朱炜垚
,
许希武
材料科学与工程学报
对T300/QY8911复合材料层合板进行了低速冲击试验研究及数值仿真模拟.通过自由落体装置对层板进行冲击,并使用超声C扫描技术检测了层板冲击后的损伤状态,获得了不同能量下层板内部的损伤面积.建立了用于预测复合材料层合板在低速冲击作用下损伤演化的3D有限元模型,模型包含了用于模拟分层损伤的界面元和用于模拟纤维断裂、纤维挤压、基体开裂、基体挤裂等面内损伤形式的3D实体单元.该模型考虑了面内基体损伤对层间强度的影响.本文中的数值仿真结果和试验结果的对比验证了模型的合理性和有效性,文中还分析了影响低速冲击后层板内部分层面积的主要因素.
关键词:
复合材料
,
低速冲击
,
有限元
,
分层损伤
李亚娟
,
周伟
,
刘然
,
张雪梅
,
李志远
,
吕智慧
玻璃钢/复合材料
通过风电叶片复合材料Ⅱ型分层扩展力学性能实验,并借助声发射技术手段,研究复合材料[0/0]、[0/45]和[+45/-45]层间界面损伤演化特性.复合材料试件弯曲加载时,采用声发射实时监测整个分层损伤过程.结果表明,[0/0]复合材料分层试件裂纹扩展快、分层面积大、前沿平齐,不稳定扩展对应较多高幅值、长持续时间的声发射信号;受±45°方向纤维作用,[0/45]和[+45/-45]复合材料试件不稳定分层扩展前声发射撞击累积数较高,裂纹扩展相对缓慢,分层面积小,前沿不齐.复合材料分层损伤演化可分为预分层裂纹尖端区域微损伤累积和分层不稳定扩展两个基本的过程.
关键词:
风电叶片
,
复合材料
,
端部缺口弯曲试验
,
分层损伤
,
声发射
汪星明
,
朱庆友
,
柳泽
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2012.04.011
低速冲击引起的分层损伤是层合板的主要损伤模式.对分层损伤进行数值模拟有着重要的工程价值,合理的假设有助于问题的简化,对于计算量和计算精度有着重要的影响.本文研究了层合复合材料分层损伤分析模型的建模方法,基于三个基本假设建立了分析模型,采用LS-DYNA显式算法对层合板的冲击响应和分层损伤进行了计算,计算结果与实验结果的一致性证明了该方法的正确性.
关键词:
层合材料
,
冲击响应
,
分层损伤
,
有限元方法
吕智慧
,
刘然
,
王雅瑞
,
周伟
玻璃钢/复合材料
通过单向玻璃纤维/环氧复合材料试件的单轴向压缩实验,结合声发射及应变电测技术,研究含直径分别为5mm和10mm两种圆形分层复合材料损伤演化特性,并探讨了试件的压缩损伤破坏过程.结果表明,在压缩载荷作用下,两类分层直径试件的破坏路径基本一致,层间破坏机理相同.分层缺陷面积的大小对试件的承载能力有较大影响,分层缺陷面积越大,试件的承载能力降低,试件的破坏程度加剧.载荷-纵向应变曲线由线性变化到近似线性变化再到非线性变化的过程与声发射信号分析结果较吻合.
关键词:
复合材料
,
分层损伤
,
压缩破坏
,
声发射
,
应变分析
龚海亮
,
刘伟庆
,
万里
,
余轶
材料科学与工程学报
纤维增强复合材料泡桐木夹层梁在使用过程中不可避免地会遭受各种各样的低速冲击作用而发生损伤,直接影响其剩余承载性能,本文假定泡桐木芯材在低速冲击作用下,会发生分层连续屈曲破坏,同时结合理想弹塑性地基理论,建立了泡桐木夹层梁相应的界面分层损伤数值模型.基于该模型,以塑性变形为参数计算了低速冲击时最大接触力的大小,并与试验结果相对比,误差在合理范围之内.
关键词:
低速冲击
,
泡桐木夹层梁
,
分层损伤
,
最大冲击接触力
乔文静
,
肖毅
,
福田博
,
八田博志
,
薛元德
玻璃钢/复合材料
功能器件集成于结构材料内是实现多功能结构一体化设计的一个重要途径.然而集成后往往导致结构系统中产生几何不连续界面,成为失效的起点,是降低原有结构性能和破坏结构完整性的主要原因.本文通过试验观察及数值分析探讨了内埋元件对其复合材料结构完整性影响的一些关键因素.拉伸试验中采用声发射技术并结合不同载荷阶段下的内部损伤观察,确立了损伤演化与拉伸性能退化的关系.结果表明,埋置件与复合材料间的分层损伤是导致结构拉伸性能退化的主要机制,分层扩展阻力取决于与埋置件相邻层的纤维取向角度.数值分析中利用有限元软件ABAQUS建立了二维平面应变有限元模型,分析了埋置件附近的应力分布,并基于断裂力学理论分析了分层损伤扩展行为.数值结果表明,引入不同临界能量释放率值,可以很好地模拟“裸界面”与“摩擦界面”对裂纹扩展速率的不同效应.
关键词:
多功能结构
,
结构完整性
,
分层损伤
,
有限元分析
,
断裂力学
谢紫龙
,
尚柏林
,
常飞
,
杨哲
,
尹俊杰
机械工程材料
利用冲击试验对先进飞机上常用的复合材料薄壁加筋板预制分层损伤,通过剪切试验研究了完好试样和损伤试样在剪切载荷下的屈曲、后屈曲承载能力及破坏形式.结果表明:分层损伤会降低复合材料薄壁加筋板的刚度,并改变其破坏形式,使其在剪切过程中出现明显的局部屈曲,进而大大降低其屈曲失稳载荷、后屈曲承载载荷和破坏载荷.
关键词:
复合材料
,
屈曲
,
分层损伤
,
刚度
,
后屈曲
谷广伟
,
王庆涛
,
李炜
玻璃钢/复合材料
玻璃纤维复合材料在外界冲击载荷下发生分层损伤,对后续结构的安全使用造成影响.通过布拉格光栅传感器(FBG)对真空辅助成型的层合板在低速冲击载荷下的响应情况进行了监测,分析了不同厚度方向上层合板应变变化,并与层合板的损伤情况进行了对比.结果表明,波长的变化可以有效反映层合板的应变情况,波长差值可以反映层合板内部的损伤情况;FBG在多次冲击后仍具有良好的监测性能,可用于层合板的长期在线监测,为FBG监测层合板低速冲击损伤提供了依据.
关键词:
FBG
,
复合材料件
,
低速冲击
,
分层损伤
白瑞祥
,
陈浩然
,
王蔓
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.01.025
采用有限元方法研究了含穿透分层损伤复合材料加筋层合板的动力响应和承载能力.根据复合材料层合板一阶剪切理论,推导了复合材料层合板单元的刚度阵和质量阵列式;同时采用Adams应变能法与Ray-leigh阻尼模型相结合的方法,构造了相应的阻尼阵列式;为了防止在低阶模态中分层处出现的上、下子板不合理的嵌入现象,建立了含分层损伤复合材料加筋层合板动力分析中分层分析模型和虚拟界面联接模型.并采用Tsai提出的刚度退化准则和动力响应分析的精细积分法,对在动荷载作用下含分层损伤复合材料加筋层合板结构进行了破坏和承载能力分析.通过典型算例分析,分别讨论了外载频率、分层深度、筋的位置以及破坏过程中刚度退化对含损伤复合材料加筋层合板动力响应特征和承载能力的影响,得到了一些具有理论和工程价值的结论.
关键词:
动力响应
,
承载能力
,
分层损伤
,
虚拟界面单元
,
复合材料加筋板
