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中低应变率下闭孔泡沫铝动态力学性能研究 预览
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作者 郭亚周 杨海 +2 位作者 刘小川 何思渊 王计真 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期282-288,共7页
为探索闭孔泡沫铝的动态力学性能与吸能特性,基于万能材料试验机和高速液压伺服材料试验机在常温下分别对闭孔泡沫铝在准静态和中应变率下(0.001~100s^-1)的动态力学性能进行了测试,分析了不同应变率、不同相对密度和不同泡沫铝基体特... 为探索闭孔泡沫铝的动态力学性能与吸能特性,基于万能材料试验机和高速液压伺服材料试验机在常温下分别对闭孔泡沫铝在准静态和中应变率下(0.001~100s^-1)的动态力学性能进行了测试,分析了不同应变率、不同相对密度和不同泡沫铝基体特性下闭孔泡沫铝的应力应变曲线特征和吸能特性变化。研究结果表明:中低应变率下的纯铝基体泡沫铝并不具备应变率效应,高脆性、相对密度较小的泡沫铝具备更好的吸能特性,塑性和脆性基体泡沫铝变形带分别呈现“V”形和“X”形,脆性基体泡沫铝同样不具备应变率效应。 展开更多
关键词 闭孔泡沫铝 中低应变率 特性 应变率效应 脆/塑特性 变形带
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不同厚跨比铝蜂窝吸能特性数值分析及优化 预览
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作者 刘勇鑫 秦睿贤 +1 位作者 陈秉智 于喜年 《大连交通大学学报》 CAS 2020年第2期56-60,共5页
建立同厚跨比的5种不同胞元尺寸的铝蜂窝吸能模型,对蜂窝结构进行异面压缩的数值仿真分析,得到不同胞元结构的能量吸收指标.对各胞元结构进行以吸能最大,峰值载荷最小的多目标优化求解并通过均衡函数得到多目标均衡最优解.结果表明,不... 建立同厚跨比的5种不同胞元尺寸的铝蜂窝吸能模型,对蜂窝结构进行异面压缩的数值仿真分析,得到不同胞元结构的能量吸收指标.对各胞元结构进行以吸能最大,峰值载荷最小的多目标优化求解并通过均衡函数得到多目标均衡最优解.结果表明,不同胞元最优厚跨比具有较好的一致性. 展开更多
关键词 铝蜂窝 厚跨比 异面压缩 特性
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空心球/铝基复合泡沫材料制备及性能研究 预览
3
作者 范琦琪 姜风春 +6 位作者 果春焕 王春鹤 于天淼 常云鹏 王振强 王建东 牛中毅 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期248-252,共5页
采用粉末冶金技术制备了不同孔隙率的空心球/铝基复合泡沫材料,对其进行T7热处理,并开展了不同孔隙率材料压缩性能及隔声性能的测试。结果表明,制备的泡沫材料中空心球均匀分布于基体内,且空心球与基体之间形成明显的过渡层;空心球/铝... 采用粉末冶金技术制备了不同孔隙率的空心球/铝基复合泡沫材料,对其进行T7热处理,并开展了不同孔隙率材料压缩性能及隔声性能的测试。结果表明,制备的泡沫材料中空心球均匀分布于基体内,且空心球与基体之间形成明显的过渡层;空心球/铝合金基复合泡沫材料的压缩应力-应变曲线呈现线弹性、应力平台、致密化3个阶段。随着孔隙率的增加,空心球/铝合金基复合泡沫材料的压缩峰值应力、平台应力及能量吸收能力均呈先上升后下降的变化趋势;随着孔隙率的增加,复合泡沫材料隔声性能逐渐下降。 展开更多
关键词 金属空心球 复合泡沫材料 粉末冶金 特性 隔声性
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玄武岩纤维增强复合材料管件准静态压缩试验
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作者 张帅 刘宜胜 徐光逸 《浙江理工大学学报:自然科学版》 2020年第1期9-16,共8页
以三维四向编织玄武岩纤维/树脂复合材料(BFRP)为研究对象,分别对编织角为30°、45°和60°的圆形和方形两种类型的玄武岩增强复合材料管件进行准静态压缩试验。结果表明:不同的编织角度和截面形状对玄武岩增强复合材料管... 以三维四向编织玄武岩纤维/树脂复合材料(BFRP)为研究对象,分别对编织角为30°、45°和60°的圆形和方形两种类型的玄武岩增强复合材料管件进行准静态压缩试验。结果表明:不同的编织角度和截面形状对玄武岩增强复合材料管件的压缩吸能特性均有显著的影响。方形和圆形两种截面类型管件的最大承受载荷均随着编织角增大而降低;在保证纤维含量近似相等的条件下,圆管的峰值载荷大于方管,其中编织角30°时圆管的峰值载荷相较于方管高出了50%左右;能量吸收方面,圆管的比能量吸收值较高,整体的吸能特性要优于方管;管件的破坏模式与编织角有关,与管件截面形状关系不大。 展开更多
关键词 玄武岩纤维 截面形状 力学性 特性 破坏模式 准静态压缩
基于虾螯结构的仿生薄壁管吸能特性分析及优化 预览
5
作者 黄晗 许述财 +3 位作者 杜雯菁 邹猛 宋家锋 张金换 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期267-274,共8页
为提高薄壁管结构的耐撞性和吸能性,基于雀尾螳螂虾螯结构,结合结构仿生学原理设计出具有仿生晶胞单元薄壁管,利用有限元法模拟了仿生薄壁管碰撞吸能特性,采用响应面法进行薄壁管结构优化.结果表明,仿生薄壁管的比吸能较普通薄壁管的分... 为提高薄壁管结构的耐撞性和吸能性,基于雀尾螳螂虾螯结构,结合结构仿生学原理设计出具有仿生晶胞单元薄壁管,利用有限元法模拟了仿生薄壁管碰撞吸能特性,采用响应面法进行薄壁管结构优化.结果表明,仿生薄壁管的比吸能较普通薄壁管的分别提高了11.1%(轴向)和24.6%(径向),优化得到仿生薄壁管轴向和径向吸能特性最优的结构尺寸,比吸能分别为27.0 kJ/kg(轴向)和10.8 kJ/kg(径向),该薄壁管仿生设计和响应面优化方法为吸能元件的轻量化设计提供了新思路. 展开更多
关键词 薄壁管 结构仿生 响应面优化 轻量化 特性
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含概率不确定性的复合材料吸能结构优化设计方法研究 预览
6
作者 冯振宇 苏璇 +2 位作者 赵彦强 解江 牟浩蕾 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期101-109,139共10页
由于复合材料力学性能分散度较大、加工精度较低,复合材料薄壁吸能结构具有难以忽略的不确定性。为此,建立了考虑参数不确定性的复合材料薄壁吸能结构优化设计方法,旨在设计阶段识别参数的不确定性,并设计出具有最优吸能特性的薄壁吸能... 由于复合材料力学性能分散度较大、加工精度较低,复合材料薄壁吸能结构具有难以忽略的不确定性。为此,建立了考虑参数不确定性的复合材料薄壁吸能结构优化设计方法,旨在设计阶段识别参数的不确定性,并设计出具有最优吸能特性的薄壁吸能结构;首先,根据使用条件获取设计参数的范围,并利用中心组合实验设计确定设计参数的试验矩阵;然后,计算试验矩阵中每组设计参数吸能特性指标的平均值和标准差;接下来,分别确定不同复合材料薄壁结构设计参数组合与吸能特性指标的均值及标准差之间的响应面方程;最后,结合响应面方程和设计要求将其代入到优化后的数学表达式中,采用序列二次规划算法进行优化求解。以T700/3234复合材料薄壁圆管为研究对象,在规定特征尺寸范围内,分别对规定峰值载荷求比吸能最大,以及对规定峰值载荷求比吸能标准差最小问题,进行了优化求解,验证了所提方法的实用性。 展开更多
关键词 复合材料薄壁结构 不确定性 特性 规划算法 优化设计
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试验速度和引导角度对铝合金吸能盒吸能特性影响研究 预览
7
作者 杨丽 曲凤娇 +3 位作者 静宇 韩超 田晓龙 王丽鹏 《有色金属加工》 CAS 2019年第4期5-7,共3页
以公司产某型号铝合金吸能盒产品为研究对象,设计采用不同试验速度和引导角度对其进行轴向压溃试验,通过对试验结果中峰值载荷和吸收能量进行分析,研究其对吸能特性的影响。结果表明,当引导角度为10°时,吸能特性较好;试验速度对吸... 以公司产某型号铝合金吸能盒产品为研究对象,设计采用不同试验速度和引导角度对其进行轴向压溃试验,通过对试验结果中峰值载荷和吸收能量进行分析,研究其对吸能特性的影响。结果表明,当引导角度为10°时,吸能特性较好;试验速度对吸能特性的影响并不明显。 展开更多
关键词 试验速度 引导角度 铝合金 特性
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低速碰撞下传统方形截面吸能盒结构参数对吸能特性的影响 预览
8
作者 彭琦 李响 +2 位作者 唐善杰 马福伟 杜凌峰 《内燃机与配件》 2019年第16期76-78,共3页
以传统方形截面吸能盒为研究对象,运用数值模拟方法系统地研究了吸能盒壁厚和V型诱导槽数目在低速碰撞下对其吸能特性的影响。研究结果表明:壁厚增加,吸能盒的吸能量增长率不及碰撞力峰值增长率,吸能特性下降。与无诱导槽的吸能盒相比,... 以传统方形截面吸能盒为研究对象,运用数值模拟方法系统地研究了吸能盒壁厚和V型诱导槽数目在低速碰撞下对其吸能特性的影响。研究结果表明:壁厚增加,吸能盒的吸能量增长率不及碰撞力峰值增长率,吸能特性下降。与无诱导槽的吸能盒相比,V型诱导槽的设置能有效降低初始碰撞力峰值,但其对吸能量影响不大;设置2个V型诱导槽的吸能特性下降,设置1个和3个V型诱导槽的吸能特性提高。 展开更多
关键词 低速碰撞 特性
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基于磁流变技术的汽车吸能盒研究 预览
9
作者 古毅 《汽车实用技术》 2019年第4期101-102,共2页
汽车吸能盒是汽车被动安全的关键结构之一,基于磁流变技术的吸能盒能实现对汽车碰撞缓冲过程的半主动控制。通过建立磁流变液在吸能盒中的流动特性方程,理论分析磁流变液吸能盒的吸能特性,实现缓冲过程缓冲力的理论建模。
关键词 磁流变技术 特性
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轨道车辆膨胀管式吸能元件吸能特性分析
10
作者 贺世忠 黄科 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1006-1011,共6页
以膨胀管式吸能元件为研究对象,通过全自动电液伺服压力机和大型落锤冲击试验机,对9个样件进行了18次试验。基于试验数据和数值模拟结果,分别研究了壁厚、锥头外径、冲击速度这三个参数对吸能元件吸能特性的影响。试验结果表明:膨胀管... 以膨胀管式吸能元件为研究对象,通过全自动电液伺服压力机和大型落锤冲击试验机,对9个样件进行了18次试验。基于试验数据和数值模拟结果,分别研究了壁厚、锥头外径、冲击速度这三个参数对吸能元件吸能特性的影响。试验结果表明:膨胀管式吸能元件对速度冲击不敏感,落锤冲击下吸能元件的平稳缓冲力与准静态压缩时平稳缓冲力的比值约为0.96~0.98;当锥头外径一定时,吸能元件缓冲力与膨胀管壁厚基本成线性关系;当膨胀管壁厚一定时,吸能元件缓冲力与锥头外径近似成线性关系,且随着锥头外径的增加,缓冲力增加量有减小的趋势。为膨胀管式吸能元件的设计提供了依据。 展开更多
关键词 膨胀管式元件 准静态压缩 动态冲击 特性
基于混合神经遗传算法的扩胀管吸能特性预测 预览
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作者 袁成标 肖守讷 李铎 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第5期268-272,共5页
由于结构参数对吸能元件的吸能特性具有重要影响,将填充了泡沫铝的扩胀管与混合神经遗传算法相结合,对不同结构参数下扩胀管吸能特性进行分析预测。首先,基于泡沫铝填充机理设计出泡沫铝填充的扩胀式吸能装置,并建立有限元模型;然后利... 由于结构参数对吸能元件的吸能特性具有重要影响,将填充了泡沫铝的扩胀管与混合神经遗传算法相结合,对不同结构参数下扩胀管吸能特性进行分析预测。首先,基于泡沫铝填充机理设计出泡沫铝填充的扩胀式吸能装置,并建立有限元模型;然后利用非线性有限元软件LS-DYNA对不同参数变化情况下的扩胀管进行准静态轴向碰撞仿真;最后将胀管壁厚、诱导锥角、泡沫铝密度作为BP神经网络输入,扩胀管吸能特性参数作为网络输出,利用遗传算法优化网络权重和阈值,建立3层BP神经网络预测模型,经样本数据训练得到合适的网络。研究结果表明,网络预测值与期望值很接近,平均压溃载荷的误差值为3.02%,比吸能的误差值为4.82%,压缩力效率的误差值为0.92%,说明了该网络模型能够有效地预测扩胀管的吸能特性,并具有较高的精确度。 展开更多
关键词 扩胀式 泡沫铝 混合神经遗传算法 特性
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PMMA/CNT微孔泡沫复合材料的本构方程与吸能特性研究 预览
12
作者 范宇轩 张睿智 +4 位作者 朱雨璇 罗国强 张建 沈强 张联盟 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期101-105,共5页
采用超临界二氧化碳发泡方法制备不同密度的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/碳纳米管(CNT)微孔发泡复合材料,并详细研究了该材料的压缩性能、本构方程与吸能特性。基于非线性唯象本构模型拟合得到了PMMA/CNT微孔发泡复合材料在准静态压缩下的... 采用超临界二氧化碳发泡方法制备不同密度的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/碳纳米管(CNT)微孔发泡复合材料,并详细研究了该材料的压缩性能、本构方程与吸能特性。基于非线性唯象本构模型拟合得到了PMMA/CNT微孔发泡复合材料在准静态压缩下的本构方程,并基于此获得该材料的吸能特性。从吸能特性的分析结果可知,PMMA/CNT微孔发泡复合材料的吸收能量、吸能效率与理想吸能效率均与密度相关。当应变相同时,密度越大,吸收能量越大。不同密度的发泡样品的吸能效率峰值和应力大小有关,当材料密度为325kg/m^3,应力为16.94MPa时,微发泡复合材料吸能效率达到极大值,为0.38。当材料密度为300kg/m^3且应变为0.35时,吸能效率达到极大值0.79,此时最接近理想吸能材料。 展开更多
关键词 聚甲基丙烯酸甲酯/碳纳米管微孔泡沫 本构方程 特性 理想效率
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复合材料薄壁方管准静态轴向压缩失效机理及吸能特性 预览
13
作者 冯振宇 周坤 +4 位作者 裴惠 解江 牟浩蕾 詹绍正 杨鹏飞 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期94-104,共11页
以[±45]3s铺层的碳纤维增强复合材料薄壁方管为对象,进行准静态轴向压缩试验,研究其轴向压缩失效模式及破坏吸能特性。试验结果表明,[±45]3s方管在准静态轴向压缩载荷作用下的破坏模式为局部屈曲失效模式;在局部屈曲区,失效... 以[±45]3s铺层的碳纤维增强复合材料薄壁方管为对象,进行准静态轴向压缩试验,研究其轴向压缩失效模式及破坏吸能特性。试验结果表明,[±45]3s方管在准静态轴向压缩载荷作用下的破坏模式为局部屈曲失效模式;在局部屈曲区,失效主要表现为纤维与基体断裂、分层以及轴向与纵向裂纹扩展,并耗散大量能量;在弹性区,能量耗散大部分由于层间分层,少部分来自于纤维与基体弹性变形。基于Puck2000基体失效准则与Yamada Sun纤维失效准则,研究建立单层壳、多层壳、层合壳3种有限元模型,对方管轴向压缩失效模式和吸能特性进行模拟。仿真结果表明,3种有限元模型能够在一定程度上复现[±45]3s方管轴向压缩失效模式及吸能特性,但层合壳模型能够更好地模拟[±45]3s方管局部屈曲的失效模式,且比吸能误差最小,仿真结果与试验结果最接近。 展开更多
关键词 复合材料薄壁结构 失效机理 特性 单层壳模型 多层壳模型 层合壳模型
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蜂窝铝面内动态压缩性能和吸能特性比较 预览
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作者 杨家伦 胡俊 《湖南文理学院学报:自然科学版》 CAS 2019年第4期58-63,共6页
采用LS-DYNA有限元模拟分析对比,讨论了不同冲击速度和不同冲击方向下正六边形蜂窝结构的的变形机制和吸能特性.结果表明:中低速情况下,X2方向下整个变形整体以塑性弯曲和堆叠为主较为复杂无序,X1方向下变形模式相对稳定,高速情况下两... 采用LS-DYNA有限元模拟分析对比,讨论了不同冲击速度和不同冲击方向下正六边形蜂窝结构的的变形机制和吸能特性.结果表明:中低速情况下,X2方向下整个变形整体以塑性弯曲和堆叠为主较为复杂无序,X1方向下变形模式相对稳定,高速情况下两者变形都主要体现为惯性.关于吸能的比较,相同速度下,X2方向的吸能特性要优于X1方向;不同速度下,无论哪个方向的能量吸收都伴随速度的提高而增大. 展开更多
关键词 正六边形蜂窝 不同冲击方向 变形模式 特性
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轴向载荷下蜂窝填充薄壁锥管的吸能特性 预览
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作者 李本怀 鲁寨军 +1 位作者 朱慧芬 许平 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2613-2621,共9页
基于数值仿真和台车冲击实验,研究轴向载荷下隔板、蜂窝填充对薄壁锥管变形模式、吸能性能的影响。考虑填充蜂窝尺寸影响,提出蜂窝分段均匀填充结构和梯度蜂窝填充结构2种改进方案,并分析其吸能特性。研究结果表明:在轴向载荷下,薄壁锥... 基于数值仿真和台车冲击实验,研究轴向载荷下隔板、蜂窝填充对薄壁锥管变形模式、吸能性能的影响。考虑填充蜂窝尺寸影响,提出蜂窝分段均匀填充结构和梯度蜂窝填充结构2种改进方案,并分析其吸能特性。研究结果表明:在轴向载荷下,薄壁锥管、加隔板锥管、蜂窝填充带隔板锥管这3种结构的吸能量分别为73.2,133.2和221.0kJ;隔板的增加使薄壁管的吸能量增加82.0%,填充蜂窝和隔板的增加使薄壁管的吸能量增加201.9%;由于蜂窝与薄壁管的相互影响,与原始蜂窝填充吸能结构相比,改进结构C1和C2在轴向冲击下的吸能量分别提高21.1%和24.3%;隔板与蜂窝的共同作用可以提高薄壁锥管的吸能量,同时变形更加稳定、有序可控。 展开更多
关键词 薄壁锥管 蜂窝填充结构 隔板 轴向载荷 特性
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梯度泡沫铝的制备及力学性能研究进展
16
作者 杨旭东 成莹 +1 位作者 郑远兴 安涛 《热加工工艺》 北大核心 2019年第12期16-20,共5页
梯度泡沫铝是一种具有多孔结构和高度可设计性的结构功能一体化材料。基于结构的特点,梯度泡沫铝在不同受力状态下具有独特的能量吸收行为,根据应用环境的需要可对其结构进行优化设计,因此梯度泡沫铝在减震吸能方面有巨大的潜能。结合... 梯度泡沫铝是一种具有多孔结构和高度可设计性的结构功能一体化材料。基于结构的特点,梯度泡沫铝在不同受力状态下具有独特的能量吸收行为,根据应用环境的需要可对其结构进行优化设计,因此梯度泡沫铝在减震吸能方面有巨大的潜能。结合国内外文献,概述了近些年有关梯度泡沫铝的制备及力学性能的主要研究进展。从固相法和液相法两方面介绍了梯度泡沫铝的主要制备方法,总结了梯度泡沫铝在准静态和动态压缩载荷下的力学响应,讨论了影响梯度泡沫铝吸能特性的因素。 展开更多
关键词 梯度泡沫铝 准静态压缩 冲击 特性
金属/碳纤维增强复合材料混合薄壁管的研究进展 预览
17
作者 马其华 周琪 +2 位作者 甘学辉 翁文涤 孟征云 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期128-134,共7页
薄壁结构广泛应用于汽车、飞机等机械系统的承力部件中。金属碳纤维增强复合材料混合薄壁管兼顾了复合材料轻质与高吸能性,以及金属成型与连接工艺可靠等双重特点,是实现碳纤维复合材料替代金属结构的理想过渡性材料。笔者从混合薄壁管... 薄壁结构广泛应用于汽车、飞机等机械系统的承力部件中。金属碳纤维增强复合材料混合薄壁管兼顾了复合材料轻质与高吸能性,以及金属成型与连接工艺可靠等双重特点,是实现碳纤维复合材料替代金属结构的理想过渡性材料。笔者从混合薄壁管在不同载荷方式下的吸能性分析、失效模式以及影响因素等方面进行了综述。分析表明,通过缠绕或卷绕工艺制成的金属碳纤维增强复合材料混合薄壁管通过合理设计与工艺控制,可以实现对于金属薄壁管的有效替代。 展开更多
关键词 金属/碳纤维增强复合材料 混合薄壁管 失效模式 特性 影响因素
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铺层角度对复合材料C型柱轴向压溃吸能特性影响分析
18
作者 冯振宇 周坤 +2 位作者 宋山山 张雪晗 牟浩蕾 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1080-1085,共6页
针对3组不同铺层角度的复合材料T700/MTM28 C型柱试件,进行轴向压溃试验获得其载荷-位移曲线。基于初始峰值载荷、平均压溃载荷、比吸能及载荷效率,研究铺层角度对其压溃变形模式及吸能特性的影响。结果表明:C型柱试件发生渐进式压溃破... 针对3组不同铺层角度的复合材料T700/MTM28 C型柱试件,进行轴向压溃试验获得其载荷-位移曲线。基于初始峰值载荷、平均压溃载荷、比吸能及载荷效率,研究铺层角度对其压溃变形模式及吸能特性的影响。结果表明:C型柱试件发生渐进式压溃破坏,呈现层间开裂、弯曲折断、局部屈曲以及剪切破坏等多种宏观失效方式。[0/90]3s铺层试件的吸能量最高,[45/90/-45/0]3铺层试件的吸能量次之,[45/-45]3s铺层试件的吸能量最低,通过合理设计铺层,在±45°铺层中加入0°与90°铺层能够有效提升吸能特性。 展开更多
关键词 复合材料 C 型柱 铺层角度 失效形貌 特性
碳纤维增强编织复合材料圆管制备及其压缩性能 预览
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作者 谷元慧 张典堂 +1 位作者 贾明皓 钱坤 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期71-77,共7页
为进一步探究编织结构与长度对复合材料圆管压缩性能的影响,采用树脂传递模塑成型工艺复合二维编织铺层与三维四向编织圆管,通过轴向准静态压缩试验获取了 4 种复合材料圆管试样的压缩力学行为。结合高速摄影记录,分析了编织复合材料圆... 为进一步探究编织结构与长度对复合材料圆管压缩性能的影响,采用树脂传递模塑成型工艺复合二维编织铺层与三维四向编织圆管,通过轴向准静态压缩试验获取了 4 种复合材料圆管试样的压缩力学行为。结合高速摄影记录,分析了编织复合材料圆管的破坏过程及失效模式,探索其压缩失效机制。结果显示:试样均表现出弹塑性特征,但三维编织圆管呈现出更好的压缩承载特性,其压缩模量与载荷峰值分别达到 5. 91 GPa 与 14. 23 kN;试样呈现出纤维断裂、基体开裂脱黏、瓣状破坏、剪切以及挤压屈曲等破坏模式中的几种或全部的组合;二维编织复合材料圆管的渐进失效特征更为明显,具有较好的吸能特性,且其压缩模量随管件长度的增加而有所提升,但是吸能效果与试样长度呈非线性关系。 展开更多
关键词 树脂传递模塑成型 编织复合材料 压缩试验 破坏模式 特性
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横向压溃载荷下碳纤维缠绕薄壁钢管的失效分析 预览
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作者 孙佳睿 马其华 +2 位作者 蔡明 胡沛元 孙泽玉 《玻璃钢/复合材料》 CAS 北大核心 2019年第9期5-13,共9页
采用三点弯曲试验和仿真相结合的方法分析了碳纤维增强复合材料(CFRP)缠绕钢(Steel)圆管在横向准静态载荷下的弯曲破坏行为。选取五种缠绕层数或顺序不同的Steel/CFRP混合管分析其受弯失效历程、失效模式以及吸能特性。结果表明:各混合... 采用三点弯曲试验和仿真相结合的方法分析了碳纤维增强复合材料(CFRP)缠绕钢(Steel)圆管在横向准静态载荷下的弯曲破坏行为。选取五种缠绕层数或顺序不同的Steel/CFRP混合管分析其受弯失效历程、失效模式以及吸能特性。结果表明:各混合管受横向载荷的失效历程基本与纯钢管保持一致,失效模式由钢管的稳定塌陷模式所主导,但纤维缠绕方式不同,失效形貌略有差异。在混合管的吸能特性方面,随着缠绕层数的增加,混合管的比吸能逐渐增大;±45°纤维的缠绕顺序分布对于其吸能特性影响较显著。相比增加缠绕层数而言,合理的缠绕顺序设计可以实现更好的吸能特性提升,其中Steel/CFRP[±45°/90°/90°] 2 的混合管比吸能最好,比纯钢管提高了41.37%。在此基础上,采用与试验一致性较好的有限元模型分析了混合管复合材料各层受载作用下的Von-Mises应力分布,证明了不同缠绕角度对于应力承担量的不同作用,为改进纤维缠绕方式提供了依据。 展开更多
关键词 Steel/CFRP混合管 三点弯曲 缠绕层数 缠绕顺序 特性 Von-Mises应力
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