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含预制分层的帽型加筋单元在四点弯曲载荷下的损伤扩展 预览
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作者 张茹 柴亚南 +2 位作者 张阿盈 陈向明 天骄 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第10期224-229,共6页
复合材料加筋结构在制造过程中往往会存在初始分层损伤从而降低了结构的承载能力。利用ABAQUS分析平台建立含预制分层的帽型加筋结构有限元模型,选用虚拟裂纹闭合技术中的Benzeggagh-Kenane(B-K)分层扩展判据模拟含预制分层的帽型加筋... 复合材料加筋结构在制造过程中往往会存在初始分层损伤从而降低了结构的承载能力。利用ABAQUS分析平台建立含预制分层的帽型加筋结构有限元模型,选用虚拟裂纹闭合技术中的Benzeggagh-Kenane(B-K)分层扩展判据模拟含预制分层的帽型加筋结构在四点弯载荷作用下结构裂纹的起始和扩展情况,对比试验发现结果拟合良好。详细分析分层的位置、形状及面积对加筋板损伤起始的影响,比较各型能量释放率对裂纹扩展影响。结果表明:预制分层位于界面中部时结构的承载能力最大;分层面积增大时结构的承载能力整体呈下降趋势,分层面积在一定范围变化时对结构的承载能力影响不大;但当分层面积大于一定值时,结构的承载能力急剧下降;剪切应变能释放率对裂纹扩展的贡献比较大。 展开更多
关键词 虚拟裂纹闭合法 能量释放率 裂纹扩展 承载能力 预制分层
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复合材料螺接修理层压板剩余强度评估 预览
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作者 张阿盈 陈向明 天骄 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第7期263-266,共4页
复合材料结构修理是飞机复合材料结构全寿命周期中不可或缺的重要环节。螺接修理传递载荷大,操作简单,易于外场实施。快速估算螺接修理结构的剩余强度,有助于修理参数优化及修理方案的设计。采用基于子模型法的有限元数值分析方法,... 复合材料结构修理是飞机复合材料结构全寿命周期中不可或缺的重要环节。螺接修理传递载荷大,操作简单,易于外场实施。快速估算螺接修理结构的剩余强度,有助于修理参数优化及修理方案的设计。采用基于子模型法的有限元数值分析方法,快速预估螺接修理层压板结构的承载能力。模型中复合材料层压板和金属补片用壳元模拟,螺栓用梁元模拟,采用多点约束技术模拟螺栓与螺栓孔的接触。在整体模型应力分析的基础上,选择高应力区建立子模型,提出0°层点应力准则判断层压板是否破坏,根据粱元剪力的大小用工程方法评估螺栓的强度。分析表明,分析方法建模简单、计算周期短、分析结果与试验结果误差在5%以内,可以满足工程设计和分析要求。 展开更多
关键词 复合材料层压板 螺接修理 剩余强度 有限元分析
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复合材料层合板低速冲击损伤影响因素分析 预览 被引量:13
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作者 天骄 郑锡涛 +1 位作者 范献银 郑晓霞 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期 81-86,共6页
运用ABAQUS软件对复合材料层合板低速冲击下的损伤状态进行模拟,采用单一变量法,以损伤面积为表征参数,针对影响低速冲击下复合材料层合板损伤性能的诸多因素进行分析,以便在材料研制的初期预见其损伤阻抗。分层损伤是层合板低速冲击下... 运用ABAQUS软件对复合材料层合板低速冲击下的损伤状态进行模拟,采用单一变量法,以损伤面积为表征参数,针对影响低速冲击下复合材料层合板损伤性能的诸多因素进行分析,以便在材料研制的初期预见其损伤阻抗。分层损伤是层合板低速冲击下的主要损伤形式之一,基于损伤力学、断裂力学和黏性理论,建立零厚度的三维界面单元来精确模拟层间分层。拐点是损伤阻抗的主要表征,基于试验研究和有限元模拟,在冲击力-时间曲线上计算出拐点,通过比较不同材料的拐点值,判定不同层合板的损伤阻抗。低速落锤冲击试验验证了此模型的合理性。 展开更多
关键词 冲击损伤 影响因素 材料体系 冲头 铺层序列
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三维编织复合材料制造技术及力学性能研究进展 预览 被引量:4
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作者 郑锡涛 天骄 《航空制造技术》 2011年第20期共7页
三维编织复合材料是仿织复合材料之一,是由采用编织技术织造的纤维编织物(又称三维预成形件)所增强的复合材料,其具有高的比强度、比模量、高的损伤容限和断裂韧性、耐冲击、抗开裂和疲劳等优异特点.三维编织复合材料作为一种先进的复... 三维编织复合材料是仿织复合材料之一,是由采用编织技术织造的纤维编织物(又称三维预成形件)所增强的复合材料,其具有高的比强度、比模量、高的损伤容限和断裂韧性、耐冲击、抗开裂和疲劳等优异特点.三维编织复合材料作为一种先进的复合材料,倍受工程界关注,业已成为航空、航天领域的重要结构材料,并在汽车、船舶、建筑领域、体育用品和医疗器械等方面得到了广泛应用. 展开更多
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缝纫泡沫芯夹层结构低速冲击损伤分析 预览 被引量:7
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作者 郑晓霞 郑锡涛 +1 位作者 天骄 张建锋 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期 774-779,共6页
在缝纫复合材料泡沫芯夹层结构低速冲击试验研究基础上,文章开展了低速冲击损伤数值分析。首先利用有限元软件分别对未缝纫和缝纫的复合材料泡沫芯夹层结构低速冲击下的损伤面积进行了数值估算,发现两者的上面板损伤面积均大于下面板的... 在缝纫复合材料泡沫芯夹层结构低速冲击试验研究基础上,文章开展了低速冲击损伤数值分析。首先利用有限元软件分别对未缝纫和缝纫的复合材料泡沫芯夹层结构低速冲击下的损伤面积进行了数值估算,发现两者的上面板损伤面积均大于下面板的损伤面积,但两者的主要损伤模式不同,未缝纫夹层结构的主要损伤模式为上面板损伤,而缝纫夹层结构主要以泡沫芯材压碎损伤破坏为主。有限元计算结果与试验结果吻合较好,证明文中所建立模型的正确性。随后模拟计算了冲击能量、上面板厚度、泡沫芯材厚度、缝纫密度、落锤冲击位置等五个因素变化对缝纫泡沫芯复合材料夹层结构损伤面积的影响,并进行了相关的理论分析。 展开更多
关键词 夹层结构 有限元法 泡沫芯夹层结构 复合材料 缝纫 损伤面积 数值模拟 低速冲击
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