黄建城
,
王鑫伟
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.02.001
以含外倒角薄弱环节复合材料圆管的耐撞性分析为例,提出了基于理想弹塑性模型进行耐撞性设计分析的方法,并给出了等效参数的确定策略.研究表明:利用复合材料宏观力学理论计算得到复合材料圆柱壳的等效弹性常数,并结合有限元软件计算得到的临界屈曲应力,可以将复合材料圆管等效为各向同性材料圆管进行耐撞性设计分析；采用该数值模拟策略,能够以较少的计算量来预报复合材料圆管的耐撞性能,并使得在普通的计算机上进行全尺度复合材料飞行器结构的耐撞性设计分析成为可能.
关键词:
复合材料
,
耐撞性
,
能量吸收
,
理想弹塑性模型
,
等效参数
龚俊杰
,
王鑫伟
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.05.007
薄弱环节设置是复合材料吸能结构的关键技术,良好的设计可以使复合材料结构产生稳定的渐进压溃,从而吸收较多的能量.基于波纹梁准静态轴向压溃实验结果,运用MSC/DYTRAN有限元软件建立了三组不同尺寸的碳纤维-环氧树脂波纹梁的有限元模型,在数值模拟结果与实验结果基本吻合的基础上,分析了不同薄弱环节设置对复合材料波纹梁峰值载荷、吸能能力的影响,并进一步比较了不同薄弱环节设置的波纹梁在以6.5m/s的速度碰撞刚性地面时的能量吸能能力.
关键词:
复合材料
,
波纹梁
,
能量吸收
,
薄弱环节
周储伟
,
王鑫伟
,
杨卫
,
方岱宁
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2001.04.014
用细观计算力学的方法分析了短纤维增强金属基复合材料(MMC)多重损伤的相互作用及对拉伸强度的影响.采用唯象的内聚力模型模拟界面的脱粘;G-T模型描述延性基体的损伤.在胞元模型的基础上研究了界面强度、纤维长径比等细观参数对材料损伤模式及强韧性的影响.研究表明,界面较弱时,损伤以界面脱粘为主,界面的强度决定了材料强度;当界面较强时,晶须将发生断裂,材料的最终强度由晶须的强度决定.不同界面强度条件下基体中损伤的分布不同.
关键词:
金属基复合材料
,
细观力学
,
损伤
,
内聚力模型
,
G-T模型
倪先平
,
王永亮
,
荚淑萍
,
王鑫伟
,
许希武
,
饶浩东
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2003.04.011
抗坠性能是武装直升机的一项重要要求,设计具有较高抗坠吸能性能的机身下部结构是实现直升机抗坠要求的主要技术途径.研究了多种形式的复合材料结构元件抗坠特性,在元件研究基础上优化选择复合材料波纹梁和厚蜂窝结构组合,提出了一种新颖的具有较高抗坠吸能性能的复合材料组件形式,并利用有限元理论及试验的方法进行了对比研究分析,计算结果和试验结果吻合较好.
关键词:
复合材料
,
波纹梁
,
厚蜂窝
,
抗坠结构
李向华
,
袁慎芳
,
王鑫伟
,
黄睿
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2004.04.027
对于埋入光纤后的3-D编织复合材料结构进行了力学建模,介绍了光纤埋入编织材料结构的编织方法、工艺和走向,构建了含光纤部分编织复合材料结构的内胞模型,分析了光纤与纱线及内胞的相互几何关系,并采用多元变分法建立含光纤3-D编织复合材料结构的本构关系,理论计算结果与实验结果的相一致验证了光纤编入3-D编织复合材料结构中提高检测结构内部参数方法的可行性.
关键词:
3-D编织复合材料结构
,
光纤
,
多元变分法
,
内胞
,
纱线
陆浦
,
王鑫伟
复合材料学报
旨在建立能够正确预计复合材料圆柱壳的屈曲和后屈曲渐进破坏行为的模拟策略.采用有限元方法和Hashin失效准则进行模拟,基于该失效准则编写了用户材料子程序,然后插入到商用有限元软件ABAQUS中.分析了中心受横向集中载荷作用复合材料圆柱壳板,壳板的2条直边弹性支持,2条曲边自由.为了探讨弹性边界条件和集中载荷作用点应力集中的影响,将有限元分析结果与文献中的试验结果进行了比较,提出了一种合理的弹性边界选取依据.研究结果表明,在建模中考虑了弹性边界和集中载荷作用点处存在的应力集中后,本文中模拟的结果与文献中的试验结果比较接近,模拟精度明显高于文献中报道的结果.这也验证了本文中建立的模拟策略的合理性.
关键词:
复合材料圆柱壳
,
非线性有限元
,
弹性边界条件
,
渐进破坏
,
应力集中
沈星
,
袁慎芳
,
王鑫伟
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2004.03.011
为研制具有超大位移的RAINBOW压电驱动器,实验研究了制备该器件的PLZT压电陶瓷的高温还原行为.采用XRD,SEM等方法研究了还原样品的物相组成及其微观结构,对PLZT在高温下被石墨还原的过程和机理作了解释.研究表明,PLZT具有较好的还原性能,还原层厚度与时间有线性关系,理想的还原条件为:950℃保温1～1.5h;还原样品有明显的分层结构,还原层表现出穿晶断裂而未还原层则是沿晶断裂的特征;还原层主要由金属Pb及PbO,ZrO2,TiO2等氧化物组成,原先的晶体结构已不存在.
关键词:
压电驱动器
,
压电陶瓷
,
还原行为
,
物相组成
,
微观结构
王新峰
,
周光明
,
王鑫伟
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.05.012
本文采用三维实体有限元方法,结合周期性边界条件,研究了平面机织复合材料受面内压缩载荷作用时损伤的起始、扩展、直至最终破坏的过程.分析中抛弃了以往损伤研究中采用的"单元消失"技术,对破坏的基体单元和纤维束单元均按特定方向进行刚度折减.制作面内压缩试件并进行了相应的试验.计算结果和试验结果吻合良好,证明研究方法的正确性.
关键词:
平面机织
,
损伤扩展
,
刚度折减
,
有限元分析
,
复合材料
胡自力
,
熊克
,
王鑫伟
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2003.08.008
从NiTi形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)性能评价和智能结构研究的角度出发,分析了SMA的应力、应变、温度、电阻以及相变之间的关系.通过分阶段和不同变量组合,对SMA的力学、热学和电学特性进行了实验研究.建立了拉伸状态下形状各异的应力-应变曲线通用物理模型,并进行了数值模拟.结果表明:SMA在马氏体相变,特别是R相变时出现一系列物理、力学性质的异常变化,其本构关系呈现高度非线性;数值模拟结果与实验结果较好地吻合;采用应力、应变、电阻、温度四坐标同步测量是对SMA性能评价的重要方法和有效手段.
关键词:
形状记忆合金
,
性能评价
,
物理模型
,
同步测量
,
数值模拟
