任明法
,
卜璠梓
,
吴会强
,
刘德博
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.Z1.006
对复杂工况下的飞行器异形复合材料贮箱进行设计是比较困难的.本文通过建立异形复合材料贮箱的有限元模型,应用准网络设计法结合有限元数值仿真,对其层合复合材料进行初步设计;分别采用自适应模拟退火算法(ASA算法)和下山单纯形算法(DS算法)对复合材料铺层进行优化设计,以使结构质量最小化.结果表明,准网络设计法结合有限元数值仿真可以较好地对复合材料铺层进行初步设计,下山单纯形算法可能使结果落入局部最优解,但计算效率较高,自适应模拟退火算法可以得到全局最优解,但是计算效率较低.
关键词:
异形复合材料贮箱
,
有限元
,
数值仿真
,
DS算法
,
ASA算法
陈亮
,
孙红卫
,
陈国清
,
任明法
,
周文龙
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2012.04.004
采用数值模拟方法研究了自紧工艺对碳纤维缠绕复合气瓶的应力分布和疲劳性能的影响.基于ANSYS商用有限元分析软件,考虑气瓶封头部分碳纤维缠绕层的角度和厚度沿封头子午线的连续变化,建立了有限元模型.分析验证了54 MPa自紧压力对复合气瓶零压和35 MPa工作压力下内衬和复合材料缠绕层应力的影响,并利用Coffin-Manson 公式预测了复合气瓶的疲劳寿命.结果表明,自紧后复合气瓶内衬在工作压力下的最大应力减小了29.1％.有限元计算的疲劳寿命结果与实验测定结果之间的误差＜8％,验证了有限元模型和计算方法的正确性.
关键词:
纤维缠绕气瓶
,
有限元
,
自紧力
,
疲劳寿命
黄其忠
,
任明法
,
陈浩然
,
张忠伟
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.z1.077
作为一种低成本的先进工艺,软模工艺因其膨胀压力的可控性受到了工程界的重视.在满足不同结构要求的前提下,工艺参数选择的合理性是降低复合材料网格结构残余应力,提高网格结构性能的关键.本文对软模工艺过程进行了数值仿真,并通过分析复合材料网格软模成型工艺中温度和压力的变化规律,旨在研究不同工艺参数对复合材料网格结构中肋骨固化压力的影响,为复合材料网格结构的低成本生产提供依据.
关键词:
软模成型工艺
,
共固化工艺
,
复合材料网格结构
,
多场耦合
任明法
,
黄其忠
,
陈浩然
,
李桐
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.z1.055
复合材料网格结构软模成型共固化工艺具有低成本,高效率和高质量的特点.首先建立了网格结构软模成型共固化工艺过程有限元分析的数值仿真模型,然后通过典型算例,模拟了成型工艺中温度场,固化度场的相互影响及对粘弹性复合材料网格结构应力场的影响.论文工作对复合材料网格结构软模成型共固化工艺参数优化具有一定的参考价值.
关键词:
粘弹性
,
软模
,
复合材料
,
共固化
,
数值模拟
黄其忠
,
任明法
,
陈浩然
,
张驰群
复合材料学报
基于ANSYS软件开发了用于模拟复合材料固化过程中温度-固化度耦合场变化程序,并分别采用二维和三维有限元模型对复合材料先进正交网格结构的软模辅助共同化工艺过程进行了数值仿真.计算结果分析表明:二维有限元模型不考虑网格结构肋骨交叉点的影响,能以较大时间步长进行共固化工艺的数值模拟,且分析结果具有较高的精度;三维精细有限元模型可考虑肋骨交叉点在共固化工艺中对复合材料先进网格结构内温度-固化度耦合场的影响;肋骨交叉点附近的温度场明显高于结构的其他部位.
关键词:
共固化工艺
,
先进网格
,
复合材料结构
,
多场耦合
,
低成本制造
胡广辉
,
任明法
,
陈浩然
,
马跃伟
复合材料学报
基于压力容器自紧前后金属内衬的应力分析,利用子模型方法建立了含内衬表面圆裂纹的有限元模型,使用区域积分法计算了其在工作压力下裂纹前缘的J积分值,研究是否采用自紧工艺和不同自紧压力值情况下的裂纹尖端强度.结果表明:经过自紧工艺处理后裂纹前缘的J积分值将明显提高,且随自紧压力值的增大而增大；随着裂纹尺寸的增大,相应的J积分值也增大,并且沿裂纹前缘的J积分曲线变陡.由此说明自紧工艺压力值的提高和裂纹尺寸的增加均增大了内衬开裂的风险,因此复合材料缠绕压力容器自紧工艺压力值的确定需进行金属内衬的断裂分析.
关键词:
自紧工艺
,
复合材料
,
缠绕压力容器
,
金属内衬
,
裂纹
,
区域积分法
石姗姗
,
孙直
,
任明法
,
陈浩然
复合材料学报
基于均匀化原理,推导了考虑沿格栅加筋圆锥壳体随母线变化的等效刚度阵和等效热膨胀系数,并采用前屈曲薄膜理论给出了在温度和均布外压载荷作用下格栅加筋圆锥截顶壳体稳定性分析的总势能表达式.基于最小势能原理得到了该壳体总体失稳的临界载荷值解析表达式,对典型复合材料格栅加筋截顶圆锥壳体的稳定性计算结果与有限元法所得结果相比较,验证了本文中方法的适用性.基于文中提出的方法,通过对不同温度条件下具有不同顶锥角复合材料格栅加筋截顶圆锥壳体热-力屈曲分析结果的讨论,指出温度对复合材料格栅加筋截顶圆锥壳体稳定性的影响程度将随其顶锥角增加而增大.
关键词:
先进复合材料格栅加筋
,
截顶圆锥壳体
,
格栅非均匀分布
,
热-力载荷
,
总体稳定性
任明法
,
常鑫
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160121.004
为预测含孔隙复合材料单层板的弹性常数，以单向纤维增强复合材料单层板为研究对象，首先，基于细观力学方法，提出了一种基于两尺度代表体元的含孔隙复合材料单层板弹性常数预测方法；然后，基于纤维排列和孔隙特征，建立了纤维-基体尺度的代表体元模型和含孔隙复合材料单层板的代表体元模型，并采用有限元方法求解弹性常数；接着，采用周期对称边界条件，在纤维-基体尺度先进行第1步等效，得到不含孔隙复合材料单层板的弹性常数；最后，在含孔隙复合材料单层板的代表体元模型上进行第2步等效，完成了含孔隙复合材料单层板弹性常数的预测。结果显示：应用该方法得到的计算结果与试验数据吻合较好；结合纤维、基体弹性常数及孔隙形态的模型，该方法可以反映各因素对复合材料单层板弹性常数的影响。
关键词:
缺陷
,
孔隙
,
弹性常数
,
周期对称边界条件
,
细观尺度
羌建兵
,
王英敏
,
袁力江
,
李德俊
,
董闯
,
任明法
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.01.012
用吸铸法制备出含Ti(Zr)固溶体韧性相的Ti-Zr-Ni准晶合金棒,通过维氏显微硬度测定和单向压缩实验等方法研究了该新型合金的室温力学性能和断裂行为.结果表明:Ti-Zr-Ni准晶基复相(α-Ti(Zr)+I)合金力学性能良好,维氏显微硬度值接近5.5 GPa,断裂强度达到1000 MPa,Young's模量值23-36 GPa.其中,Ti60Zr25Ni15合金的室温弹性应变可达4.2%,是Al基准晶合金的4倍.但其室温单向压缩时的断裂方式仍为准解理断裂,属脆性断裂.
关键词:
准晶
,
Ti-Zr-Ni合金
,
准解理断裂
