刘长喜
,
周振功
,
王晓宏
,
张博明
,
唐占文
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150703.001
为提高螺栓连接层合板结构的可靠性和承载能力,基于ABAQUS软件及用户子程序(USDFLD),结合改进的单胞模型,建立了考虑组分材料失效的多尺度数值模型.利用该模型表征分析了单钉双剪层合板螺栓连接结构的力学性能,研究了铺层形式及几何尺寸对连接结构性能的影响.该模型的预报结果与试验结果吻合较好.结果表明:准各向同性层合板螺栓连接结构的挤压强度高于正交各向异性层合板连接结构的挤压强度,前者的失效模式为挤压失效,后者为剪出失效,该模式导致结构承载能力降低,设计中应避免.层合板边径比大于3时,不同宽径比连接结构的挤压强度趋近稳定值;但相同边径比的连接结构,其挤压强度随宽径比的增大而增大,连接结构设计时应给予考虑.
关键词:
通用单胞(GMC)模型
,
宏-细观多尺度
,
单钉双剪层合板螺栓连接结构
,
ABAQUS
,
用户子程序
杨智勇
,
张博明
,
解永杰
,
张建宝
,
唐占文
,
孙宝岗
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160328.012
碳纤维复合材料(CFRP)具有比刚度高、热稳定性好，可设计性强等特点，成为轻量化反射镜制造的新型理想材料，特别适合大口径、高分辨率空间反射镜的制造。简单介绍空间光学反射镜的国内外研究应用的现状。根据反射镜的特点介绍了碳纤维复合材料的材料选择要求，以及国外常用碳纤维复合材料预浸料体系。碳纤维复合材料反射镜制造方法与传统光学材料反射镜的制造不同，一般采用高效、快速、制造成本低的复制工艺来实现。总结了碳纤维复合材料反射镜的复制工艺和反射镜复制精度的影响因素，影响因素包括复制模具、预浸料铺层、反射镜变形、纤维印痕现象、尺寸稳定性以及反射镜尺寸等，并对前五项影响因素提出相应的控制措施来减小影响程度。重点阐述了反射镜纤维印痕现象的成因和解决方法，以及控制尺寸稳定性的关键。
关键词:
碳纤维复合材料
,
反射镜
,
氰酸酯
,
复制工艺
,
纤维印痕
,
自动铺放
,
尺寸稳定性
史汉桥
,
唐占文
,
孙建波
,
崔超
,
孙宝岗
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.04.006
针对复合材料在液氮温度下的应用需求,采用RTM工艺制备了几种碳/环氧复合材料,评价了这几种复合材料在80℃、室温和-196℃下的弯曲、压缩、层剪、冲击性能和室温下的GⅠC、GⅡC.结果显示:随着测试温度的降低,复合材料的弯曲强度、压缩强度、冲击强度明显提高;而低温对复合材料模量的影响较小.树脂基体的韧性对复合材料的强度、模量等性能影响不大,而碳纤维种类对复合材料的强度和模量影响较大.树脂基体韧性和碳纤维种类均不改变复合材料力学性能随测试温度变化的趋势.树脂基体韧性和碳纤维种类均会影响复合材料的层间断裂韧性,其中高韧性树脂基体可更加明显地提高复合材料的层间断裂韧性;M40级经编织物/R608-2复合材料GⅠC高达868 J/m2、GⅡC高达2 750 J/m2,但采用高韧性基体的复合材料Tg会有所降低.
关键词:
低温
,
复合材料
,
环氧树脂
,
碳纤维
,
RTM
张博明
,
唐占文
,
刘长喜
复合材料学报
通用单胞模型常被应用于复合材料细观力学分析.但原始的通用单胞模型存在求解量大、计算效率低的问题.本文中对其改进,建立了以子胞界面细观应力为未知量的细化单胞模型.该模型可以充分考虑纤维、基体和界面相等细观组分,并实现单向板的宏-细观多尺度力学分析.通过将组分材料失效判据引入到模型中,再与经典层合理论相结合,提出了一种基于细化单胞模型的复合材料层合板强度预报方法,并给出了基于试验数据的强度谱定量评测方法.通过与世界失效分析习题的失效理论和试验数据进行对比,证明本文的预报方法具有很高的计算精度和广泛的普适性.
关键词:
复合材料
,
强度谱
,
细化单胞模型
,
界面相
,
多尺度
