蔡永明
,
孙慧玉
材料科学与工程学报
建立了基于三细胞模型数值预报三维编织复合材料粘弹性能的方法。首先构造了三维编织复合材料的三细胞模型并施加周期性边界条件,随后利用标准线性固体模型模拟树脂基体的粘弹性能,导出基体的松弛模量,再通过有限元计算及Prony级数拟合,得到三种胞元的粘弹性参数。然后根据三种胞元的体积分数和粘弹性参数,利用三个标准线性固体模型并联,模拟得到三维编织复合材料沿编织方向的粘弹性参数和蠕变本构关系。最后,分析了编织角和纤维体积含量对粘弹性能的影响。
关键词:
三维编织复合材料
,
三细胞模型
,
粘弹性
,
蠕变柔量
韩小进
,
孙慧玉
材料科学与工程学报
为了研究三维四步法编织复合材料的力学性能,利用ANSYS有限元软件对材料的细观体胞模型进行数值模拟,计算三维编织复合材料的宏观弹性常数,讨论了纤维编织角和体积比对弹性常数的影响.采用不同的强度准则分别对纤维束和基体材料进行强度校核,从而得到材料发生破坏时失效单元的体积百分比.根据失效单元的分布情况分析材料的破坏机理,进而预报材料的拉伸强度.模拟计算结果与实验值吻合较好.
关键词:
三维编织复合材料
,
有限元
,
刚度
,
强度
袁欣
,
孙慧玉
复合材料学报
基于均匀化理论建立了预测具有微观周期性结构复合材料黏弹性能的力学模型。利用此模型并结合有限元法分别研究了纤维束和三维编织复合材料的黏弹性能。通过对计算结果的分析,给出了三维编织复合材料黏弹性能随工艺参数变化的规律。结果表明,三维编织复合材料编织方向的黏弹性效应随编织角的增大而增强,随纤维体积比的增大而减弱,此规律与实验结论一致。
关键词:
三维编织复合材料
,
微观周期结构
,
均匀化
,
黏弹性能
韩小进
,
孙慧玉
,
闫光
,
阎楚良
复合材料学报
基于连续损伤理论，推导了含损伤裂纹的正交各向异性材料的应力一应变关系。建立了考虑界面脱粘破坏的三维五向编织复合材料细观体胞模型，并将有限元网格尺寸和单元裂纹尺寸引入损伤演化方程。采用Hashin准则和von—Mises准则分别判断纱线与基体的初始损伤，结合Eshelby—Mori—Tanaka方法确定材料的刚度退化系数。利用ANSYS有限元软件对材料进行渐进损伤分析，得到了材料在单向拉伸作用下的应力一应变曲线和极限强度。计算结果表明，轴纱为材料的主要承力部分，小编织角材料的破坏模式主要为纱线的拉伸断裂，界面破坏情况较为严重。模拟计算结果与实验结果吻合较好。
关键词:
三维五向
,
编织复合材料
,
渐进损伤
,
界面脱粘
,
数值分析
顾建平
,
孙慧玉
,
方建士
,
方常青
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.06.021
分别采用非线性拟合应力松弛主曲线及单个常频率条件下变温动态力学分析(DMA)实验中储能模量与损耗角正切曲线的方式,获取热致非晶态形状记忆聚合物(SMP)多重松弛模型中的热粘弹性参数.结合广义有限变形粘弹性理论和KAHR33参数热变形模型在有限元软件平台研究了该SMP的自由回复与约束回复行为.仿真结果与实验数据相符较好,说明该建模方法的合理性及获取的热粘弹性参数的准确性.相比构建应力松弛和储能模量主曲线而言,单个DMA实验数据更易得到,因此对其拟合能大幅减少实验成本.
关键词:
形状记忆聚合物
,
有限变形
,
非线性拟合
,
热粘弹性参数
,
回复行为
孙慧玉
,
吴长春
,
卞恩荣
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.1998.04.019
以修正的经典层合板理论为基础,分析三维编织复合材料的力学性能.在单胞的长度方向积分和平均,预测编织结构复合材料的有效弹性模量;采用蔡-胡多项式失效准则,得到三维编织复合材料的强度性能.另外,进行编织结构复合材料的力学性能实验,探讨纺织工艺参数,如纤维编织角、横向编织角、轴向纱数与编织纱数之比、纤维体积含量等对力学性能的影响,理论预报和试验结果进行对比,发现该力学模型能较好地预报三维编织复合材料的刚度和强度性能.
关键词:
复合材料
,
三维编织
,
刚度
,
强度
