合板
- 考慮90°子鋪層的T300/69層合板斷裂韌性數值模擬和實驗研究
性能.復合材料層合板初始裂紋的出現和擴展比較復雜.傳統復合材料層合板大多為對稱鋪設,即將層合板結構設計成均衡對稱形式.在層合板鋪層數量較少時,90°子鋪層對斷裂韌性的影響可以忽略不計.隨著層合板鋪層厚度增加,90°子鋪層會對復合材料層合板整體斷裂韌性產生一定影響,且隨著裂紋張開位移的不斷增大,纖維與基體出現脫粘現象,橋聯纖維會出現損傷,最終導致纖維斷裂.傳統的擴展有限元模型在模擬裂紋方面有很大的優勢[4],可以考慮每個子鋪層對層合板整體性能的影響,但不能模
蘭州理工大學學報 2023年6期2024-01-06
- 彎曲復合材料層合板雷擊損傷影響分析
FEA)模型對層合板的雷擊燒蝕損傷進行分析;Hirano等[9]利用實驗的方法研究不同峰值雷擊電流對規格為IM600/133的層合板損傷影響;丁寧等[10-11]利用有限元軟件ANSYS消除單元方法分析雷擊電流對層合板的燒蝕損傷特性,并研究不同因素對損傷結果的影響;尹俊杰等[12-13]和單澤眾等[14-15]利用電熱耦合有限元模型對含緊固件層合板的雷擊燒蝕損傷進行分析;Soykasap等[16]、Burkov等[17]、Zhao等[18]和Fu等[19]
科學技術與工程 2023年30期2023-11-23
- 基于聲發射檢測的能量釋放率預測多向復合材料層合板的分層機理
但多向復合材料層合板的臨界能量釋放率由于其復雜性,因此較難測量。利用聲發射(Acoustic Emission,AE)技術可以在整個試驗期間連續檢測不可觀測的微裂紋,并不間斷地跟蹤裂紋的萌生和演化,因此結合斷裂力學、有限元分析和理論建模,聲發射檢測也可以有效評估分層損傷[7-12]。本文針對復合材料氣瓶的多方向纏繞損傷模式復雜的問題,制作不同界面纖維取向的玻璃/環氧復合材料(Glass Fiber Reinforced Plastic,GFRP)層合板,進
壓力容器 2023年8期2023-11-07
- 玄武巖纖維增強木質層合板低速沖擊力學響應研究
效準則，建立了層合板在低速沖擊載荷作用下有限元漸進損傷分析模型。利用ABAQUS /Explicit 軟件進行參數化建模，對層合板在低速沖擊作用下的損傷進行預測，預測結果與試驗結果相吻合，表明退化模型的可行性。玄武巖纖維增強木質層合板是一種復合材料，以玄武巖纖維布作為增強層，木材單板作為基體層，通過物理及化學方法組合而成的一種新型材料。玄武巖纖維是使用天然火山巖為原料制備而成的新型材料，其單絲極限拉伸強度可達4 800 MPa，彈性模量可達115 GPa。
西南林業大學學報 2023年3期2023-06-20
- 不同鋪層方式的復合材料層合板彎曲性能的研究
。在設計碳纖維層合板的基礎上，研究了不同鋪層角度和鋪層層數對碳纖維復合材料層合板的彎曲性能影響。1 碳纖維層合板的設計1.1 設計方法及材料選擇在層合板的設計中主要考慮了鋪層順序、鋪層角度以及各種鋪層角的比例。按照纖維在基體中的分布形式，纖維增強復合材料分為單層板和層合板。單層板是指鋪層的纖維朝一個方向排列或鋪層的纖維雙向交織排列，層合板是單層板以規定的纖維方向和次序，以疊層的形式進行鋪放后黏合，再經過加熱固化處理而成[2]。為了避免固化后因剪拉耦合或拉彎
汽車零部件 2023年3期2023-04-01
- 分層缺陷深度對復合材料層合板力學性能的影響
提高。復合材料層合板在制造過程中常會出現內部分層(即分層缺陷)。分層缺陷作為復合材料的常見損傷形式，影響了復合材料的力學性能，直接關系著復合材料的使用，因此對復合材料層合板分層缺陷的研究至關重要[1-5]。國內外學者對復合材料層合板的分層缺陷做了大量研究[6-9]。王雪明等[10]總結了分層缺陷的種類，并分析了其產生原因，開展了分層缺陷試驗模擬方法的研究，發現埋入防黏紙產生的分層最適宜模擬分層缺陷。ALAYDIN等[11]采用Kirchhoff-Love殼
理化檢驗(物理分冊) 2023年1期2023-02-09
- 復合材料層合板沖擊后疲勞損傷擴展數值模擬
考慮到復合材料層合板的低速沖擊和沖擊后疲勞試驗耗時長、成本高、實驗結果分散性大[6]，所以許多學者借助有限元分析軟件模擬層合板沖擊和疲勞損傷擴展。Japtan[7]等基于最大應力破壞準則建立了三維有限元仿真模型，使用有限元軟件LS-DYNA模擬層合板在低速沖擊載荷作用下的響應。Hou[8]等使用LS-DYNA提出的損傷分析模型，考慮纖維和基體破壞引起的局部高剪切應力對層間剪切強度的影響，通過試驗對比發現該模型能夠較好地模擬層合板低速沖擊過程。喻濺鑒[9]等
蘭州工業學院學報 2022年5期2022-11-23
- 含沖擊損傷復合材料層合板疲勞壽命預測
然而，復合材料層合板在制造、運輸和使用過程中難免會遭受各種損傷，其中沖擊損傷尤為突出。目前，風力發電機葉片的材質多為復合材料，由于其服役過程中會遭受飛鳥、沙石等沖擊，這類低能量沖擊會對葉片內部產生沖擊損傷，但在表面不易被發現，這會嚴重影響風電葉片在服役過程中的安全性和使用壽命[4-7]。當層合板受到低速沖擊產生不可視的損傷后，會導致復合材料層合板的剩余強度和疲勞性能顯著下降[8-9]。因此，開展含沖擊損傷的復合材料層合板疲勞壽命研究很有必要。目前，Shre
西安理工大學學報 2022年2期2022-09-26
- CFRP層合板爆炸分離損傷模式研究
流切割CFRP層合板的斷裂機理，發現金屬背皮能較好地約束爆炸能量。胡坤倫等[8]研究發現，采用打孔裝藥法爆炸分離碳纖維樹脂復合板時損傷只位于裝藥孔附近。綜上所述，目前的研究主要針對爆炸分離技術展開，對于CFRP復合材料的爆炸損傷機理研究涉及較少。本文采用數值模擬與試驗相結合的方法，研究爆炸作用下不同埋藥槽深CFRP層合板的損傷模式和機理，可為復材葉片爆炸飛脫設計提供借鑒和參考。1 爆炸分離數值模擬為提高研究效率及降低試驗成本，先通過仿真對不同埋藥槽深的CF
機械工程師 2022年9期2022-09-08
- 復合材料層合板漸進損傷模擬
5）對復合材料層合板結構損傷失效的研究一直是科研人員關注的熱點問題，國內外的研究人員在復合材料層合板結構損傷失效方面做了很多的實驗研究。為了能準確地預測層合板損傷的萌生、積累和擴展的規律，提出了相關的理論破壞模型。很多專家、學者對復合材料結構損傷失效過程的研究都取得了一定成果，與此同時對復合材料結構損傷失效的研究還有許多問題需要解決。復合材料結構漸進失效分析方法包括應力分析、失效準則和一級退化準則3 個方面[1]。本文采用三維的Hashin 損傷準則，通過
科技與創新 2022年15期2022-08-04
- 高強纖維復合材料典型膠接接頭抗彈性能研究
引言復合材料層合板具有比強度高、比模量高、抗彈性能優異等力學優點，被廣泛應用于艦船防護結構中。但受生產條件、安裝工藝、使用維護的限制或需要，在大尺度結構中，層合板多采用多塊體組合、相互連接方式應用。目前，常用的連接方式有螺栓連接、膠粘連結和Z-Pin連接等，其中，膠粘連接方式因具有應力集中系數低、結構輕等優點而被廣泛使用。研究表明，采用膠粘連接時，層合板連接處的拉伸、剪切強度明顯降低。為此，研究人員采用膠粘復合材料、金屬等材料補強片方式，以有效提高層合板
兵器裝備工程學報 2022年6期2022-07-10
- 復合材料層合板鳥彈撞擊損傷分析
了鳥撞風扇葉片層合板厚度對飛機的影響，計算出鳥撞層合板的臨界厚度；Zhou等在不改變整體幾何形狀的情況下，考慮了不同材料體系（不同鋪層順序和總厚度)的鳥擊耐撞性；Kim等、Siddens等分別采用任意拉格朗日-歐拉（Arbitrary Lagrange-Euler，ALE)方法和無網格拉格朗日粒子方法研究了被鳥擊中的單個風扇葉片的初始退化，并評估了對其他發動機部件的后續損壞；Heimbs等介紹了在軟體沖擊下承受拉伸和壓縮預載荷的層壓復合板的動態行為，發現拉
航空發動機 2022年2期2022-07-05
- 基于響應面法的纖維金屬層合板抗彈性能優化設計*
63）纖維金屬層合板是由纖維增強復合材料與金屬或金屬合金交替層鋪而成的新型復合結構，由于其具有優異的強度、剛度、耐腐蝕、耐疲勞以及沖擊吸能等性能，在航天航空、汽車以及船舶等行業都存在巨大的應用潛力。纖維增強復合材料本身具有各項異性、界面差異性較大、設計靈活多變等特點，且金屬層和纖維層的厚度以及排列順序也會對層合板的抗彈吸能特性產生一定影響。因此，開展纖維金屬層合板優化設計研究對其力學性能增強和輕量化具有重要意義。近年來，學者們對于復合材料結構的設計和優化開
爆炸與沖擊 2022年4期2022-05-21
- 干濕環境對環氧樹脂/碳纖維復合材料層合板老化性能的影響
分子在復合材料層合板中的擴散速率，相對濕度決定飽和吸濕速率，并提出預測吸濕率隨時間的變化方程。開展開孔/未開孔CFRP在不同服役環境下的老化行為以及老化性能隨時間的變化規律研究，對于采取針對性的抗老化措施和保障材料安全服役具有一定的指導意義。筆者通過對開孔與未開孔的環氧樹脂/碳纖維復合材料在70℃水浸、70℃環境、23℃水浸、2℃環境、2℃水浸五種環境下進行7，21，63 d的加速老化試驗，考察了復合材料的吸濕率、形貌、化學結構和耐溫性能的變化規律和機理。
工程塑料應用 2022年4期2022-04-23
- 數字化牙合板在骨性Ⅲ類錯牙合患者雙頜手術中的應用及評價
計劃及制作傳統牙合板[2-3]。隨著計算機技術的不斷發展進步，三維成像技術、計算機輔助手術模擬技術(computer-aided surgical simulation, CASS)、計算機輔助設計與計算機輔助制造(computer-aided designing/computer-aided manufacturing, CAD/CAM)技術等數字化技術逐漸興起，數字化正頜外科順應而出[4-5]。如今數字化技術已經廣泛應用于正頜外科中的各個階段，包括術前
口腔醫學 2021年12期2022-01-17
- 碳纖維、碳/?；祀s纖維層合板力學性能對比研究
碳/?；祀s纖維層合板可能發生的所有損傷模式。目前，國內外研究內容大多針對碳/玻層間或層內混雜纖維復合材料層合板某一個對象，并結合力學性能試驗，對比分析不同材料組成成分的影響。但對于碳纖維與碳/玻層間混雜纖維復合材料層合板對比研究較少，在材料臨界強度下，是否可以采用碳/?；祀s纖維復合材料層合板替代碳纖維復合材料層合板來降低成本有待研究。本研究以碳纖維復和碳/玻層間混雜纖維復合材料層合板兩類試件為研究對象，建立相同邊界條下的層合板有限元模型，并進行軸向載荷下的
兵器裝備工程學報 2021年10期2021-11-08
- 鋪層對復合材料層合板力學性能影響的研究
機翼中使用的薄層合板結構，可以使用經典層合板理論進行分析，而對于復合材料機翼中使用的中厚層合板結構，就需要考慮使用三維分析方法進行計算?？紤]到復合材料中厚層合板往往由幾十層甚至上百層鋪設而成，直接建模較復雜，建模效率較低[1-2]。目前國內外普遍采用優化方法開展復合材料層合板的鋪層設計[3-7]，基于遺傳算法對復合材料層合板開展了以層合板的鋪層角度為優化變量，以復合材料層合板強度為優化目標的優化分析；也有的基于層合板等效方法開展了穩定性分析等相關計算[8]
西安航空學院學報 2021年3期2021-10-14
- 非對稱矩形FRP層合板固化變形的預測及優化
[1]。非對稱層合板具有可設計的彎扭、拉彎耦合效應，解決了前掠機翼的氣動發散問題，在美國X-29A和俄羅斯SR-10教練機中得到了成功應用。然而，復合材料結構始終存在固化外形與理論外形不一致的固化變形問題，而且非對稱層合板比對稱層合板更嚴重。理論模型具有計算速度快及能夠揭示物理機理的優勢，受到廣大學者的關注。經典層合板理論模型和Rayleigh-Litz模型是目前預測非對稱層合板固化變形的主要理論模型。經典層合板理論模型不適用于預測方板的固化變形，而Ray
機械設計與制造工程 2021年8期2021-09-15
- 多脫層復合材料層合板的固有頻率計算
程解決復合材料層合板的非線性自由振動問題；Joshi等[7]用有限元法對均布載荷作用下的層合板逐層失效過程進行了自由振動分析；Xing等[8]提出了擴展變量分離法,來求解具有任意齊次邊界條件的正交各向異性矩形薄板自由振動問題的封閉解析解。脫層是復合材料層合板最主要的損傷形式之一。自從1976年Kachanov[9]提出復合材料層合板脫層的失效問題，以及1981年Chai等[10]首次建立一維梁的脫層分析模型起，不少學者也對復合材料層合板的脫層問題進行研究。
華南理工大學學報（自然科學版） 2021年5期2021-07-09
- 非對稱鋪層T700復合材料層合板鋪層順序優化
碳纖維復合材料層合板在實際工程應用中不可或缺，其鋪層順序直接影響著碳纖維復合材料層合板的力學性能，對復合材料鋪層順序進行優化設計，具有重要的意義。層合板的穩定性不僅與鋪層角和鋪層比例有關，而且與鋪層順序有關，開展以提高層合板穩定性為目的的優化設計，關鍵在于鋪層順序的優化[1]。何旋等[2]利用免疫遺傳算法，對復合材料層合板進行鋪層順序優化，并且收斂于全局最優解；唐文艷等[3]采用改進的整數編碼遺傳算法，對鋪層順序進行研究，提高了層合板的力學性能；王共冬等[
科學技術與工程 2021年8期2021-04-22
- 濕熱環境中碳纖維復合材料層合板的強度退化及老化壽命預測
切開展CFRP層合板在濕熱環境中的失效行為及其失效機理研究。ADAMS[1]、ISLAM等[2]、NADDER等[3]對CFRP在濕熱環境中的吸濕行為進行了研究，發現：在高溫高濕的加速老化條件下，CFRP的吸濕過程符合Fick第二定律，較高的溫度可使擴散系數增大，CFRP的吸濕飽和時間縮短；經過濕熱老化后，CFRP的拉伸強度、彎曲強度、彈性模量和彎曲模量均降低，疲勞壽命大幅縮短。MIKOLS等[4]、JEDIDI等[5]研究了不同樹脂基體的CFRP在濕熱循
機械工程材料 2021年4期2021-04-22
- 金屬層合板板形翹曲變形行為
00083金屬層合板是利用復合技術使2種或2種以上物理、化學性能不同的金屬層牢固結合在一起而獲得的新型板帶材[1-3]. 因其同時具備結構和功能性特點，被廣泛應用于石油化工、海洋工程、油氣輸送、航空航天及機械冶金等領域[4-5]. 軋制生產金屬層合板是一種十分高效且高質量的生產方式. 近年來，如為了輕量化環保等，金屬層合板需進行減薄軋制. 由于金屬層合板層間材料物理性能及力學性能存在差異，在后續加工過程中極易產生沿厚度方向不均勻的塑性延伸，導致翹曲缺陷的產
工程科學學報 2021年3期2021-03-29
- 薄壁曲面復合材料層合板成型工藝參數與形面精度影響規律
面精度復合材料層合板適用的成型工藝控制方法，本文針對典型的Φ500 mm 直徑曲面球冠結構復合材料層合板，設計了6 組不同工藝參數的成型對比實驗，分析出邊緣效應、鋪放方式、固化溫度等參數對層合板固化變形量的影響規律。研究表明，增加碳纖維模量和降低預浸料單層厚度可提高層合板形面精度；層合板鋪放尺寸超過直徑的5%可降低邊緣效應的影響；自動鋪絲技術鋪放質量一致性高，手工鋪層可以制造出高形面精度的層合板，但相對發生概率低；降低層合板固化溫度和降溫速率能夠有效地提高
宇航材料工藝 2021年6期2021-03-19
- 非對稱鋪層復合材料層合板質量優化設計1)
用[2-3]，層合板是重要結構件之一。碳纖維增強復合材料層合板，常規鋪層方式為單層內纖維進行直線鋪設，然后將多層單層板粘合在一起組成整體結構板[4]。隨著我國大飛機項目的啟動，復合材料成型技術的研究也越來越緊迫，優化復合材料性能改進成型技術的效率是研究復合材料的重中之重[5]。Pelletier等[6]采用遺傳算法，以復合材料鋪層厚度為設計變量，復合材料層合板的最大強度為優化目標，進行優化。吳浩等[7]首先對復合材料層合板進行力學性能分析，為層合板結構穩定
力學與實踐 2021年1期2021-03-06
- 含緊固件層合板雷擊燒蝕損傷分析
傷的研究對象以層合板為主，Ogasawara等[5]、Hirano等[6]通過溫度疊加法研究層合板雷擊燒蝕損傷特性，并與實驗進行對比驗證結果的準確性。國內學者研究較晚，丁寧等[7]、付尚琛等[8]分別采用溫度疊加法并通過軟件分析層合板的雷擊燒蝕損傷特性。此外，丁寧等[9]、肖堯等[10]還針對不同因素影響下層合板的雷擊燒蝕損傷特性進行了分析討論。層合板在民機結構上的安裝方式多數采用緊固件的形式進行約束，研究含緊固件層合板的雷擊燒蝕損傷符合工程實際應用。針對
航空材料學報 2021年1期2021-03-02
- 碳纖維增強樹脂開孔層合板軸向拉伸失效模擬分析
強度相對較弱，層合板材料結構的損傷阻抗和層間強度較差，在外力的作用下容易發生纖維斷裂、基體開裂以及分層斷裂等失效模式[4-5].這些內部損傷發生后會逐漸擴展，使得復合材料零件的力學性能嚴重退化，使用壽命降低，限制了纖維增強復合材料的應用[6-8].因此，研究復合材料在外力作用下的變形和損傷機理，抑制失效的發生，對于提高復合材料的成形性能具有理論與實際意義.魯國富等[9]采用了修正的三維Hashin準則作為單元失效的判斷依據，使用交互式退化模型對失效單元進行
東北大學學報（自然科學版） 2021年1期2021-01-15
- MATLAB編程在層合板強度分析中的應用1)
[1]。其中，層合板強度的宏觀力學分析是復合材料力學課程的教學重點和難點。由于該問題理論性強、邏輯關系復雜、數學運算繁瑣、手工計算量大，學生在學習時往往會產生畏難情緒，接受知識困難。另一方面，MATLAB以其強大的數學計算、符號運算、圖形處理等功能和簡單易學的編程語言，作為輔助手段可促進學生對知識的理解和應用，提升教學效果。目前，在力學基礎課和專業課中已有許多應用MATLAB的成功案例[2-5]。本文將探討一種基于MATLAB編程的層合板強度分析方法，通過
力學與實踐 2020年6期2021-01-06
- 基于電熱耦合模型分析含緊固件復合材料層合板雷擊燒蝕損傷
損傷分析主要以層合板為主。Ogasawara等[6]、付尚琛等[7]利用有限元軟件ABAQUS熱電耦合模塊，采用溫度疊加法分析層合板的雷擊燒蝕損傷特性。Hirano等[8]利用實驗的方法研究不同峰值雷擊電流對規格為IM600/133的層合板損傷情況。丁寧等[9]利用有限元軟件ANSYS殺死單元方法分析雷擊電流對層合板的燒蝕損傷特性，并研究不同因素對損傷結果的影響。以上學者研究了層合板的雷擊燒蝕損傷結果，但由于層合板主要通過鉚接的方式固定于民航飛機結構上，所
航空材料學報 2020年6期2020-12-07
- 一種復合材料層合板孔邊單層應力計算方法
引言復合材料層合板是一種重要的工程結構材料，具有比強度高及可設計的優點，在航空航天領域應用廣泛。在復合材料層合板構件中，往往會存在結構性或功能性開孔特征，而開孔導致的應力集中使得孔邊成為結構的薄弱位置，因此復合材料層合板孔邊應力及強度分析是工程設計的重要內容之一。復合材料層合板是一種典型的非均質各向異性材料，其開孔邊應力與均質各向同性材料的有明顯區別，但也具有一定的相關性，迄今已有眾多學者對此做了大量研究。Wu 等[1]采用各向同性含孔板分析中應力集中因
燃氣渦輪試驗與研究 2020年4期2020-10-29
- 考慮橫向拉伸的壓電材料層合板的自由振動研究
非對稱正交鋪設層合板的線性振動特性。Sharma等[2]利用里茲方法和樣條函數技術研究了不同邊界條件下反對稱正交鋪設層合板的自由振動。Abedi等[3]以多項式的形式展開為位移展開形式，研究了任意邊界條件下復合材料層合板的自由振動。Tseng[4]等應用多維波數字濾波網絡計算了正交對稱鋪設層合板的自由振動和彎曲。Fallah等[5]提出了一種新的無網格有限元法，用于預測復合材料層合板的頻率。Quintana等[6]在里茲變分方法的基礎上分析了對稱鋪設層合板
北京信息科技大學學報(自然科學版) 2020年4期2020-09-08
- 高溫環境對含孔復合材料層合板屈曲性能的影響
維增強復合材料層合板在受壓時的力學性能和失效形式的影響，指出隨著聚類效應的加強，層合板的抗壓強度逐漸減小，并伴隨著出現脆性斷裂乃至分層等失效形式；Duan等［17］通過壓縮實驗對鉆孔引起的分層缺陷對含孔碳纖維復合材料層合板屈曲行為的影響進行了研究，發現隨著分層缺陷的尺寸越來越大，層合板的屈曲載荷會顯著地減小.基于上述分析，本文在商業化有限元軟件ABAQUS中建立了帶有不同直徑大小的孔的碳纖維增強復合材料層合板（以下簡稱層合板）的有限元模型，通過設置不同溫度
河南科學 2020年5期2020-07-04
- 平面載荷作用下四邊簡支層合平板屈曲的有限元模擬
是各種復合材料層合板中最簡單又應用最廣的一種，以經典層合板理論為基礎，而不考慮層間應力和橫向剪切影響。在復合材料結構分析中，已經廣泛采用有限元數值仿真分析，本文計算分析采用ANSYS軟件，選用Shell99（線性層合結構殼單元）。ANSYS先定義材料性質、鋪層角、鋪層厚度，然后通過由下到上的順序逐層疊加組合為復合材料層合結構。假設屈曲以前是薄膜應力狀態，不考慮拉彎耦合影響，當平板受平面載荷時，由薄膜狀態進入屈曲狀態，求引起屈曲的最小載荷。2 參數設置與模型
建材與裝飾 2020年16期2020-06-09
- 碳纖維增強復合材料層合板的抗沖擊性能
維增強復合材料層合板憑借其高比強度、高比模量以及較好的隱身吸波性能，在航空航天領域以及快速響應艦船工業中已經取代了部分傳統的金屬材料和結構，成為現代三航工業領域不可或缺的一部分。早期開展的纖維增強復合材料層合板結構動態失效行為研究工作主要以落錘撞擊和彈體侵徹形成的接觸式沖擊加載為主[1-2]。研究結果表明，纖維增強復合材料層合板的主要失效模式包含基體和纖維斷裂、層裂等。Hashin[3]指出，纖維和基體材料、鋪層方式、幾何尺寸和加載面積等均會對層合板的失效
高壓物理學報 2020年2期2020-04-14
- 基于熱力耦合層合板雷擊損傷特性分析
，雷擊電流作用層合板會導致其發生燒蝕損傷，還會導致燒蝕區域周圍產生極大的溫度梯度。溫度發生變化，可引起層合板單元發生膨脹，但由于周圍的約束以及內部單元模塊的相互制約，不能完全自由膨脹，所以會產生熱應力。由于雷擊附著層合板過程持續時間較短，傳遞的熱量高，可使其產生極大的熱應力，致使層合板燒蝕損傷區域周圍發生基體開裂、分層及纖維斷裂。2019年5月5日，俄航飛機遭遇雷擊之后，緊急迫降時起火導致失事。為保證飛機在遭受雷擊之后結構還能支持飛機的安全著陸，探究層合板
航空材料學報 2020年1期2020-02-10
- 濕熱環境下膠接修理碳纖維/環氧樹脂基層合板振動特性
濕度對復合材料層合板膠接修理結構振動特性的影響，對于民用飛機復合材料結構損傷容限和修理容限的研究具有重要意義[3]。近年來，學者們對完整和含損傷復合材料層合板及其膠接修理后的力學特性進行了大量的理論、實驗以及仿真研究。發現溫度和濕度的增加，導致層合板內部產生濕熱應力和應變，這會對復合材料的振動特性產生很大影響。Rath等采用數值和實驗相結合的方法，定量分析了不同溫濕度條件下，編織纖維層合板的幾何結構、材料和層合板參數對層合板自由振動的影響[4]。Natar
航空材料學報 2020年1期2020-02-10
- 鋪層結構對復合材料層合板固有頻率的影響 *
性質。復合材料層合板結構的多樣性、參數可設計性、性價比較優等特點被廣泛用于新型民用飛機、航天工程、高速列車等高科技領域[1-2]。但無論是在哪個領域，工況下都容易受到激勵的作用引起整個結構的振動[3]。因此，對復合材料層合板的振動特性研究具有極其重要的實際意義。黃凌志等[4]采用一種基于高階剪切變形理論來獲得任意形式鋪設層合板的固有頻率。師俊平等[5]基于哈密頓最小作用量原理，推導了復合材料層合板在任意鋪層下的自由振動變分方程,并運用Ritz法對一般邊界條
固體火箭技術 2019年6期2020-01-16
- 一種交織鋪層結構層合板性能
種交織鋪層結構層合板成型方法，制備了非交織、交織正交層合板、非交織、兩向交織和四向交織準各向同性層合板復合材料，并對交織鋪層結構復合材料的層間結構和性能進行了分析研究。結果表明：交織正交層合板的拉伸、壓縮、彎曲性能較非交織板性能均有所下降，但其層間剪切性能有明顯提高，提高幅度約為16%；隨著交織鋪層組厚度的增加，交織層合板的拉伸性能呈下降趨勢；交織層合板的開孔后拉伸、開孔后壓縮和沖擊后壓縮強度保持率均高于非交織板，且沖擊后分層損傷面積明顯低于非交織板。交織
宇航材料工藝 2019年3期2019-07-23
- 碳纖維層合板有限元分析
要的意義。1 層合板理論層合板是由2層以上的單層板粘合在一起成為整體的受力結構元件，各單層的材料、厚度和彈性力學特性可以互不相同。適當地改變這些參數，就可以設計出最有效地承受各種載荷的結構元件。1.1 單層板彈性特征單層板是層合結構的基本單元，單層板是指單向纖維或編織纖維在基體中呈扁平形式的層片。單層板的力學分析是層合結構力學分析的基礎。單層板屬于宏觀各向同性體或正交各向異性體，其3個彈性主方向分別為纖維縱向L，面內垂直于纖維的橫向T和垂直于板平面的法向N
數字海洋與水下攻防 2018年3期2018-12-20
- 金屬層合板激光圓弧掃描彎曲成形試驗研究*
言不銹鋼—碳鋼層合板屬于金屬基宏觀組合型復合材料[1]，其基層材料為碳鋼，覆層材料為不銹鋼。其中，爆炸+軋制工藝生產的不銹鋼—碳鋼層合板，不銹鋼層與碳鋼層界面產生牢固的冶金結合，以其兼顧表層不銹鋼層良好的抗腐蝕性、耐磨性以及碳鋼層高強度、高硬度特點[2]，使得不銹鋼—碳鋼層合板具備優良的綜合性能，并廣泛開始應用于機械及汽車制造、建筑行業、石油化工、交通橋梁、船舶運載以及核電設備等方面。金屬板材激光彎曲成形技術是一種無模具、柔性彎曲成形技術，其利用熱源加載到
現代機械 2018年5期2018-11-13
- 基于非對稱復合材料層合板的準零剛度隔振系統
的積分為零建立層合板動力學模型。(1)式中：T為板的動能；∏為板的總勢能；WF為外力對板做的功。1.1 層合板總勢能正交鋪設雙穩定層板的坐標系如圖2所示，坐標系的原點為層板中心點，坐標主軸與層板邊緣平行。層板鋪設以中心面(即坐標軸xoy面)為分界中心面以下為0°鋪層，以上為90°鋪層，0°鋪層與90°鋪層厚度相等，文中所描述層合板厚度均為層合板總厚度。(a)非穩定構型 (b)穩定構型1 (c)穩定構型2圖2 正交鋪設雙穩定層板坐標示意圖Fig.2 Cart
振動與沖擊 2018年20期2018-11-01
- 含粘彈性層纖維增強層合板的熱屈曲及阻尼特性分析
。因此有必要對層合板在不同溫度場中的熱屈曲行為進行研究[1-5]。TAUCHERT[6]對中厚反對稱角鋪設層合板在簡支邊界條件和均勻升溫下進行了熱屈曲研究，并分析了纖維取向、板層數、板厚度和長寬比對臨界屈曲溫度的影響?；诮浀鋵雍侠碚摵唾み|金法，CHEN et al[7]研究了均勻溫度場下反對稱角鋪設層壓板的熱屈曲。SHIAU et al[8]使用有限單元法研究了層合板的熱屈曲行為，并詳細分析了具有不同E1/E2、長寬比、纖維方向、鋪層順序以及邊界條件的正
太原理工大學學報 2018年5期2018-09-21
- 溫度對高速列車層合板振動聲輻射的影響
源之一[1]。層合板結構是由兩塊相對較薄且剛度較大的面板和相對較軟的芯層粘接而成，面板層通常為鋁合金、鋼、纖維復合材料等，芯層一般為固態泡沫、多孔材料、蜂窩結構等。層合板結構具有輕質、高比剛度、隔聲、隔熱性能良好和設計性強等特點，被廣泛應用于高速列車的頂板、側墻以及地板上[2]。國內外有不少關于溫度對板件聲振特性影響的研究。楊雄偉等采用有限元-統計能量混合法對超聲速飛行器在高溫環境中的聲振響應進行了數值研究[3]。耿謙等運用數值分析方法研究了熱應力對結構聲
噪聲與振動控制 2018年4期2018-08-30
- 彈體正沖擊芳綸纖維層合板模擬研究
研究了復合材料層合板的侵徹行為，對比了不同彈頭沖擊層合板的剩余速度和初始速度的關系以及不同層數層合板對抗彈性能的影響，為制造防彈材料選擇合適的厚度提供了很好的理論依據。Lopez-Puente等[8]分別采用實驗研究和ABAQUS軟件模擬分析了碳纖維層合板正沖擊和斜沖擊下板的侵徹行為，通過大量有限元計算找到了彈道的極限速度，并提取數值總結出沖擊速度與極限速度(子彈穿透層合板后速度剛好為零時的初始速度稱為極限速度)的線性關系。Tan等[9]采用實驗的方法對比
振動與沖擊 2018年6期2018-03-28
- 含切口復合材料層合板拉伸應變集中與失效分析
變集中也會引起層合板提前發生失效[1]。因此，研究含切口復合材料的損傷破壞問題具有重要的工程意義。國內外許多研究者對含切口復合材料的力學行為展開了研究。Tan[2]建立了含橢圓形切口的正交各向異性復合材料層合板的應力近似分析方法，朱西平等[3]基于應力近似計算方法分析了材料性能、鋪層方式等因素對復合材料層合板的孔邊應力集中的影響。對于含切口復合材料層合板的強度問題，Whitney等[4]提出的點應力準則和平均應力準則可用于估算含有中心切口復合材料層合板的剩
材料工程 2018年2期2018-02-28
- 復合材料層合板的抗彈性能模擬分析
技術】復合材料層合板的抗彈性能模擬分析賈寶華1,劉 翔1,顧永強1,徐振洋2,郭連軍2(1.內蒙古科技大學 土木工程學院， 內蒙古 包頭 014010；2.遼寧科技大學 礦業工程學院， 遼寧 鞍山 114051)采用有限元軟件ABAQUS模擬圓錐頭彈體正沖擊纖維增強復合材料層合板，分析了不同層數層合板在不同沖擊速度下，子彈初始速度和剩余速度的關系以及層合板的等效應力云圖和破壞特征云圖。結果表明：在保持單層板厚度不變時，增大層合板層數可顯著增強層合板的抗彈性
兵器裝備工程學報 2017年8期2017-09-03
- 含裂口損傷復合材料層合板拉伸試驗及數值模擬分析*
維增強復合材料層合板結構的損傷失效在工程領域中占據重要的地位，對于層合板的損傷模擬分析，使用的方法比較廣泛。Tan[9]在研究中考慮了纖維和基體破壞兩種模式，提出二維逐漸失效模型，基體破壞采用 Tsai-Wu 準則來判斷，通過一個退化因子來實現材料性能退化，因子的取值范圍為0～1，但該取值在工程實際應用中難以進行測定。Chang等[10]在進行層合板漸進失效分析的過程中，考慮了有關應力集中的問題，但此模型也是二維模型，并未考慮分層失效的影響。Kashfud
航空制造技術 2017年18期2017-05-16
- 一種橡膠硫化機機臺的夾柱結構
包括框架、第1扣合板、第2扣合板和扣合油壓缸，第1和第2扣合板置于框架內，扣合油壓缸安裝于連接板上，連接板上設有第1和第2連接桿，第1和第2連接桿分別貫穿框架、第2扣合板與第1扣合板相配合，扣合油壓缸中心的控制桿穿過框架與第2扣合板相配合。該夾柱結構的優點是：結構簡單、安裝方便，能夠有效提高硫化機的強度和使用壽命，同時可以使模具與上下熱盤之間更好地貼合。
橡膠工業 2016年5期2016-02-24
- 拉伸-剪切耦合層合板優化設計及其應用*
拉伸-剪切耦合層合板優化設計及其應用*李謹，唐國金 (國防科技大學航天科學與工程學院，湖南長沙410073)針對標準鋪層拉伸-剪切耦合層合板耦合效應弱的缺點，提出利用優化法的自由鋪層拉伸-剪切耦合層合板的設計方法。推導了只具有拉伸-剪切耦合效應的層合板應滿足的條件。優化得到了7～14層的自由鋪層拉伸-剪切耦合對稱層合板。對比分析了自由與標準鋪層拉伸-剪切耦合層合板的屈曲強度與穩定性。采用自由鋪層拉伸-剪切耦合層合板設計了拉伸-扭轉耦合結構。研究表明:自由鋪
國防科技大學學報 2015年5期2015-06-21
- 復合材料層合板的雙Hopf分叉分析*
）引言復合材料層合板振動與穩定性的研究始于上世紀八十年代，隨后許多學者開始關注層合板的非線性振動響應問題.Nayfeh等人［1］利用實驗方法研究了在簡諧激勵下復合材料層合板的非線性振動問題.Abe等人［2］利用多尺度法研究了簡諧激勵作用下矩形層合薄板的兩模態非線性響應.Chen等人［3］研究了通常情況下在初始不均勻應力作用下的層合板大振幅非線性動力學方程.Ye等人［4，5］研究了正交對稱鋪設及反對稱鋪設的復合材料層合板在參數激勵作用下的非線性振動和混沌運動
動力學與控制學報 2015年3期2015-05-24
- 采用流固耦合方法的復合材料層合板鳥撞分析
由于復合材料層合板的各向異性以及鋪層特點，全部通過試驗的方法來研究這些問題耗時耗力，效果也不佳［2］，但通過數值模擬方法對復合材料的高速沖擊損傷進行研究，對于飛行器的抗撞設計及復合材料再利用有重要的應用價值［3］．萬小朋等［4］利用LS -DYNA 軟件對飛機的機翼前緣進行了抗鳥撞的數值分析．結果表明:LS-DYNA 在模擬高速撞擊時有較高的準確度;杜龍［5］利用ABAQUS采用CEL(耦合歐拉-拉格朗日)方法研究了某型無人機復合材料機翼前緣的鳥撞問題，
鄭州大學學報（工學版） 2015年6期2015-03-18
- 爆炸載荷下復合材料層合板的抗沖擊性能
1］。纖維金屬層合板是基于金屬合金薄板和纖維增強聚合物材料層組成的混雜復合結構，提供了比單一纖維增強聚合物材料薄板和單一鋁合金薄板更優的力學性能［2］。由于碳纖維的高硬度可以提供非常有效的裂紋橋接及較低的裂紋擴展率，而金屬層具有較好的抗沖擊性，高強度抗沖擊性和高硬度的結合使CARAL 在工程應用中具有明顯的優勢。因此，本文對碳纖維鋁合金層合板(CARAL)的力學特性進行研究。當遭受面外沖擊載荷時，復合材料層合板有纖維斷裂、基體損傷、分層等多種損傷形式，它們
艦船科學技術 2014年8期2014-12-05
- 單釘機械連接孔邊應力及失效分析
5]對復合材料層合板的釘孔連接問題進行了研究， 采用的方法主要有試驗方法和數值分析方法。 試驗方法耗資大，試件加工要求嚴格， 難以對影響層合板失效的眾多因素進行系統地研究，而且試驗結果帶有一定的分散性。 而數值分析方法耗資小，只要計算模型簡化合理，數值計算結果的精度完全可以滿足工程設計要求。 嚴格來講，復合材料層合板連接問題屬三維接觸問題， 且受到諸如摩擦因數、夾緊力、鋪層順序等因素的影響。 然而，當前工程實際結構中廣泛采用對稱均衡層壓板， 且大多被連接件
教練機 2014年3期2014-12-02
- 不同孔隙率CFRP層合板沖擊后力學性能試驗表征
孔隙率CFRP層合板沖擊后力學性能試驗表征張阿櫻1，2，張東興1(1.哈爾濱工業大學材料科學與工程學院，150001 哈爾濱;2.哈爾濱學院圖書館，150086 哈爾濱)為了研究吸濕量、孔隙率及沖擊能量對CFRP層合板沖擊后剩余拉伸強度及剩余彎曲強度的影響規律，首先將3種孔隙率CFRP層合板試樣置于濕熱環境中分別吸濕7、14 d及吸濕至飽和狀態，然后在室溫環境中對3種孔隙率不同老化程度的CFRP層合板試樣分別進行5種能量即3－15J的沖擊作用，并測量其沖擊
哈爾濱工業大學學報 2014年3期2014-06-06
- 高速破片侵徹下高分子聚乙烯層合板的彈道極限估算方法
2］。復合材料層合板的彈道侵徹破壞過程是一個相當復雜的過程，國內外已對復合材料層合板的抗侵徹過程開展了相關研究。Mines 等［3］對彈體侵徹復合材料層合板過程中能量的損耗分配進行了研究，認為彈體能量的損耗方式主要有局部貫穿吸能（Eah）、分層吸能（Edl）以及彈體與靶板之間的摩擦吸能（Ef），并給出了相應的計算方法，但在局部貫穿時只考慮了剪切失效，未考慮纖維的拉伸失效以及動態過程與準靜態過程之間的差別，計算結果偏差較大。Morye 等［4］通過研究凝膠、
中國艦船研究 2014年4期2014-02-07
- 復合材料層合板的振動模態試驗研究
16）復合材料層合板的振動模態試驗研究漆文凱，程 博，劉 磊（南京航空航天大學能源與動力學院，南京210016）采用逐點激勵單點測試（SISO）的方法，在自由狀態和一端固支狀態下對無損傷和含開孔損傷的復合材料層合板進行了模態試驗和模態識別。根據測量得到的試驗件的頻率、阻尼和振型等模態參數，分析了層合板在不同邊界條件下開孔損傷位置和開孔損傷大小對層合板的振動特性的影響。結果表明：復合材料層合板具有優越的阻尼特性；試驗獲得的振動特性與相關文獻中的結果一致；開孔
航空發動機 2013年6期2013-07-07
- 復合材料層合板應力分析的小波有限元法*
，隨著復合材料層合板在航空、航天、船舶、建筑等領域廣泛應用，復合材料層合板有限元分析越來越受到工程界、學術界的廣泛重視.由于復合材料層合板具有拉－剪、彎－扭和拉剪－彎扭耦合效應，并且在板邊緣附近應力分布復雜、變化梯度大，給傳統有限元網格的劃分和高精度單元的建立帶來很大困難［1-4］.小波有限元是近年來發展起來的一種新型數值分析方法，已廣泛應用于故障診斷、振動分析、熱傳導、電磁場等各個工程領域.以小波函數或尺度函數替代傳統多項式插值，是優于單元網格加密和階次
華南理工大學學報（自然科學版） 2012年7期2012-06-25