张海清
,
周仕刚
,
宫占锋
,
薛元德
玻璃钢/复合材料
复合材料层合板在静压痕力作用下主要发生层间分层、基体开裂、基体压缩破坏、纤维断裂和纤维压坏这几种损伤模式.本文利用ABAQUS有限元程序,对在静压痕力作用下的复合材料层合板建立一个基于Hashin强度准则的全过程模型,并对各层各单元进行损伤演判.利用有限元模型对碳纤维NCF材料层合板在静压痕力作用下的荷载-位移曲线进行预测,并模拟层合板的损伤全过程,以及预测凹坑深度与静压痕力的关系曲线.对层合板进行静压痕试验,测试复合材料层合板在静压痕力作用下的荷载-位移曲线,并在试验过程中用凹坑深度仪测量层合板的凹坑深度.将数值模拟与试验结果比较,两者结果较为吻合.
关键词:
静压痕力
,
凹坑深度
,
Hashin准则
,
复合材料层合板
,
损伤
乔文静
,
肖毅
,
福田博
,
八田博志
,
薛元德
玻璃钢/复合材料
功能器件集成于结构材料内是实现多功能结构一体化设计的一个重要途径.然而集成后往往导致结构系统中产生几何不连续界面,成为失效的起点,是降低原有结构性能和破坏结构完整性的主要原因.本文通过试验观察及数值分析探讨了内埋元件对其复合材料结构完整性影响的一些关键因素.拉伸试验中采用声发射技术并结合不同载荷阶段下的内部损伤观察,确立了损伤演化与拉伸性能退化的关系.结果表明,埋置件与复合材料间的分层损伤是导致结构拉伸性能退化的主要机制,分层扩展阻力取决于与埋置件相邻层的纤维取向角度.数值分析中利用有限元软件ABAQUS建立了二维平面应变有限元模型,分析了埋置件附近的应力分布,并基于断裂力学理论分析了分层损伤扩展行为.数值结果表明,引入不同临界能量释放率值,可以很好地模拟“裸界面”与“摩擦界面”对裂纹扩展速率的不同效应.
关键词:
多功能结构
,
结构完整性
,
分层损伤
,
有限元分析
,
断裂力学
黄飞生
,
周仕刚
,
宫占锋
,
罗腾腾
,
薛元德
玻璃钢/复合材料
利用ABAQUS有限元程序所建立了一种基于用户子程序USDFLD和Hashin强度准则的复合材料损伤计算模型,用该模型对复合材料加筋层合板在静压痕力作用下主要发生的纤维拉伸破坏、纤维微屈破坏、基体拉伸破坏、基体压缩破坏、层间拉伸破坏、层间压缩破坏这几种基本损伤模式进行分析.对复合材料加筋层合板在静压痕力作用下进行损伤全过程数值研究,利用该有限元模型预测复合材料层合板静压痕力作用下的荷载-位移曲线以及凹坑深度与静压痕力的关系曲线.数值仿真与实验结果吻合较好,表明该损伤模型方法的可行性.复合材料层合板加筋后拐点处的凹坑深度明显加大,达到0.84mm.通过对加筋板的刚度和强度失效规律的分析,为进一步的复合材料格栅加筋结构(如飞机结构中复合材料后压力框)的性能分析提供参考.
关键词:
复合材料加筋层合板
,
静压痕力
,
凹坑深度
,
Hashin准则
,
损伤
蔡奕霖
,
周仕刚
,
宫占锋
,
薛元德
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2012.04.009
采用有限元法分析均布外压作用下复合材料扁球壳结构的屈曲和后屈曲行为,讨论了铺层顺序等对屈曲及后屈曲行为的影响,在此基础上提出扁球壳体的格栅加筋方案并进行优化设计.结果表明,该格栅加筋方案可有效提高此类结构的抗屈曲能力,可供飞机结构中复合材料后压力框等类似部件的设计参考.
关键词:
复合材料
,
格栅结构
,
扁球壳
,
稳定性
,
后压力框
李杰
,
薛元德
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2005.01.001
运用层板理论、平截面假定和平衡条件对FRP管混凝土梁柱构件进行了理论计算,分析了轴压比、径厚比、混凝土强度、配筋率和铺层角度对弯矩-曲率曲线的影响以及FRP配置率与弯矩-轴力相关曲线关系.部分理论分析与试验结果作了比较,弯矩-曲率曲线吻合较好.计算表明,FRP管混凝土组合结构能有效地提高构件的承载力,并由于FRP管的约束作用而提高混凝土强度和延性;弯矩-曲率曲线为双线性,第一刚度取决于混凝土刚度,第二刚度取决于FRP壳体刚度;当径厚比较小时轴压比对弯矩-曲率曲线影响较小,当径厚比较大时,随着轴压比增加,弯矩和极限曲率先增后减;配筋率增加则极限弯矩提高,耗能能力增加;随着纤维与杆件纵轴的角度减小,第二刚度和极限弯矩提高.
关键词:
FRP管混凝土
,
弯曲
,
轴压
,
偏压
,
延性
,
弯矩曲率曲线
,
弯矩-轴力相关曲线
