报纤维复合材料层合板的层内及层间损伤破坏情况。 展开更多
关键词 纤维复合材料合板 四点弯曲 间树脂 渐进损伤模型
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单向短纤维复合材料中热残余应力研究 被引量:4
7
作者 康国政 高庆 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期387-391,共5页
基于单向短纤维增强金属基复合材料的单纤维模型,利用轴对称弹塑性有限元分析方法,研究了该类复合材料中热残余应力的大小和分布情况以及各种微结构参量的变化对它的影响,同时还讨论了热残余应力的存在对基体与纤维之间应力传递的影... 基于单向短纤维增强金属基复合材料的单纤维模型,利用轴对称弹塑性有限元分析方法,研究了该类复合材料中热残余应力的大小和分布情况以及各种微结构参量的变化对它的影响,同时还讨论了热残余应力的存在对基体与纤维之间应力传递的影响。研究表明,热应变的不匹配导致纤维受压,基体受拉,界面法向受压。热残余应力的存在降低了基体与纤维间的应力传递,不利于复合材料整体性能的提高。 展开更多
关键词 有限元分析 弹塑性 热残余应力 金属基复合材料 纤维模型 热应变
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碳/玻璃纤维混编复合材料和钢板的单搭接接头的力学性能分析与预测 被引量:1
8
作者 陈洋 胡宁 +2 位作者 敬敏 宁慧铭 马春华 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期68-81,共14页
对碳/玻璃纤维混编纤维增强复合材料(FRP)和金属的粘接接头、铆接接头及粘铆混合连接接头的力学性能进行了系统的仿真和试验研究。分别使用内聚区损伤模型、金属失效准则和Hashin失效准则有效地模拟试验中胶层的脱粘失效、铆钉的断裂和... 对碳/玻璃纤维混编纤维增强复合材料(FRP)和金属的粘接接头、铆接接头及粘铆混合连接接头的力学性能进行了系统的仿真和试验研究。分别使用内聚区损伤模型、金属失效准则和Hashin失效准则有效地模拟试验中胶层的脱粘失效、铆钉的断裂和FRP板的损伤。结合3种失效准则建立粘铆混合连接的有限元模型,并对其混合连接接头的拉伸力学性能进行预测。结果表明有限元模型准确地预测了混合连接试验的最大载荷、失效位移、失效形式和复杂失效过程的各个阶段。混编FRP在有胶层的接头的失效模式上表现出了特殊性,作为编织纱的玻璃纤维被撕脱。此外,基于以上模型研究了胶层厚度对混合连接接头力学性能的影响规律。随着胶层厚度增加,接头的最大载荷先增大后减小,FRP板铆钉孔周围的失效范围逐渐增大。 展开更多
关键词 混合编织复合材料 搭接接头 厚度 力学性能 内聚区模型
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均匀化有限元法预测双向纤维增强复合材料力学性能 被引量:3
9
作者 吴志凯 江五贵 夏宇峰 《南昌航空大学学报(自然科学版)》 CAS 2015年第4期51-56,共6页
采用一个3D代表体积单元(RVE)微观模型并结合均匀化有限元的方法预测了双向连续纤维增强复合材料的力学性能。假设纤维和基体在其应力达到抗拉强度之前满足线弹性规律。分别分析了纤维/基体弹性模量比、泊松比及其纤维含量的对复合材料... 采用一个3D代表体积单元(RVE)微观模型并结合均匀化有限元的方法预测了双向连续纤维增强复合材料的力学性能。假设纤维和基体在其应力达到抗拉强度之前满足线弹性规律。分别分析了纤维/基体弹性模量比、泊松比及其纤维含量的对复合材料宏观力学性能的影响;以及采用内聚力模型分析界面性能对整体力学性能的影响。结果显示:纤维泊松比对复合材料力学性能影响很小;纤维模量对复合材料抗拉强度及面外方向的弹性模量影响较小,但对面内方向的弹性模量影响较大;随纤维含量的增加,宏观弹性模量及面内抗拉强度随之线性增加,而面外抗拉强度有减小趋势;界面的存在会降低复合材料的抗拉强度。 展开更多
关键词 双向纤维增强复合材料 微观模型 力学性能 内聚力模型
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碳纳米管/碳纤维增强复合材料层合板低速冲击响应和破坏的数值模拟 被引量:6
10
作者 王敏 文鹤鸣 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期22-33,共12页
碳纳米管/碳纤维增强复合材料(carbon nanotube/carbon fibre reinforced plastic,CNT/CFRP)是一种多尺度复合材料,比传统CFRP有更好的综合性能和更广阔的应用前景。对CNT/CFRP在低速冲击下的响应和破坏进行了数值模拟研究。首先,基于... 碳纳米管/碳纤维增强复合材料(carbon nanotube/carbon fibre reinforced plastic,CNT/CFRP)是一种多尺度复合材料,比传统CFRP有更好的综合性能和更广阔的应用前景。对CNT/CFRP在低速冲击下的响应和破坏进行了数值模拟研究。首先,基于先前的研究通过引入基体增韧因子、残余强度因子并改进损伤耦合方程,建立了新的FRP动态渐进损伤模型;然后,利用新建立的本构模型并结合黏结层损伤模型,对4种碳纳米管含量的增韧碳纤维增强树脂基复合材料层合板在5个能量下的冲击实验进行了数值模拟;最后,将模拟结果与文献中的相关实验结果进行了比较,并讨论了冲击速度的影响。结果表明:新建立的FRP本构模型能够预测CNT/CFRP层合板在低速冲击载荷作用下的响应、破坏过程和分层形貌,模拟得到的载荷-位移曲线和破坏形貌与实验吻合较好;冲击速度会影响CNT/CFRP层合板拉伸和压缩破坏的比例,相同的冲击能量下,更大的冲击速度会造成更多的拉伸破坏。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料 碳纳米管 动态渐进损伤模型 黏结模型 基体增韧因子 残余强度因子 损伤耦合 冲击载荷
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植物纤维复合材料层合板吸湿层间应力分析 被引量:1
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作者 姚欣欣 沈珉 徐兴春 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期941-946,共6页
为研究吸湿对植物纤维层合板层间应力的影响,采用超弹性吸湿本构模型来描述剑麻纤维增强苯甲基化木材(SFRBW)复合材料的吸湿力学行为,用Fortran语言编写了有限元用户材料子程序,建立了SFRBW层合板三维有限元模型,分析了不同湿度对不同... 为研究吸湿对植物纤维层合板层间应力的影响,采用超弹性吸湿本构模型来描述剑麻纤维增强苯甲基化木材(SFRBW)复合材料的吸湿力学行为,用Fortran语言编写了有限元用户材料子程序,建立了SFRBW层合板三维有限元模型,分析了不同湿度对不同铺设角的SFRBW斜交层合板受拉伸时的层间应力和自由边缘效应的影响。数值结果表明,对于斜交层合板,湿度对层间切应力τ13的影响最大;随着湿度的增加,层间应力集中会降低,缓解了层合板的自由边缘效应,在所有的斜交层合板[±θ]S中,[±15]S层合板层间应力τ13数值达到最大,[±55]S层合板层间应力τ13数值为零。该研究结果为湿环境下斜交层合板的优化设计提供了数值分析依据。 展开更多
关键词 植物纤维复合材料 吸湿本构模型 间应力 自由边缘效应 有限元分析
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碳纤维复合材料汽车翼子板优化设计研究 被引量:26
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作者 程章 朱平 +2 位作者 冯奇 何健 周庆伟 《汽车工程学报》 2015年第5期367-374,共8页
碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)零件的性能与其结构形式和铺层方式相关,合理的结构设计及铺层方式可充分发挥CFRP的效能。以CFRP汽车翼子板为研究对象,在保证性能要求的前提下,采用自由尺寸优化方法进行翼子板... 碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)零件的性能与其结构形式和铺层方式相关,合理的结构设计及铺层方式可充分发挥CFRP的效能。以CFRP汽车翼子板为研究对象,在保证性能要求的前提下,采用自由尺寸优化方法进行翼子板结构优化设计。在此基础上,将拉丁超立方采样与有限元方法相结合,获得翼子板设计空间的初始样本数据,建立以安装点刚度为目标的Kriging模型,并利用期望改进准则不断提高模型精度。基于构建的Kriging模型,采用遗传算法求解翼子板最佳铺层方式,使优化后的CFRP翼子板减重效果达到43.1%。 展开更多
关键词 纤维复合材料 翼子板 结构优化 优化 KRIGING模型
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基于自动铺放技术的热塑性复合材料原位固化成型研究进展:热传导行为及层间性能 被引量:13
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作者 曹忠亮 富宏亚 +1 位作者 付云忠 邵忠喜 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期894-900,共7页
纤维增强复合材料具有轻质、高强、性能可设计等特性,在减重、抗疲劳、耐腐蚀、维修性等方面明显优于传统金属材料,在航空航天、交通运输、国防等领域的应用越来越广泛,其中热塑性复合材料具有高韧性、高冲击性、无限储存周期、可回收... 纤维增强复合材料具有轻质、高强、性能可设计等特性,在减重、抗疲劳、耐腐蚀、维修性等方面明显优于传统金属材料,在航空航天、交通运输、国防等领域的应用越来越广泛,其中热塑性复合材料具有高韧性、高冲击性、无限储存周期、可回收利用等众多优点。复合材料自动铺放技术成型效率高、自动化程度高,特别适用于大尺寸和复杂构件的制造。同时,热塑性复合材料原位固化技术不断发展和进步,生产效率显著提高,生产成本降低,构件质量得以提升。因此,基于自动铺放技术的热塑性复合材料原位固化成型将会是未来大飞机主承力部件的重要成型方法。然而,热塑性复合材料铺放成型过程经历高温制造,伴随着热力学耦合等相关问题。对于原位固化方法,热源的选择颇为关键,将直接影响铺放成型的效果和效率。在铺放成型过程中,热塑性聚合物分子链受热发生流动,宏观上则是热塑性树脂发生从固态到熔融态再到固态的物理变化。整个成型过程持续时间较短,但又涉及一系列的物理变化,是一个非常复杂的过程,目前已成为国际上高性能热塑性复合材料的研究热点之一。热塑性复合材料纤维铺放成型常用的热源主要包括热空气、激光、超声波、电子束等。其中针对热空气的研究较早,建立了铺层内的热传导理论模型,就铺层基层中温度场展开了许多工作并取得了相应的成果。对激光加热成型获得的铺放构件的诸多研究表明,激光作为热源相比于热空气可以大幅提升层间性能。此外,学者们还提出了不同的理论模型来预测最终的熔合强度,但测试结果显示铺放构件的力学性能不及热压罐固化的构件,进一步的理论和实践探索仍然很有必要。本文主要聚焦基于预浸料自动铺放技术的热塑性复合材料原位固化成型工艺,从工艺过程中的热传导行为、铺层的性能指标两方面介绍或探讨了铺放工艺过程、热传递模型、原位固化热源、铺层间紧密接触度、熔合度及熔合强度等的研究现状。 展开更多
关键词 纤维增强热塑性复合材料 纤维预浸料 铺放 原位固化成型 热传递模型 热传导行为 间性能
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复合材料轴结构力学性能预测及铺层方案设计 被引量:10
14
作者 沙云东 骆丽 +2 位作者 贾秋月 赵奉同 栾孝驰 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期251-256,300,共7页
针对连续纤维增强金属基复合材料轴结构力学性能预测问题,考虑纤维呈四边形和六角形两种周期性排列方式,基于细观力学有限元方法,建立六种代表体积元(RVE)模型,计算该材料的宏观力学性能参数,并与已有的三种细观力学模型计算结果进行对... 针对连续纤维增强金属基复合材料轴结构力学性能预测问题,考虑纤维呈四边形和六角形两种周期性排列方式,基于细观力学有限元方法,建立六种代表体积元(RVE)模型,计算该材料的宏观力学性能参数,并与已有的三种细观力学模型计算结果进行对比分析。在此基础上,以低压涡轮轴为研究对象,将选定的RVE模型预测所得的宏观力学性能参数应用于该纤维增强复合材料轴结构的铺层方案设计中,利用数值模拟方法计算该轴结构在给定弯矩、扭矩作用下的变形量和应力,并分析铺层角度、厚度及铺层顺序对轴结构抗弯、抗扭性能的影响规律。研究发现纤维按某种特定的铺层角度组合铺设,可有效提高轴结构的抗弯、抗扭性能,通过计算分析提出了铺层设计方案。 展开更多
关键词 连续纤维增强金属基复合材料 细观力学模型 低压涡轮轴 力学性能 方案
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纤维增强复合材料结构的层间和层内损伤分析
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作者 刘秦智 《智能制造》 2016年第11期24-26,共3页
本文介绍了一种针对纤维增强复合材料结构的高级损伤分析的解决方案,该方法包含成熟的复合材料结构层间和层内损伤的材料模型和判据,能够针对铺层的损伤失效模式进行分析。本文首先介绍了复材层间和层内损伤模型,然后通过对一个标准复... 本文介绍了一种针对纤维增强复合材料结构的高级损伤分析的解决方案,该方法包含成熟的复合材料结构层间和层内损伤的材料模型和判据,能够针对铺层的损伤失效模式进行分析。本文首先介绍了复材层间和层内损伤模型,然后通过对一个标准复材曲梁进行虚拟的四点弯曲试验,验证了所应用方法的准确性。 展开更多
关键词 复合材料结构 损伤分析 纤维增强 四点弯曲试验 材料模型 失效模式 损伤模型
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热处理对金属基短纤维复合材料蠕变性能影响的试验和理论研究 被引量:6
16
作者 岳珠峰 胡卫兵 吕震宙 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期965-970,共6页
采用试验和有限元方法研究了热处理制度对金属基短纤维复合材料(MMC)蠕变性能的影响,同时考虑了2种不同热处理制度和1种铸造状态。试验结果表明,MMC的蠕变响应与热处理制度有关。在相同蠕变应力时,铸态试样有最小的最小蠕变应变率和最... 采用试验和有限元方法研究了热处理制度对金属基短纤维复合材料(MMC)蠕变性能的影响,同时考虑了2种不同热处理制度和1种铸造状态。试验结果表明,MMC的蠕变响应与热处理制度有关。在相同蠕变应力时,铸态试样有最小的最小蠕变应变率和最长的蠕变寿命,而热处理制度2(试样在550℃保温24h后随炉冷却)具有明显的最大的最小蠕变应变率和最短蠕变寿命,热处理制度1(试样在550℃保温24h后水冷)具有中等的最小蠕变应变率和中等的蠕变寿命。用单胞模型结合有限元方法模拟分析了热处理的影响,结果表明,热处理制度的影响可以归于热处理引起的残余应力和残余应变以及它们的历史,具体可以归于基体的蠕变耗散能、纤维轴向力和纤维-基体界面力。同时考虑了单胞模型的参数对上述分析结果的影响。 展开更多
关键词 金属基短纤维复合材料 MMC 热处理 蠕变性能 模型 有限元
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隧道钢纤维混凝土单层衬砌模型试验及数值模拟 被引量:5
17
作者 胡磊 王志杰 +2 位作者 何明磊 王奇 董玉辉 《铁道建筑》 北大核心 2014年第6期72-74,共3页
为了对隧道钢纤维混凝土单层衬砌作出安全性评价,使用卧式加载系统对钢纤维混凝土衬砌模型进行了室内试验。在保持平面应变的情况下,对隧道衬砌模型进行垂直方向和侧向加载以模拟隧道实际受力状态;同时利用FLAC 3D软件建立了隧道数值模... 为了对隧道钢纤维混凝土单层衬砌作出安全性评价,使用卧式加载系统对钢纤维混凝土衬砌模型进行了室内试验。在保持平面应变的情况下,对隧道衬砌模型进行垂直方向和侧向加载以模拟隧道实际受力状态;同时利用FLAC 3D软件建立了隧道数值模型。通过模型试验和数值模拟对特定隧道断面钢纤维混凝土单层衬砌的安全性进行了评价。模型试验及数值模拟分析结果表明,在设计荷载作用下对于衬砌各特殊验算截面,试验结果与数值模拟所得安全系数相差不大。模型试验与数值模拟相互验证,将二者相结合是一种评价隧道衬砌结构安全性的较为可靠的方法。 展开更多
关键词 纤维混凝土 衬砌 数值分析 模型试验 有限差分方法 安全性评价
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基于VAT技术的复合材料层合板螺栓连接补强研究 被引量:3
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作者 秦永利 祝颖丹 +3 位作者 蔡晶 孟令军 滑聪 范欣愉 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期68-72,共5页
本文提出一种简单高效的补强片设计方法,并采用纤维变角度牵引铺缝技术(VAT技术)制备了两种VAT补强片,对单剪搭接螺栓连接的复合材料层合板进行了深入的补强实验研究。结果表明,采用VAT补强片能够有效地提高螺栓连接复合材料层合板的承... 本文提出一种简单高效的补强片设计方法,并采用纤维变角度牵引铺缝技术(VAT技术)制备了两种VAT补强片,对单剪搭接螺栓连接的复合材料层合板进行了深入的补强实验研究。结果表明,采用VAT补强片能够有效地提高螺栓连接复合材料层合板的承载能力,其对应试样的归一化最大连接载荷相对于未补强试样和纤维平纹布补强试样分别提高了117.7%和37.3%;VAT补强片有利于阻止裂纹的扩展,使试样的破坏模式由剪切破坏变为挤压破坏;试样拉伸过程中发生的次弯曲效应可增大螺栓与复合材料的接触面积,有利于提高复合材料的连接强度,但是当次弯曲效应增大到一定程度时会导致补强片和母体的界面发生剪切破坏,不利于充分发挥补强片的承载性能。 展开更多
关键词 复合材料合板 纤维变角度牵引铺缝技术 剪搭接 开孔补强 次弯曲
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考虑界面层和孔隙的SiCf/SiCm复合材料热膨胀性能研究 被引量:5
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作者 牛宏伟 文敏 张帅 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期4101-4108,共8页
以三维四向编织SiCf/SiCm复合材料为对象,建立基于周期性边界条件、包含界面层和孔隙的复合材料单胞有限元模型,模型细观结构与工业CT扫描结果一致。计算了材料各个方向的热膨胀系数,发现界面层对纤维束热膨胀系数的影响不可忽略,基体... 以三维四向编织SiCf/SiCm复合材料为对象,建立基于周期性边界条件、包含界面层和孔隙的复合材料单胞有限元模型,模型细观结构与工业CT扫描结果一致。计算了材料各个方向的热膨胀系数,发现界面层对纤维束热膨胀系数的影响不可忽略,基体孔隙位置的随机分布对热膨胀系数计算结果没有影响,孔隙率的增加会引起系数的显著减小,对胞元的热应力分析表明纤维束上的热应力水平大于基体。通过自由膨胀加温试验对材料纵向热膨胀系数进行了测定,在室温至1100℃区间内热膨胀性能稳定,试验结果与预测值符合较好。可为含界面层和基体孔隙的三维编织复合材料及其他多孔复合材料热膨胀性能研究提供理论基础。 展开更多
关键词 复合材料 三维编织 SiC 纤维 界面 基体孔隙 热膨胀系数
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用DPS模型预测缝合复合材料弹性常数 被引量:11
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作者 孟凡颢 《飞机设计》 2004年第3期17-20,共4页
提出了模拟缝合复合材料单层的DPS模型 ,并采用材料力学方法对该模型进行了细观分析 ,给出了缝合复合材料面内弹性常数的预测方法。同时 ,利用本文得到的方法对T30 0 /QY8911缝合复合材料弹性常数进行了预测。通过与试验结果的对比分析... 提出了模拟缝合复合材料单层的DPS模型 ,并采用材料力学方法对该模型进行了细观分析 ,给出了缝合复合材料面内弹性常数的预测方法。同时 ,利用本文得到的方法对T30 0 /QY8911缝合复合材料弹性常数进行了预测。通过与试验结果的对比分析证明 ,该预测方法具有非常高的准确性。 展开更多
关键词 缝合复合材料 弹性常数 材料力学 细观分析 模型预测
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