徐立军
,
徐蕾
,
杨科
玻璃钢/复合材料
现代风力机叶片的大型化带来了设计和生产方面的诸多问题,叶片的静力实验是分析叶片结构稳定性的重要基础和验证手段.对中国科学院工程热物理研究所研发的100kW大厚度钝尾缘叶片进行了静力实验研究,分析了叶片在摆振和挥舞方向的屈曲特性和应变特性,通过对静力特性进行分析,探讨了叶片在载荷作用下的刚度及应变等性能特性,比较了叶片相对于传统尖尾缘叶片的结构性能优点.最后,将失效实验结果同设计值相比较,分析了产生误差的原因.
关键词:
钝尾缘
,
叶片
,
静力实验
,
屈曲
,
应变
邹建胜
,
曾建江
,
童明波
,
蔡婧
机械工程材料
对蜂窝和泡沫夹芯的复合材料夹层结构通过夹具用拉伸试验模拟剪切破坏行为，分析了试验载荷一应变曲线及失效模式，得出应变场分布情况及失效原因，并分别对不同夹层结构的剪切行为进行了有限元模拟。结果表明：夹层结构的失效模式均为沿加载方向的屈曲破坏，并且在中间区域与边界区域之间的区属于纯剪应力区；夹芯材料的横向剪切模量直接影响了复合材料夹层结构的屈曲破坏载荷和失效模式；有限元分析的屈曲模态与试验失效模式较为吻合。
关键词:
夹层结构
,
剪切
,
屈曲
,
失效
杜宇
,
杨涛
,
牛雪娟
玻璃钢/复合材料
利用ABAQUS软件,建立了含孔复合材料层合板的有限元模型,在层合板四边简支,承受轴向压力载荷作用下,分析讨论了孔径/板宽比、铺层比例、铺层角度、材料性能等结构参数对层合板的线性屈曲的影响.结果表明,孔径/板宽比d/w越大,屈曲载荷越小,当d/w≤O.1时,可认为是小孔洞情况,可近似按无限大层合板处理;90°铺层(与载荷受力方向一致)比例越大,或0°铺层(与载荷受力方向垂直)比例越小,屈曲载荷越大,增加±45°铺层比例,有利于降低层合板各向异性程度;对于斜交对称铺层的层合板,铺层角度对其屈曲载荷影响很大,最大值与最小值相差13.05N;材料主方向结构性能参数差别较大时,屈曲载荷也相差较大,材料的结构性能参数对屈曲承载力具有明显的影响.
关键词:
含孔复合材料层合板
,
有限元模型
,
结构参数
,
线性屈曲
郭章新
,
郭美卿
,
李金强
,
韩小平
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.24.031
针对纤维缠绕复合材料结构中存在纤维束交叉起伏和铺层走向交替的特点,建立了一种分析缠绕图型对缠绕复合材料结构力学性能影响的有限元方法.采用ABAQUS有限元软件,分析了考虑纤维束交叉起伏和铺层走向交替后缠绕复合材料圆柱壳的应力、应变分布规律,并且研究了缠绕图型对缠绕圆柱壳屈曲临界载荷的影响.结果表明:采用层合板模型计算得到的圆柱壳的应力分布比较均匀;考虑纤维束交叉起伏和铺层走向交替后,缠绕复合材料圆柱壳的应力不再均匀分布,应力云图出现规则分布的菱形图案,在菱形区域中纤维交叉起伏和铺层走向交替处的应力有明显的波动.本实验有限元模型中的菱形特征单元可以反映缠绕复合材料纤维交叉起伏和铺层走向交替的实际情况.
关键词:
纤维缠绕复合材料
,
缠绕图型
,
有限元方法
,
应力
,
屈曲
冯宇
,
何宇廷
,
安涛
,
崔荣洪
,
邵青
,
范超华
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.05.014
使航空复合材料加筋板在湿热环境中(70℃、水浴)达到吸湿饱和状态,对普通加筋板(A型)和吸湿饱和加筋板(B型)进行压缩实验.两类加筋板的破坏形貌相似,主要是筋条的断裂、脱粘和壁板的分层、撕裂,但破坏位置显著不同,A型加筋板的破坏位置均在加筋板中部附近,而B型分别在靠近两端的部位破坏,表明B型加筋板的破坏位置具有不确定性.两类加筋板的屈曲形式均为筋条间壁板的屈曲和中间2根筋条的屈曲,但两类加筋板相同位置的失稳壁板的弯曲方向相反,说明湿热环境对失稳壁板的弯曲方向影响较大.B型加筋板在压缩载荷下仍存在后屈曲过程,湿热环境对加筋板的屈曲载荷影响较小,对破坏载荷影响较大,较A型加筋板相比两者分别下降了3.1％和22.2％.
关键词:
复合材料加筋板
,
湿热环境
,
屈曲
,
后屈曲
,
载荷
张利祥
,
李俊
,
张理扬
钢铁
根据金属塑性理论建立了带钢稳定通板的理论模型,并对模型进行求解,求解分为张力加载与辊子转动两步进行。系统地研究了瓢曲的形成与发展,以及辊形与带钢尺寸对带钢瓢曲临界张力的影响等。结果表明：引起带钢瓢曲的横向压缩应力由不均匀拉伸诱发的横向压缩应力和由摩擦产生的附加横向压缩应力两部分构成,瓢曲在带钢传输过程中逐步形成;对比发现有限元模拟的瓢曲发生与长大过程与大生产的情况基本一致,瓢曲的宽度约为2～4mm。并且带钢瓢曲的临界张力随着辊子凸度的增大、辊子平台区长度的减小、辊面粗糙度的减小、带钢厚度的减小而逐渐减小。
关键词:
带钢
,
连续退火线
,
瓢曲
,
横向压缩应力
,
瓢曲临界张力
张清东
,
林潇
,
曹强
,
卢兴福
,
张勃洋
,
胡树山
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00261
针对已有板形瓢曲浪形缺陷冷轧高强钢板的淬火过程,应用ABAQUS有限元分析平台及其UMAT二次开发功能,建立淬火过程温度-组织-应力应变多场耦合的有限元仿真模型,研究淬火过程高强钢板的弹塑性变形行为及其对初始板形瓢曲缺陷的改变。通过热模拟实验结果对该有限元仿真模型进行了验证,模拟再现了已瓢曲高强钢板的淬火过程及弹塑性变形,获得了板形瓢曲浪形在淬火过程中的演变规律,指出钢板宽度方向上的温度梯度以及依先后顺序相变所引起的钢板纵向延伸变形沿宽度方向上分布不均匀,导致原有板形瓢曲浪形发生改变,甚至可以生成新的瓢曲浪形。定义了描述板形瓢曲浪形改变程度的指标,如浪高变化率、浪宽变化率、浪距变化率,定量揭示横向温差、张力等工艺参数对冷轧高强钢板淬火过程板形变化的影响规律。搭建实验室冷轧钢板淬火实验研究系统,开展具有单边浪板形瓢曲缺陷钢板的淬火实验,实验结果与仿真计算结果取得定性一致。
关键词:
高强钢
,
淬火
,
瓢曲
,
边浪
,
中浪
,
数值模拟
张铁亮
,
丁运亮
,
金海波
复合材料学报
蜂窝夹层结构随面板厚度的逐渐变化会出现不同的屈曲现象。针对连续芯层有限元模型，求出不同面板厚度时结构的屈曲因子，并与经验失稳公式预测值进行对比，两种方法的结果基本吻合。建立考虑芯层几何特征的有限元模型，进行屈曲分析并研究芯层几何参数对结构稳定性的影响。介绍了一种局部屈曲现象——蜂窝壁屈曲，提出了相应的失稳预测分析方法，并与三维有限元分析结果进行比较，验证该方法的正确性。对承受多轴惯性载荷的蜂窝夹层承力筒结构进行稳定性分析，通过改变面板厚度和纵横惯性载荷比，得到一系列有限元解，给出了相关的多轴惯性载荷相关方程。
关键词:
有限元分析
,
蜂窝夹层结构
,
屈曲
,
蜂窝壁屈曲
,
承力筒
罗楚养
,
熊峻江
,
益小苏
,
张子龙
,
刘刚
复合材料学报
采用基于水溶性型芯的RTM成型技术制备了整体化的复合材料翼盒，并对翼盒进行了自由振动模态试验；采用三维壳单元，建立了翼盒固有模态及稳定性有限元分析模型，该模型分析的翼盒固有模态与试验结果吻合很好，验证了有限元模型的有效性；为研究翼盒固有模态及稳定性的铺层效应，采用该模型分析计算了4种铺层方案的翼盒的固有模态及稳定性。研究结果表明：对称铺层蒙皮有利于提高翼盒轴向压缩与轴向扭转屈曲载荷及固有频率，而不利于面外弯曲和弯扭组合情况；腹板减薄和增加腹板45°铺层均不利于提高，甚至会大幅度降低屈曲载荷及固有频率，弯扭组合加载最容易导致失稳。
关键词:
复合材料
,
翼盒
,
数值模拟
,
模态分析
,
屈曲
,
树脂传递模塑
袁坚锋
,
尼早
,
陈保兴
复合材料学报
基于复合材料各向异性板的大挠度方程,采用Ritz法和最小势能原理推导出了正交各向异性复含材料层合板在面内弯曲载荷作用下临界屈曲弯矩的解析解;给出了面内弯剪复合载荷作用下复合材料层合板屈曲的强度校核方法,并将本文方法所得结果与用有限元法(FEM)所得结果进行了比较.结果表明,本文方法与有限元方法相吻合,并且形式简洁,便于工程应用.
关键词:
复合材料层合板
,
面内弯曲载荷
,
弯剪复合载荷
,
屈曲
,
有限元法
,
正交各向异性材料
