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内聚力模型应用研究 预览
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作者 郭彩芬 《苏州市职业大学学报》 2019年第4期1-5,共5页
由于塑性或微裂纹的存在,在裂纹尖端存在的非线性区域称为内聚区。假设材料的断裂破坏主要取决于拉应力的情况下,内聚力模型可以用来解决任何材料或构件的断裂问题。通过对内聚力模型的起源、特点以及模型参数的选择介绍,据此总结讨论... 由于塑性或微裂纹的存在,在裂纹尖端存在的非线性区域称为内聚区。假设材料的断裂破坏主要取决于拉应力的情况下,内聚力模型可以用来解决任何材料或构件的断裂问题。通过对内聚力模型的起源、特点以及模型参数的选择介绍,据此总结讨论内聚力模型在应用中面临的主要问题,如需进一步提高其结构完整性评估能力,应健全模型参数选择及仿真的标准化工作,提升内聚力模型的广泛适应性,以及研究形成裂纹生长定量描述机制等。 展开更多
关键词 内聚力模型 内聚力模型参数确定 内聚力模型应用
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基于分子动力学的锆基体多尺度断裂参数的研究 预览
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作者 王昌昊 陈文俊 《广东化工》 CAS 2019年第8期87-89,79共4页
本文基于分子动力学方法,建立了含边缘裂纹缺陷的微观断裂模型,计算了锆材料在300 K温度下的T-S (Traction-Separation)曲线,得到了表征断裂属性的内聚力模型参数,为跨尺度断裂研究提供参数。同时,提出了在原子尺度断裂模型的建模方法... 本文基于分子动力学方法,建立了含边缘裂纹缺陷的微观断裂模型,计算了锆材料在300 K温度下的T-S (Traction-Separation)曲线,得到了表征断裂属性的内聚力模型参数,为跨尺度断裂研究提供参数。同时,提出了在原子尺度断裂模型的建模方法和内聚力单元参数的提取方法和从微观到宏观的跨尺度断裂模型的整体计算思路。 展开更多
关键词 微观断裂模型 T-S曲线 内聚力模型
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内聚力模型在泡沫沥青混合料离散元模拟中的应用 预览
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作者 梁何浩 王端宜 +2 位作者 邓志刚 梁遐意 徐驰 《湖南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期115-123,共9页
为研究内聚力本构模型对泡沫沥青冷拌混合料的适用性,基于内聚力本构模型,结合Matlab软件“凸包法”和三维ODEC算法,建立了泡沫沥青冷拌混合料的三维模型试件.同时,对不同级配的混合料进行模拟劈裂试验,用对比分析和统计分析的方法观察... 为研究内聚力本构模型对泡沫沥青冷拌混合料的适用性,基于内聚力本构模型,结合Matlab软件“凸包法”和三维ODEC算法,建立了泡沫沥青冷拌混合料的三维模型试件.同时,对不同级配的混合料进行模拟劈裂试验,用对比分析和统计分析的方法观察数值模拟与室内试验的结果.研究结果表明:“凸包法”和三维ODEC算法相结合能够模拟泡沫沥青冷拌混合料中的粗集料棱角性,数值模拟的劈裂试验强度-变形曲线发展趋势和实际的劈裂试验规律基本相符.模拟数据与试验数据具有良好的相关性,表明内聚力本构模型的三维离散元模拟能有效应用于泡沫沥青冷拌混合料设计. 展开更多
关键词 沥青混合料 数值模拟 泡沫沥青 内聚力模型 离散元 劈裂试验
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氧化铝涂层垂直裂纹对热载荷下界面失效的影响 预览
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作者 江五贵 邹航 +1 位作者 夏宇锋 周宇 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期30-36,共7页
目的探索氧化铝/铝在热载荷作用下的界面失效机理。方法基于内聚力有限元模型,预测热载荷下铝基氧化铝涂层材料界面处的残余热应力,并系统研究其失效过程。重点考虑涂层厚度、热载荷大小、预制涂层垂直裂纹密度对界面处应力场和界面损... 目的探索氧化铝/铝在热载荷作用下的界面失效机理。方法基于内聚力有限元模型,预测热载荷下铝基氧化铝涂层材料界面处的残余热应力,并系统研究其失效过程。重点考虑涂层厚度、热载荷大小、预制涂层垂直裂纹密度对界面处应力场和界面损伤失效的影响,并同实验进行对比。结果试验和模拟结果都发现,加热到300℃冷却后,界面未产生平行裂纹,而加热到400℃冷却后,界面出现平行裂纹。涂层无裂纹缺陷时,界面处剪应力呈单曲线余弦分布,而有预制裂纹时,界面处的剪应力呈双曲线余弦分布。随着热载荷的增大,界面最大剪应力值由两端向界面中心处迁移。相比涂层有裂纹的情况,界面在涂层无裂纹时平均正应力最小。实际制备的氧化铝涂层不可能完美无裂纹缺陷,在考虑涂层有裂纹缺陷时,涂层裂纹密度为4mm.1时平均所受正应力较小,且界面只有拉应力作用,不容易产生脱层缺陷。结论存在特定的最佳临界预制垂直裂纹密度值,使得热载荷下界面损伤最小。有限元模拟结果也显示,相同热载荷和相同裂纹密度下,涂层越厚,对界面的防护力也越强。 展开更多
关键词 氧化铝涂层 内聚力模型 热载荷 有限元 界面失效 裂纹密度
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交变载荷对CFRP复合材料-铝合金粘接接头剩余强度的影响
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作者 慕文龙 那景新 +2 位作者 秦国锋 谭伟 申浩 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1124-1131,共8页
为了给碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料粘接结构的安全设计及应用提供参考,针对CFRP复合材料-铝合金对接接头,研究了拉-拉交变载荷作用下的疲劳寿命特性及剩余强度变化规律。设计专用夹具,完成接头的制作及固化,并测试其拉伸、剪切准静... 为了给碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料粘接结构的安全设计及应用提供参考,针对CFRP复合材料-铝合金对接接头,研究了拉-拉交变载荷作用下的疲劳寿命特性及剩余强度变化规律。设计专用夹具,完成接头的制作及固化,并测试其拉伸、剪切准静态失效强度,在此基础上进行不同载荷水平下的疲劳寿命测试。选取特定载荷水平,测试不同循环次数后的接头剩余强度,并对失效形式进行观察分析。结果表明:CFRP复合材料-铝合金对接接头强度-寿命(S-N)曲线在单对数坐标上符合线性函数规律;随着交变载荷循环周期的增加,接头剩余强度呈先慢后快的下降趋势,而且在较大的载荷水平下,下降幅度更为明显;经历交变载荷循环前、后接头失效形式发生改变,由局部CFRP复合材料表层撕裂转变为局部界面破坏。结合试验测试所获得的初始失效准则,并引入疲劳退化因子,建立内聚力模型对交变载荷作用下的粘接接头强度衰减进行数值模拟,结果表明所建立模型能够有效预测交变载荷作用下的接头剩余强度。 展开更多
关键词 碳纤维增强聚合物复合材料 粘接接头 交变载荷 剩余强度 内聚力模型
初始缺陷对复合材料层合板力学性能影响研究 预览
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作者 王志凯 陈志鹏 +1 位作者 杨娜娜 杨涛 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期730-736,共7页
复合材料层合板在热压成型以及冷却过程中容易出现分层缺陷,分层缺陷是影响复合材料性能最主要的缺陷形式之一,其在复合材料中的产生和扩展都会显著降低复合材料的结构强度甚至引发灾难性的破坏,所以复合材料的分层缺陷对于结构的可靠... 复合材料层合板在热压成型以及冷却过程中容易出现分层缺陷,分层缺陷是影响复合材料性能最主要的缺陷形式之一,其在复合材料中的产生和扩展都会显著降低复合材料的结构强度甚至引发灾难性的破坏,所以复合材料的分层缺陷对于结构的可靠性有着十分重要的影响。以初始分层位置以及初始分层直径2个参数作为研究对象设计实验,通过数值模拟和试验得到两者对于复合材料层合板力学性能的影响规律,并得出以下结论:初始分层沿厚度方向位置对线性段平均压缩模量以及应变的影响较小,分层越接近中心面,对极限承载能力影响越大;当缺陷直径在有效作用区长度的8%~20%(18~44 mm)范围内时,对层合板线性段平均压缩模量、极限承载能力以及应变的影响变化不明显,当直径提升到有效作用区长度的27%(60 mm)时,以上性能均出现较大变化。另外,将双线性内聚力单元引入渐进失效方法计算层合板极限承载能力,通过试验结果与数值模拟的对比验证了算法的准确性。 展开更多
关键词 初始分层 复合材料 内聚力模型 渐进失效
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宽温域下柔性接头界面损伤及密封可靠性数值研究
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作者 史宏斌 王才 +1 位作者 屈转利 李国才 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2313-2324,共12页
界面失效是固体火箭发动机柔性接头的重要问题。为研究宽温域(-55℃~65℃)下柔性接头摆动过程中界面的损伤规律,基于ABAQUS 6.14建立了柔性接头的三维非线性有限元分析模型,并采用内聚力模型作为粘接界面的本构模型,获得了界面的损伤参... 界面失效是固体火箭发动机柔性接头的重要问题。为研究宽温域(-55℃~65℃)下柔性接头摆动过程中界面的损伤规律,基于ABAQUS 6.14建立了柔性接头的三维非线性有限元分析模型,并采用内聚力模型作为粘接界面的本构模型,获得了界面的损伤参数。此外,结合界面间的接触应力,提出了一种计算柔性接头密封可靠度的方法。结果表明,宽温域下粘接界面与丁异戊橡胶的力学性能随温度的升高而逐渐下降,说明柔性接头在高温段更容易发生失效;并且确认了柔性接头密封可靠度与界面损伤间成反比关系,宽温域下随着温度升高,柔性接头损伤程度先缓慢增大,-40℃后出现迅速增加,而柔性接头密封可靠度先呈线性下降趋势,20℃后下降趋势放缓,-55℃时柔性接头密封可靠度最大。 展开更多
关键词 柔性接头 界面损伤 内聚力模型 密封可靠性 宽温域
基于内聚力模型的热障涂层失效行为研究 预览
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作者 李雪换 底月兰 +3 位作者 王海斗 李国禄 董丽虹 马懿泽 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1500-1504,共5页
热障涂层以其优异的隔热、耐磨和耐蚀性而被广泛应用于航空涡轮发动机中,其能够提高发动机的热效率和延长涡轮叶片的使用寿命。热障涂层的失效往往是裂纹扩展导致,其主要失效形式为表面开裂和界面分层失效。针对热障涂层的裂纹扩展行为... 热障涂层以其优异的隔热、耐磨和耐蚀性而被广泛应用于航空涡轮发动机中,其能够提高发动机的热效率和延长涡轮叶片的使用寿命。热障涂层的失效往往是裂纹扩展导致,其主要失效形式为表面开裂和界面分层失效。针对热障涂层的裂纹扩展行为,最重要也最直接的研究方法就是对热障涂层的整个损伤失效过程进行数值模拟,以便深入了解涂层失效过程及失效机理。内聚力模型能够比较精确地描述界面开裂问题,在一定程度上可减轻甚至消除裂纹尖端的应力奇异性,可以模拟任意裂纹扩展,故而在裂纹扩展研究中得到了广泛应用。采用内聚力模型模拟热障涂层表面开裂和界面分层失效的过程中,通常把内聚力单元预埋在可能出现裂纹的实体单元之间,当材料发生破坏时,裂纹就会沿着内聚力单元排布的方向形成和扩展。然而造成热障涂层损伤失效的因素较多,失效机理复杂,以及内聚力模型本身的缺陷性,使得利用内聚力模型模拟热障涂层失效过程的研究还不够全面。目前已经通过内聚力模型实现了热障涂层的损伤失效过程模拟,包括表面开裂过程和界面分层失效过程。当前研究大多忽略了涂层内部的微细观缺陷而将热障涂层视为均质材料进行研究,并且内聚力模型本身还存在一些问题,如参数的确定等。随着热障涂层的发展以及对内聚力模型认识的不断加深,内聚力模型模拟热障涂层损伤失效过程也在不断发展与完善。在表面开裂模拟方面,通过在陶瓷涂层内垂直嵌入内聚力单元来模拟陶瓷层内表面裂纹的扩展行为。陶瓷涂层内裂纹扩展行为的模拟大多采用扩展有限元法,内聚力模型的应用相对较少,而内聚力模型可有效解决界面开裂问题,特别是粘结层/陶瓷界面开裂问题,故而被广泛应用于热障涂层界面失效问题的研究中。本文对内聚力模型进行了 展开更多
关键词 热障涂层 内聚力模型 失效行为 裂纹扩展 表面开裂 界面分层
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基于内聚力模型的混凝土细观拉压统一数值模拟方法 预览
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作者 熊学玉 肖启晟 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期448-462,共15页
将混凝土内聚力模型的适用范围从原来的细观受拉断裂模拟拓展到了细观受压断裂模拟,并实现了用统一的数值方法来模拟混凝土受压和受拉的细观损伤破坏行为。参考以往的试验研究以及结合内聚力模型的特点,定义了内聚力单元的混合断裂准则... 将混凝土内聚力模型的适用范围从原来的细观受拉断裂模拟拓展到了细观受压断裂模拟,并实现了用统一的数值方法来模拟混凝土受压和受拉的细观损伤破坏行为。参考以往的试验研究以及结合内聚力模型的特点,定义了内聚力单元的混合断裂准则以及全局接触关系;建立了不同网格精度的对照模型,讨论了网格敏感性问题;模拟了混凝土在单轴拉伸和压缩作用下的受力全过程,并对断裂能、界面强度、骨料形状和骨料材料类型进行了参数研究;从破坏形态和力学响应的角度探究了混凝土细观断裂和接触行为对整体力学性能的影响。结果表明:较受拉数值模拟,受压数值模拟结果的网格敏感性问题更突出,过粗的网格划分会限制模型的内力重分布;混凝土在单轴受拉时发生的是偏向于Ⅰ型断裂的混合型断裂,其中因Ⅰ型和Ⅱ型断裂能之差所致的混合型断裂能约占受拉总断裂能的一半;骨料颗粒的光滑程度越高,混凝土的单轴极限拉压强度也越高,但颗粒间的机械咬合作用越弱,导致抗压强度退化越快。 展开更多
关键词 混凝土 细观 数值模拟 内聚力模型
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深层油气藏水力压裂裂缝扩展数值模拟 被引量:1
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作者 刘文政 姚军 曾青冬 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期223-233,共11页
深层油气藏水力压裂过程中的岩石变形,不仅要考虑弹性变形还要考虑塑性变形的问题,以往的裂缝扩展数值模拟都没有考虑塑性变形.文章基于Drucker-Prager屈服准则和相关联的流动法则建立了弹塑性水力裂缝扩展的数学模型.模型使用润滑理论... 深层油气藏水力压裂过程中的岩石变形,不仅要考虑弹性变形还要考虑塑性变形的问题,以往的裂缝扩展数值模拟都没有考虑塑性变形.文章基于Drucker-Prager屈服准则和相关联的流动法则建立了弹塑性水力裂缝扩展的数学模型.模型使用润滑理论描述裂缝内流体流动,耦合岩体变形,采用内聚力模型对裂缝扩展过程进行描述.基于有限元方法编制了数值求解器,通过与经典模型计算结果比较,验证了数学模型和算法的正确性.研究结果表明:相比于弹性水力裂缝,在流体注入量相同时,弹塑性水力裂缝长度短,裂缝宽度大,扩展时需要更高的流体压力.由于塑性应变的存在,缝内流体返排后,弹塑性水力裂缝不会完全闭合.随着岩石摩擦角的增大,弹塑性水力裂缝的宽度减小,所需流体压力增大.相对于理想弹塑性,硬化岩石介质中的水力裂缝宽度较小,所需流体压力较大. 展开更多
关键词 深层油气藏 压裂 弹塑性 内聚力模型 有限元
基于内聚力模型的FRP布加固混凝土梁柱子结构受力性能分析
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作者 陈朝晖 魏超 +1 位作者 罗绮雯 狄谨 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期122-130,共9页
FRP-混凝土界面力学性能是影响FRP加固结构承载力的重要因素。建立了可模拟FRP布加固结构黏结界面非线性软化力学行为的双线性内聚力单元,考虑混凝土与钢筋的材料非线性,进行了FRP布加固混凝土梁柱结构静力加载全过程有限元分析。分析了... FRP-混凝土界面力学性能是影响FRP加固结构承载力的重要因素。建立了可模拟FRP布加固结构黏结界面非线性软化力学行为的双线性内聚力单元,考虑混凝土与钢筋的材料非线性,进行了FRP布加固混凝土梁柱结构静力加载全过程有限元分析。分析了FRP布及黏结界面的应力变化、界面与结构破坏机制以及结构的承载力,与试验以及不考虑界面黏结滑移的有限元分析结果进行了比较,以验证方法的合理性,并提出了改进FRP环形箍布置方式。有限元分析结果表明:FRP布的拉应力、黏结界面应力与损伤变量等呈现节点区域大、跨中小的分布特点,剥离破坏随加载过程由节点域向跨中扩展,混凝土开裂后,FRP布与钢筋共同构成了悬链线机制;有限元分析所得结构破坏过程与试验的基本一致,揭示了黏结界面退化对FRP布加固混凝土结构受力性能的影响,所得各阶段最大荷载与试验结果的相对误差小于5%;不考虑黏结界面性能的退化与FRP布的剥离,则高估了悬链线阶段FRP布的贡献以及加固结构的承载力。黏结界面内聚力模型可为FRP布加固框架结构的受力性能分析提供参考。 展开更多
关键词 梁柱结构 FRP加固 剥离破坏 黏结滑移 内聚力模型 压拱机制 悬链线机制
三点弯曲模式下C/SiC复合材料界面脱粘强度的数值模拟 预览
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作者 宿树达 任成祖 李远辰 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期76-80,共5页
利用ABAQUS软件对不同纤维方向下C/SiC复合材料界面在三点弯曲模式下的应力应变行为进行数值模拟,将引入内聚力模型模拟界面失效的仿真结果与实验结果进行分析对比。本研究模拟了PyC(热解碳)界面的脱粘过程,并得到了纤维方向和界面厚度... 利用ABAQUS软件对不同纤维方向下C/SiC复合材料界面在三点弯曲模式下的应力应变行为进行数值模拟,将引入内聚力模型模拟界面失效的仿真结果与实验结果进行分析对比。本研究模拟了PyC(热解碳)界面的脱粘过程,并得到了纤维方向和界面厚度对三点弯曲过程中界面脱粘强度的影响规律。结果表明,内聚力模型用于表征C/SiC复合材料的界面比较合理。纤维方向为横向和法向时的界面脱粘强度大致相等,约为26~28MPa。界面脱粘强度先随界面厚度增大而增大之后基本不变,界面厚度约为0.2~0.3μm时,界面脱粘强度达到最大。 展开更多
关键词 C/SIC 内聚力模型 三点弯曲 界面脱粘强度 有限元
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温度梯度荷载作用下CRTSⅡ型轨道板与CA砂浆界面损伤扩展研究 预览
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作者 胡松林 周小林 +1 位作者 徐庆元 周狮宇 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2143-2149,共7页
研究温度梯度荷载作用对CRTSⅡ型轨道板与砂浆层间损伤扩展规律,为无砟轨道砂浆层间养护维修及使用寿命提供一定的理论参考。建立基于传热学理论的温度场数值计算模型和基于内聚力理论的Ⅱ型板式轨道层间损伤有限元分析模型,并对该模型... 研究温度梯度荷载作用对CRTSⅡ型轨道板与砂浆层间损伤扩展规律,为无砟轨道砂浆层间养护维修及使用寿命提供一定的理论参考。建立基于传热学理论的温度场数值计算模型和基于内聚力理论的Ⅱ型板式轨道层间损伤有限元分析模型,并对该模型进行验证。计算服役期为期1 a的温度梯度时程曲线,然后分别分析层间在服役期温度梯度荷载和循环温度梯度荷载作用下的破坏过程,研究结果表明:服役期结束时界面边缘出现损伤,损伤因子最大可达15.82%,但并未出现脱黏;循环温度梯度荷载作用下,板端存在应力集中区域且沿界面呈环形出现脱黏,深度达0.5 m,离缝先从界面边缘产生,再逐步向界面内部发展,应在板边最先出现脱黏时采取无压注浆法等措施进行维修,进而提高轨道结构稳定性以及耐久性。 展开更多
关键词 无砟轨道 温度场 内聚力模型 离缝 损伤扩展
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PNF增韧层对CFRP复合材料分层影响的数值分析 预览
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作者 朱国伟 李宏岩 +1 位作者 许云志 张晓军 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期148-153,共6页
尼龙无纺布增韧层能在保证良好工艺性能的前提下,显著提高纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)的断裂韧度,但其机制还不明晰。引入一种反映尼龙无纺布增韧层(polyamide non-woven fabric,PNF)厚度和力学特性的内聚力模... 尼龙无纺布增韧层能在保证良好工艺性能的前提下,显著提高纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)的断裂韧度,但其机制还不明晰。引入一种反映尼龙无纺布增韧层(polyamide non-woven fabric,PNF)厚度和力学特性的内聚力模型,建立PNF/CFRP复合材料分层损伤产生与扩展的力学模型,通过双悬臂梁弯曲实验和验证,得到如下结论:增韧层的厚度对复合材料Ⅰ型分层的峰值载荷几乎没有影响,增韧层厚度为20μm时,复合材料分层扩展阻力最大;界面最大法向应力分布可有效反映裂纹扩展前沿形貌,分层扩展开始后,其前沿形貌保持一致;在相同的外力载荷下,随着PNF/CFRP复合材料铺层从[012/012]变化到[012/9012],其Ⅰ型分层的峰值载荷和扩展距离不断减小。 展开更多
关键词 复合材料 尼龙无纺布 内聚力模型 断裂韧度 数值分析
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基于内聚力模型的某传动机构涂层失效分析
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作者 王宁 柳元青 +2 位作者 王波 李委托 孙国鹏 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1189-1194,共6页
硬质涂层具有耐磨性好,接触疲劳寿命高的优点,广泛应用于航天航空领域。然而在重载工况下,涂层基底的界面处可能会发生脱层失效,影响机械零件的可靠性。近年来涂层失效机理及增强涂层结合能力的研究逐渐受到关注。采用内聚力的理论模型... 硬质涂层具有耐磨性好,接触疲劳寿命高的优点,广泛应用于航天航空领域。然而在重载工况下,涂层基底的界面处可能会发生脱层失效,影响机械零件的可靠性。近年来涂层失效机理及增强涂层结合能力的研究逐渐受到关注。采用内聚力的理论模型,结合有限元模拟的方法,对涂层基体的界面分层失效行为进行分析。研究结果表明,基于内聚力理论模型的仿真分析结果与试验结果对比吻合程度高。在此基础上,讨论了不同因素对涂层结合能力大小的影响。增加涂层厚度和提高涂层弹性模量均可以提高界面的结合能力,增加零件的承载范围。 展开更多
关键词 涂层失效 内聚力模型 结合强度 有限元
固体发动机推进剂/绝热层界面Ⅰ型脱粘力学行为试验与仿真研究 预览
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作者 马晓琳 申志彬 崔辉如 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期282-289,共8页
为了准确描述和预测固体发动机界面的粘接性能,为固体发动机结构完整性分析提供有效参考,通过商业有限元软件ABAQUS用户子程序(UEL)对基于势函数的PPR内聚力单元进行了二次开发,设计了固体发动机推进剂/绝热层界面Ⅰ型脱粘试验方案,并... 为了准确描述和预测固体发动机界面的粘接性能,为固体发动机结构完整性分析提供有效参考,通过商业有限元软件ABAQUS用户子程序(UEL)对基于势函数的PPR内聚力单元进行了二次开发,设计了固体发动机推进剂/绝热层界面Ⅰ型脱粘试验方案,并基于试验的反演分析获得 PPR 内聚力模型对应的特征参数,对不同加载速率下粘接界面的断裂与损伤特性进行了相关研究。研究表明,PPR 内聚力模型能够较好地描述界面脱粘过程,且粘接界面的力学行为具有显著的率相关性,随着加载速率的增大,粘接界面的内聚能和内聚强度均增大,法向初始刚度和损伤起始位移均减小。此外,I 型界面脱粘试验过程中加载力随位移的变化可分为强化阶段和损伤演化阶段,粘接界面的速率相关性主要体现在损伤演化阶段。 展开更多
关键词 固体发动机 推进剂/绝热层界面 Ⅰ型脱粘 PPR 内聚力模型
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考虑界面黏结滑移的玻璃纤维增强复材-混凝土组合梁力学性能数值分析
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作者 陈朝晖 罗绮雯 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2019年第9期64-69,共6页
纤维增强复材(FRP)型材加混凝土翼板是目前研究较多的一种典型FRP组合梁/板结构,它既能发挥FRP优良的抗拉性能,又能弥补FRP型材因尺寸纤薄导致的构件刚度及抗剪性能不足。但目前数值分析中大多忽略了界面的黏结滑移及剥离,不能全面有效... 纤维增强复材(FRP)型材加混凝土翼板是目前研究较多的一种典型FRP组合梁/板结构,它既能发挥FRP优良的抗拉性能,又能弥补FRP型材因尺寸纤薄导致的构件刚度及抗剪性能不足。但目前数值分析中大多忽略了界面的黏结滑移及剥离,不能全面有效地分析组合梁的破坏机制及其力学性能。为此,针对一种玻璃纤维增强复材(GFRP)工字梁与混凝土板上翼缘组合梁,考虑胶结界面的黏结滑移及剥离,建立了界面双线性内聚力单元,分析组合梁加载过程中的界面力学行为以及组合梁的力学性能。与组合梁受弯性能试验结果的对比,验证了所建GFRP-混凝土组合梁有限元模型的合理性和有效性。数值分析结果显示:组合梁受力初始阶段,混凝土板上翼缘与GFRP型材在有效黏结下协同受力,随后混凝土受拉区产生微裂缝,界面黏结逐步损伤,结构的整体刚度降低,荷载逐渐主要由GFRP型材承担,结构的破坏模式及其承载性能受混凝土翼缘强度与胶层类型等影响。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强复材-混凝土组合梁 内聚力模型 黏结滑移 失效模式 承载
基于内聚力理论的二维二次界面单元在ABAQUS中的UEL程序实现 预览
18
作者 刘敏 李旭 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期693-698,共6页
依据有限元理论,结合内聚力模型法则,推导出二维二次粘结界面单元在大位移情况下的数值格式,得到用形函数表示的单元位移模式、载荷向量和刚度矩阵,并进行了离散化。基于ABAQUS软件的自定义扩展模块,编制了相应的用户单元子程序UEL,通... 依据有限元理论,结合内聚力模型法则,推导出二维二次粘结界面单元在大位移情况下的数值格式,得到用形函数表示的单元位移模式、载荷向量和刚度矩阵,并进行了离散化。基于ABAQUS软件的自定义扩展模块,编制了相应的用户单元子程序UEL,通过数值算例验证了该程序的准确性和有效性。这一成果能为在ABAQUS软件中开展相关数值研究,以及开发其他类型的内聚力界面有限单元提供思路和参考。 展开更多
关键词 内聚力模型 界面单元 有限元法 ABAQUS UEL
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内聚力模型在复合材料界面层中应用 预览
19
作者 耿胜彪 沙云东 《山东工业技术》 2019年第3期41-42,共2页
加工制造复合材料时,界面最难控制且大多是最为薄弱的部分,在承受载荷时,界面层处也往往最先出现破坏,从而大大降低了复合材料的强度。因此在进行复合材料细观模型分析时,界面层不能够被忽略。界面的强度对整个单胞模型强度的影响非常大... 加工制造复合材料时,界面最难控制且大多是最为薄弱的部分,在承受载荷时,界面层处也往往最先出现破坏,从而大大降低了复合材料的强度。因此在进行复合材料细观模型分析时,界面层不能够被忽略。界面的强度对整个单胞模型强度的影响非常大,本文通过纤维顶出法计算出复合材料界面层内聚力模型的本构参数,然后分别对代表体积元RVE模型在纵向拉伸载荷和横向拉伸载荷下做有限元计算,分析界面损伤和基体塑性变形的数值关系,结果表明,复合材料的纵向拉伸强度随界面强度增加而增加,但到一定程度后影响就变小了,代替的是基体拉伸强度起主要作用。不论界面强度值增加到多大,所得到的复合材料的横向拉伸强度都永远低于基体的拉伸强度980Mpa,这充分的说明了复合材料的强度极限是由最最薄弱的部分决定的。本文的研究结论可以为复合材料的制备提供理论参照。 展开更多
关键词 内聚力模型 界面层 失效模式
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基于内聚力模型的CFRP层合板胶接结构力学行为研究 预览
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作者 朱兆一 李晓文 +2 位作者 李妍 熊云峰 扈喆 《玻璃钢/复合材料》 CAS 北大核心 2019年第8期5-10,共6页
面对船舶轻量化的发展需求,碳纤维增强复合材料和胶接技术受到了船舶行业的广泛关注。CFRP层合板胶接结构是融合碳纤维增强复合材料和胶接技术的一种典型结构形式,其力学行为与船体结构的安全性密切相关。采用力学实验和有限元仿真相结... 面对船舶轻量化的发展需求,碳纤维增强复合材料和胶接技术受到了船舶行业的广泛关注。CFRP层合板胶接结构是融合碳纤维增强复合材料和胶接技术的一种典型结构形式,其力学行为与船体结构的安全性密切相关。采用力学实验和有限元仿真相结合的方法,通过建立复合材料胶接结构的几何模型、理论模型和有限元模型,研究了CFRP层合板胶接结构的极限承载能力和损伤失效行为。结果表明:基于内聚力模型的数值模拟结果与力学实验的吻合度较高,能够有效区分线性段和非线性段;复合材料结构的胶接区域是CFRP层合板单搭接结构的薄弱环节;CFRP层合板胶接结构的损伤破坏形式较多,在胶接区同时存在被粘物损伤、胶层失效和界面失效;本文工作为复杂形式的FRP胶接结构的力学特性研究提供了一种参考。 展开更多
关键词 内聚力模型 CFRP 学行为 失效模式
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