胡捷
,
刘磊
材料导报
改善纤维几何形态,引入球棒状纤维,可以提升短纤维增强复合材料的整体力学性能.基于复合材料细观力学中的剪滞模型,分析比较了球棒状纤维和平直纤维上的应力分布.应用MATLAB软件分析了不同部分的微元模型,得知球形微元具有分散内部应力,降低应力极值的效果.应用ANSYS软件给出直观模拟应力云图,验证了分析结果与理论模型的一致性.
关键词:
球棒状
,
应力传递
,
复合材料
,
纤维
,
剪滞模型
姜传海
,
王德尊
,
姚忠凯
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2000.03.010
根据剪滞后模型及复合材料中晶须的实际分布状况,分析了基体的承载系数.结合X射线应力测量原理,建立出基体承载系数的X射线应力测量方法.计算表明,压铸态及挤压态SiCW体积分数为20%的6061Al复合材料中基体的承载系数分别为0.783及0.569.试验证实, 两种复合材料基体承载系数分别为0.742及0.557.试验结果与理论计算基本吻合.
关键词:
SiCW/Al
,
晶须取向
,
剪滞模型
,
X射线应力测量
,
承载系数
李龙彪
,
宋迎东
,
孙志刚
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.04.028
采用细观力学方法对单向纤维增强陶瓷基复合材料的单轴拉伸应力-应变行为进行了研究.采用Budiansky-Hutchinson-Evans(BHE)剪滞模型分析了复合材料出现损伤时的细观应力场,结合临界基体应变能准则、应变能释放率准则以及Curtin统计模型三种单一失效模型分别描述陶瓷基复合材料基体开裂、界面脱粘以及纤维失效三种损伤机制,确定了基体裂纹间隔、界面脱粘长度和纤维失效体积分数.将剪滞模型与3种单一失效模型相结合,对各个损伤阶段的应力-应变曲线进行模拟,建立了准确的复合材料强韧性预测模型,并讨论了界面参数和纤维韦布尔模量对复合材料损伤以及应力-应变曲线的影响.与室温下陶瓷基复合材料单轴拉伸试验数据进行了对比,各个损伤阶段的应力-应变、失效强度及应变与试验数据吻合较好.
关键词:
陶瓷基复合材料
,
剪滞模型
,
基体开裂
,
界面脱粘
,
纤维失效
,
应力-应变曲线
邹波
,
卢子兴
复合材料学报
将Mori-Tanaka方法和修正剪滞模型相结合,给出了单向短纤维增强高密度泡沫塑料的模量预测和应力计算公式,并用建立的考虑不同情况的有限元模型分析了纤维和基体中的应力分布.研究结果表明:理论预测与有限元分析结果符合得较好.采用修正的剪滞理论能够解释单向短纤维增强泡沫塑料的应力传递机制.当泡孔体积分数增加时,纤维轴向应力和界面剪应力会增大,更容易发生脱粘和拉断破坏.纤维端部脱粘或穿过泡孔虽然容易引起局部应力集中,但对整体应力分布影响不大.
关键词:
纤维
,
泡沫
,
Mori-Tanaka方法
,
剪滞模型
,
有限元
王晓宏
,
张博明
,
杜善义
,
孙新杨
复合材料学报
单丝复合材料段裂试验(SFCFT)中,随着外载荷的增加,纤维出现了随机脆断的现象,并在一定的载荷下纤维的段裂数达到"饱和"状态(即纤维段裂数目不再增加),该试验常用于表征纤维与基体间界面性能.针对该试验,本文中充分考虑了组分材料的真实件能(即基体材料的弹塑性性能),利用弹塑性剪滞理论进行纤维与基体间的应力传递分析,初步获得较真实的纤维轴向应力及界面剪应力分布形式;在此基础上,考虑纤维强度分布的非均匀性,利用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法对试验巾纤维的随机段裂过程进行了模拟预报,获得载倚与纤维的段裂数的关系.模拟预报与试验结果比较吻合,表明该应力分析及模拟方法的有效性.
关键词:
单丝复合材料
,
界面
,
剪滞模型
,
蒙特卡罗模拟
,
随机段裂
韩庚
,
关志东
,
杜善义
,
李星
,
何为
复合材料学报
为研究单丝复合体系在单向加载过程中的应力传递及损伤演化规律,基于剪滞模型建立了渐进损伤过程的三维数值分析模型.单丝复合体系的渐进损伤过程曲线和临界状态下的纤维段数、应变载荷及纤维轴向应力分布均与文献试验结果非常吻合,表明本文所提出的单丝复合体系渐进损伤模型能够有效模拟单丝断裂过程中的损伤起始、损伤演化和断裂临界状态.研究了模型中组分材料的模量和强度对损伤过程的影响.结果表明:保持组分材料强度不变,增加纤维的模量能够加快损伤过程,基体模量和界面模量的增加对单丝复合体系渐进损伤过程影响不大;在组分材料模量及界面强度不变的情况下,随着纤维强度的增加,单丝复合体系渐进损伤过程的起始应变载荷和临界应变载荷均增加,临界状态下的纤维断点数减少.
关键词:
单丝复合体系
,
渐进损伤
,
剪滞模型
,
界面强度
,
损伤过程
计时鸣
,
郑孟翔
,
金明生
,
张利
,
曾晰
,
厉志安
,
李笑
复合材料学报
为了实现高硬度和高耐磨模具自由曲面的高效光整加工,提出了一种以Lyocell短纤维增强气压砂轮基体的新方法,分析了Lyocell短纤维增强橡胶基复合材料的理论模型及气压砂轮结构模型.利用Instron试验机对复合材料试样进行了拉伸试验,并通过误差分析研究了其强度极限.对比分析了弹性模量的试验数值与理论数值,证明了剪滞模型预测气压砂轮基体弹性模量的准确性.对不同短纤维体积分数的气压砂轮光整加工时的压力变化与形变范围进行了仿真分析,验证了短纤维增强气压砂轮基体的可行性.分析了凸曲面与气压砂轮呈不同角度接触时的受力大小及加工面积,获得了理想的接触角度.通过对高硬度凸曲面的材料去除试验,证明了短纤维增强气压砂轮基体这一设想以及气压砂轮仿真试验的可行性.
关键词:
短纤维增强
,
气压砂轮基体
,
剪滞模型
,
拉伸强度
,
弹性模量
,
模具自由曲面
