郑吉良
,
孙勇
复合材料学报
基于ANSYS有限元软件,模拟研究了玻璃钢蜂窝板的稳态、瞬态传热.在与实际试验保持一致的情况下,建立了玻璃钢蜂窝板流体与固体耦合传热平面模型,研究了蜂窝芯为不同工况时,玻璃钢蜂窝板稳态与瞬态热性能、热量传递机制,稳态的热性能的当量热导率的模拟结果与Swann and Pittman经验公式计算的结果十分吻合,并且瞬态表面热响应的模拟结果与试验结果也较吻合,说明ANSYS有限元方法能够准确模拟玻璃钢蜂窝板传热.此外,蜂窝芯腔表面间的辐射换热是玻璃钢蜂窝板的一个重要的热量传递机制,在高温情况下应考虑辐射换热.随着蜂窝芯高度的增加,玻璃钢蜂窝板的导热系数逐渐增大.玻璃钢蜂窝板的总高度固定时,随着蜂窝芯层数的增加,玻璃钢蜂窝板的导热系数逐渐降低,温度逐渐降低并趋于稳定值.
关键词:
玻璃钢蜂窝板
,
有限元
,
当量热导率
,
热响应
,
传热机制
,
多层蜂窝芯
郑吉良
,
孙勇
,
彭明军
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.4.008
应用ANSYS有限元商用软件,建立单向玻璃纤维增强树脂基体复合材料轴对称平面Whitney和Riley分析模型,利用非线性有限元分析方法,研究该类复合材料纤维长径比变化对材料整体力学行为的影响,同时研究该类复合材料中纤维与基体界面结合强度分布形式对材料破坏方式的影响.研究表明:纤维在基体中的埋深长度与基体对纤维包裹厚度应保持在一个最佳范围,高过一定值后增强作用几乎不再增加,过低又不能保证复合材料足够力学性能;随着纤维与基体上端界面结合强度增加,纤维界面上端正应力绝对值出现最大值,并且纤维界面上下端正应力转化为压应力,因此材料的断裂位置为上端加持部位附近,下端加持部位附近没有出现界面脱粘现象;随着纤维与基体下端界面结合强度的增加,纤维界面下端正应力绝对值出现最大值,并且纤维界面上下端正应力转化为分离力,因此材料断裂位置为材料下端加持部位附近,上端加持部位附近出现纤维与基体脱粘现象.
关键词:
复合材料
,
轴对称
,
微元平面模型
,
界面应力
,
破坏过程
,
数值模拟
郑吉良
,
孙勇
,
彭明军
兵器材料科学与工程
在纤维拔出理论基础上,采用有限元软件建立微元平面分析模型,模拟研究了试样沿纤维方向与沿垂直纤维方向拉伸破坏的过程,探讨了试件在两种工况下的破坏机理.在此基础上,结合以弹性力学为基础推导而成的力学参数公式,得到试件的弹性力学参数,并应用模态分析方法,证明了所得试件弹性力学参数的正确性.在试件沿纤维方向拉伸的工况下,通过改变纤维半径与树脂厚度,继而改变纤维体积分数,探讨了试件破坏应力、弹性模量与泊松比随玻璃纤维体积分数变化规律.
关键词:
复合材料
,
微元平面模型
,
破坏应力
,
弹性模量
,
泊松比
郑吉良
,
孙勇
,
彭明军
材料研究学报
使用材料试验机对等腰梯形蜂窝芯玻璃钢夹芯板面的内压缩性能进行了实验测试与模拟研究.结果表明,夹芯板面内压缩的破坏方式主要有面板折断、夹芯板屈曲失稳及面板和蜂窝脱粘.面板是夹芯板面内压缩的主要承载构件,蜂窝芯对面板起固支作用.面板的结构参数和材料参数是影响夹芯板面内压缩抗压强度与承载应力的主要因素,蜂窝芯的结构参数和材料参数对夹芯板面内压缩抗压强度的影响较小,而蜂窝芯的高度对夹芯板面内压缩承载应力有显著的影响.
关键词:
无机非金属材料
,
等腰梯形蜂窝芯
,
抗压强度
,
承载应力
,
夹芯板
,
面内压缩
郑吉良
,
孙勇
,
彭明军
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150528.003
为研究等腰梯形蜂窝芯玻璃钢夹芯板面内压缩破坏机制,利用材料试验机对夹芯板面内压缩性能进行了试验测试,并开展了模拟研究.结果表明:夹芯板的面内压缩破坏方式主要有面板折断、夹芯板屈曲失稳和夹芯板中面板与蜂窝芯脱粘3种类型.面板为夹芯板面内压缩的主要承载构件,蜂窝芯对面板起到固支作用.面板结构参数与材料参数为影响夹芯板面内压缩抗压强度与抗压刚度主要因素,多数蜂窝芯的结构参数与材料参数对夹芯板面内压缩抗压强度的影响微弱,而个别蜂窝芯的结构参数对夹芯板面内压缩抗压刚度的影响比较显著.夹芯板体积一定时,随着蜂窝芯胞体单元数量的增加,夹芯板面内压缩的抗压强度与抗压刚度逐渐增大.
关键词:
等腰梯形蜂窝芯
,
抗压强度
,
抗压刚度
,
夹芯板
,
面内压缩
郑吉良
,
孙勇
,
彭明军
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151012.001
为研究等腰梯形蜂窝芯玻璃钢夹芯板传热机制,利用导热仪对夹芯板的传热性能进行了实验测试与模拟研究。结果表明：夹芯板稳态导热系数模拟结果与Swann and Pittman经验公式的计算结果相吻合,验证了数值计算胞体平面模型的合理性；Part2为夹芯板稳态传热的主要构件,Part2胞壁厚度与边长对夹芯板导热系数有显著影响,Part2高度、Part1与Part3厚度及面板厚度对夹芯板导热系数的影响偏弱；同时,若仅需降低夹芯板的导热系数,而忽略对夹芯板静力学性能要求,应该更换蜂窝芯层材料；若需夹芯板同时满足隔热性能与静力学性能,多层蜂窝芯夹芯板是很好的选择。
关键词:
夹芯板
,
数值计算
,
流体与固体耦合
,
平面模型
,
导热系数
郑吉良
,
彭明军
,
孙勇
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.001534
利用材料试验机对玻璃钢(FRP)夹芯板面外压缩性能进行实验测试与模拟研究.结果表明:夹芯板面外压缩变形可分为弹性变形与断裂两个阶段.蜂窝芯中part 2胞壁厚度t1与part 2高度h比值t1/h较大时,夹芯板以屈服方式变形;t1/h较小时,夹芯板以屈曲方式变形.蜂窝芯中part 2为夹芯板主要承载构件,蜂窝芯中part 1与part 3对part 2起到固支作用,面板对蜂窝芯起到固支作用.蜂窝芯中part 2胞壁厚度为夹芯板面外压缩抗压强度影响的主要因素,蜂窝芯胞壁边长影响次之,而蜂窝芯中part 1,part 3与面板厚度的影响较小.夹芯板总高度一定时,随着蜂窝芯层数增加,夹芯板抗压强度逐渐增大.
关键词:
等腰梯形蜂窝芯
,
玻璃钢夹芯板
,
应力-应变曲线
,
抗压强度
,
屈曲变形
,
屈服变形
