合板
- 考虑90°子铺层的T300/69层合板断裂韧性数值模拟和实验研究
性能.复合材料层合板初始裂纹的出现和扩展比较复杂.传统复合材料层合板大多为对称铺设,即将层合板结构设计成均衡对称形式.在层合板铺层数量较少时,90°子铺层对断裂韧性的影响可以忽略不计.随着层合板铺层厚度增加,90°子铺层会对复合材料层合板整体断裂韧性产生一定影响,且随着裂纹张开位移的不断增大,纤维与基体出现脱粘现象,桥联纤维会出现损伤,最终导致纤维断裂.传统的扩展有限元模型在模拟裂纹方面有很大的优势[4],可以考虑每个子铺层对层合板整体性能的影响,但不能模
兰州理工大学学报 2023年6期2024-01-06
- 弯曲复合材料层合板雷击损伤影响分析
FEA)模型对层合板的雷击烧蚀损伤进行分析;Hirano等[9]利用实验的方法研究不同峰值雷击电流对规格为IM600/133的层合板损伤影响;丁宁等[10-11]利用有限元软件ANSYS消除单元方法分析雷击电流对层合板的烧蚀损伤特性,并研究不同因素对损伤结果的影响;尹俊杰等[12-13]和单泽众等[14-15]利用电热耦合有限元模型对含紧固件层合板的雷击烧蚀损伤进行分析;Soykasap等[16]、Burkov等[17]、Zhao等[18]和Fu等[19]
科学技术与工程 2023年30期2023-11-23
- 基于声发射检测的能量释放率预测多向复合材料层合板的分层机理
但多向复合材料层合板的临界能量释放率由于其复杂性,因此较难测量。利用声发射(Acoustic Emission,AE)技术可以在整个试验期间连续检测不可观测的微裂纹,并不间断地跟踪裂纹的萌生和演化,因此结合断裂力学、有限元分析和理论建模,声发射检测也可以有效评估分层损伤[7-12]。本文针对复合材料气瓶的多方向缠绕损伤模式复杂的问题,制作不同界面纤维取向的玻璃/环氧复合材料(Glass Fiber Reinforced Plastic,GFRP)层合板,进
压力容器 2023年8期2023-11-07
- 玄武岩纤维增强木质层合板低速冲击力学响应研究
效准则，建立了层合板在低速冲击载荷作用下有限元渐进损伤分析模型。利用ABAQUS /Explicit 软件进行参数化建模，对层合板在低速冲击作用下的损伤进行预测，预测结果与试验结果相吻合，表明退化模型的可行性。玄武岩纤维增强木质层合板是一种复合材料，以玄武岩纤维布作为增强层，木材单板作为基体层，通过物理及化学方法组合而成的一种新型材料。玄武岩纤维是使用天然火山岩为原料制备而成的新型材料，其单丝极限拉伸强度可达4 800 MPa，弹性模量可达115 GPa。
西南林业大学学报 2023年3期2023-06-20
- 不同铺层方式的复合材料层合板弯曲性能的研究
。在设计碳纤维层合板的基础上，研究了不同铺层角度和铺层层数对碳纤维复合材料层合板的弯曲性能影响。1 碳纤维层合板的设计1.1 设计方法及材料选择在层合板的设计中主要考虑了铺层顺序、铺层角度以及各种铺层角的比例。按照纤维在基体中的分布形式，纤维增强复合材料分为单层板和层合板。单层板是指铺层的纤维朝一个方向排列或铺层的纤维双向交织排列，层合板是单层板以规定的纤维方向和次序，以叠层的形式进行铺放后黏合，再经过加热固化处理而成[2]。为了避免固化后因剪拉耦合或拉弯
汽车零部件 2023年3期2023-04-01
- 分层缺陷深度对复合材料层合板力学性能的影响
提高。复合材料层合板在制造过程中常会出现内部分层(即分层缺陷)。分层缺陷作为复合材料的常见损伤形式，影响了复合材料的力学性能，直接关系着复合材料的使用，因此对复合材料层合板分层缺陷的研究至关重要[1-5]。国内外学者对复合材料层合板的分层缺陷做了大量研究[6-9]。王雪明等[10]总结了分层缺陷的种类，并分析了其产生原因，开展了分层缺陷试验模拟方法的研究，发现埋入防黏纸产生的分层最适宜模拟分层缺陷。ALAYDIN等[11]采用Kirchhoff-Love壳
理化检验(物理分册) 2023年1期2023-02-09
- 复合材料层合板冲击后疲劳损伤扩展数值模拟
考虑到复合材料层合板的低速冲击和冲击后疲劳试验耗时长、成本高、实验结果分散性大[6]，所以许多学者借助有限元分析软件模拟层合板冲击和疲劳损伤扩展。Japtan[7]等基于最大应力破坏准则建立了三维有限元仿真模型，使用有限元软件LS-DYNA模拟层合板在低速冲击载荷作用下的响应。Hou[8]等使用LS-DYNA提出的损伤分析模型，考虑纤维和基体破坏引起的局部高剪切应力对层间剪切强度的影响，通过试验对比发现该模型能够较好地模拟层合板低速冲击过程。喻溅鉴[9]等
兰州工业学院学报 2022年5期2022-11-23
- 含冲击损伤复合材料层合板疲劳寿命预测
然而，复合材料层合板在制造、运输和使用过程中难免会遭受各种损伤，其中冲击损伤尤为突出。目前，风力发电机叶片的材质多为复合材料，由于其服役过程中会遭受飞鸟、沙石等冲击，这类低能量冲击会对叶片内部产生冲击损伤，但在表面不易被发现，这会严重影响风电叶片在服役过程中的安全性和使用寿命[4-7]。当层合板受到低速冲击产生不可视的损伤后，会导致复合材料层合板的剩余强度和疲劳性能显著下降[8-9]。因此，开展含冲击损伤的复合材料层合板疲劳寿命研究很有必要。目前，Shre
西安理工大学学报 2022年2期2022-09-26
- CFRP层合板爆炸分离损伤模式研究
流切割CFRP层合板的断裂机理，发现金属背皮能较好地约束爆炸能量。胡坤伦等[8]研究发现，采用打孔装药法爆炸分离碳纤维树脂复合板时损伤只位于装药孔附近。综上所述，目前的研究主要针对爆炸分离技术展开，对于CFRP复合材料的爆炸损伤机理研究涉及较少。本文采用数值模拟与试验相结合的方法，研究爆炸作用下不同埋药槽深CFRP层合板的损伤模式和机理，可为复材叶片爆炸飞脱设计提供借鉴和参考。1 爆炸分离数值模拟为提高研究效率及降低试验成本，先通过仿真对不同埋药槽深的CF
机械工程师 2022年9期2022-09-08
- 复合材料层合板渐进损伤模拟
5）对复合材料层合板结构损伤失效的研究一直是科研人员关注的热点问题，国内外的研究人员在复合材料层合板结构损伤失效方面做了很多的实验研究。为了能准确地预测层合板损伤的萌生、积累和扩展的规律，提出了相关的理论破坏模型。很多专家、学者对复合材料结构损伤失效过程的研究都取得了一定成果，与此同时对复合材料结构损伤失效的研究还有许多问题需要解决。复合材料结构渐进失效分析方法包括应力分析、失效准则和一级退化准则3 个方面[1]。本文采用三维的Hashin 损伤准则，通过
科技与创新 2022年15期2022-08-04
- 高强纤维复合材料典型胶接接头抗弹性能研究
引言复合材料层合板具有比强度高、比模量高、抗弹性能优异等力学优点，被广泛应用于舰船防护结构中。但受生产条件、安装工艺、使用维护的限制或需要，在大尺度结构中，层合板多采用多块体组合、相互连接方式应用。目前，常用的连接方式有螺栓连接、胶粘连结和Z-Pin连接等，其中，胶粘连接方式因具有应力集中系数低、结构轻等优点而被广泛使用。研究表明，采用胶粘连接时，层合板连接处的拉伸、剪切强度明显降低。为此，研究人员采用胶粘复合材料、金属等材料补强片方式，以有效提高层合板
兵器装备工程学报 2022年6期2022-07-10
- 复合材料层合板鸟弹撞击损伤分析
了鸟撞风扇叶片层合板厚度对飞机的影响，计算出鸟撞层合板的临界厚度；Zhou等在不改变整体几何形状的情况下，考虑了不同材料体系（不同铺层顺序和总厚度)的鸟击耐撞性；Kim等、Siddens等分别采用任意拉格朗日-欧拉（Arbitrary Lagrange-Euler，ALE)方法和无网格拉格朗日粒子方法研究了被鸟击中的单个风扇叶片的初始退化，并评估了对其他发动机部件的后续损坏；Heimbs等介绍了在软体冲击下承受拉伸和压缩预载荷的层压复合板的动态行为，发现拉
航空发动机 2022年2期2022-07-05
- 基于响应面法的纤维金属层合板抗弹性能优化设计*
63）纤维金属层合板是由纤维增强复合材料与金属或金属合金交替层铺而成的新型复合结构，由于其具有优异的强度、刚度、耐腐蚀、耐疲劳以及冲击吸能等性能，在航天航空、汽车以及船舶等行业都存在巨大的应用潜力。纤维增强复合材料本身具有各项异性、界面差异性较大、设计灵活多变等特点，且金属层和纤维层的厚度以及排列顺序也会对层合板的抗弹吸能特性产生一定影响。因此，开展纤维金属层合板优化设计研究对其力学性能增强和轻量化具有重要意义。近年来，学者们对于复合材料结构的设计和优化开
爆炸与冲击 2022年4期2022-05-21
- 干湿环境对环氧树脂/碳纤维复合材料层合板老化性能的影响
分子在复合材料层合板中的扩散速率，相对湿度决定饱和吸湿速率，并提出预测吸湿率随时间的变化方程。开展开孔/未开孔CFRP在不同服役环境下的老化行为以及老化性能随时间的变化规律研究，对于采取针对性的抗老化措施和保障材料安全服役具有一定的指导意义。笔者通过对开孔与未开孔的环氧树脂/碳纤维复合材料在70℃水浸、70℃环境、23℃水浸、2℃环境、2℃水浸五种环境下进行7，21，63 d的加速老化试验，考察了复合材料的吸湿率、形貌、化学结构和耐温性能的变化规律和机理。
工程塑料应用 2022年4期2022-04-23
- 数字化牙合板在骨性Ⅲ类错牙合患者双颌手术中的应用及评价
计划及制作传统牙合板[2-3]。随着计算机技术的不断发展进步，三维成像技术、计算机辅助手术模拟技术(computer-aided surgical simulation, CASS)、计算机辅助设计与计算机辅助制造(computer-aided designing/computer-aided manufacturing, CAD/CAM)技术等数字化技术逐渐兴起，数字化正颌外科顺应而出[4-5]。如今数字化技术已经广泛应用于正颌外科中的各个阶段，包括术前
口腔医学 2021年12期2022-01-17
- 碳纤维、碳/玻混杂纤维层合板力学性能对比研究
碳/玻混杂纤维层合板可能发生的所有损伤模式。目前，国内外研究内容大多针对碳/玻层间或层内混杂纤维复合材料层合板某一个对象，并结合力学性能试验，对比分析不同材料组成成分的影响。但对于碳纤维与碳/玻层间混杂纤维复合材料层合板对比研究较少，在材料临界强度下，是否可以采用碳/玻混杂纤维复合材料层合板替代碳纤维复合材料层合板来降低成本有待研究。本研究以碳纤维复和碳/玻层间混杂纤维复合材料层合板两类试件为研究对象，建立相同边界条下的层合板有限元模型，并进行轴向载荷下的
兵器装备工程学报 2021年10期2021-11-08
- 铺层对复合材料层合板力学性能影响的研究
机翼中使用的薄层合板结构，可以使用经典层合板理论进行分析，而对于复合材料机翼中使用的中厚层合板结构，就需要考虑使用三维分析方法进行计算。考虑到复合材料中厚层合板往往由几十层甚至上百层铺设而成，直接建模较复杂，建模效率较低[1-2]。目前国内外普遍采用优化方法开展复合材料层合板的铺层设计[3-7]，基于遗传算法对复合材料层合板开展了以层合板的铺层角度为优化变量，以复合材料层合板强度为优化目标的优化分析；也有的基于层合板等效方法开展了稳定性分析等相关计算[8]
西安航空学院学报 2021年3期2021-10-14
- 非对称矩形FRP层合板固化变形的预测及优化
[1]。非对称层合板具有可设计的弯扭、拉弯耦合效应，解决了前掠机翼的气动发散问题，在美国X-29A和俄罗斯SR-10教练机中得到了成功应用。然而，复合材料结构始终存在固化外形与理论外形不一致的固化变形问题，而且非对称层合板比对称层合板更严重。理论模型具有计算速度快及能够揭示物理机理的优势，受到广大学者的关注。经典层合板理论模型和Rayleigh-Litz模型是目前预测非对称层合板固化变形的主要理论模型。经典层合板理论模型不适用于预测方板的固化变形，而Ray
机械设计与制造工程 2021年8期2021-09-15
- 多脱层复合材料层合板的固有频率计算
程解决复合材料层合板的非线性自由振动问题；Joshi等[7]用有限元法对均布载荷作用下的层合板逐层失效过程进行了自由振动分析；Xing等[8]提出了扩展变量分离法,来求解具有任意齐次边界条件的正交各向异性矩形薄板自由振动问题的封闭解析解。脱层是复合材料层合板最主要的损伤形式之一。自从1976年Kachanov[9]提出复合材料层合板脱层的失效问题，以及1981年Chai等[10]首次建立一维梁的脱层分析模型起，不少学者也对复合材料层合板的脱层问题进行研究。
华南理工大学学报（自然科学版） 2021年5期2021-07-09
- 非对称铺层T700复合材料层合板铺层顺序优化
碳纤维复合材料层合板在实际工程应用中不可或缺，其铺层顺序直接影响着碳纤维复合材料层合板的力学性能，对复合材料铺层顺序进行优化设计，具有重要的意义。层合板的稳定性不仅与铺层角和铺层比例有关，而且与铺层顺序有关，开展以提高层合板稳定性为目的的优化设计，关键在于铺层顺序的优化[1]。何旋等[2]利用免疫遗传算法，对复合材料层合板进行铺层顺序优化，并且收敛于全局最优解；唐文艳等[3]采用改进的整数编码遗传算法，对铺层顺序进行研究，提高了层合板的力学性能；王共冬等[
科学技术与工程 2021年8期2021-04-22
- 湿热环境中碳纤维复合材料层合板的强度退化及老化寿命预测
切开展CFRP层合板在湿热环境中的失效行为及其失效机理研究。ADAMS[1]、ISLAM等[2]、NADDER等[3]对CFRP在湿热环境中的吸湿行为进行了研究，发现：在高温高湿的加速老化条件下，CFRP的吸湿过程符合Fick第二定律，较高的温度可使扩散系数增大，CFRP的吸湿饱和时间缩短；经过湿热老化后，CFRP的拉伸强度、弯曲强度、弹性模量和弯曲模量均降低，疲劳寿命大幅缩短。MIKOLS等[4]、JEDIDI等[5]研究了不同树脂基体的CFRP在湿热循
机械工程材料 2021年4期2021-04-22
- 金属层合板板形翘曲变形行为
00083金属层合板是利用复合技术使2种或2种以上物理、化学性能不同的金属层牢固结合在一起而获得的新型板带材[1-3]. 因其同时具备结构和功能性特点，被广泛应用于石油化工、海洋工程、油气输送、航空航天及机械冶金等领域[4-5]. 轧制生产金属层合板是一种十分高效且高质量的生产方式. 近年来，如为了轻量化环保等，金属层合板需进行减薄轧制. 由于金属层合板层间材料物理性能及力学性能存在差异，在后续加工过程中极易产生沿厚度方向不均匀的塑性延伸，导致翘曲缺陷的产
工程科学学报 2021年3期2021-03-29
- 薄壁曲面复合材料层合板成型工艺参数与形面精度影响规律
面精度复合材料层合板适用的成型工艺控制方法，本文针对典型的Φ500 mm 直径曲面球冠结构复合材料层合板，设计了6 组不同工艺参数的成型对比实验，分析出边缘效应、铺放方式、固化温度等参数对层合板固化变形量的影响规律。研究表明，增加碳纤维模量和降低预浸料单层厚度可提高层合板形面精度；层合板铺放尺寸超过直径的5%可降低边缘效应的影响；自动铺丝技术铺放质量一致性高，手工铺层可以制造出高形面精度的层合板，但相对发生概率低；降低层合板固化温度和降温速率能够有效地提高
宇航材料工艺 2021年6期2021-03-19
- 非对称铺层复合材料层合板质量优化设计1)
用[2-3]，层合板是重要结构件之一。碳纤维增强复合材料层合板，常规铺层方式为单层内纤维进行直线铺设，然后将多层单层板粘合在一起组成整体结构板[4]。随着我国大飞机项目的启动，复合材料成型技术的研究也越来越紧迫，优化复合材料性能改进成型技术的效率是研究复合材料的重中之重[5]。Pelletier等[6]采用遗传算法，以复合材料铺层厚度为设计变量，复合材料层合板的最大强度为优化目标，进行优化。吴浩等[7]首先对复合材料层合板进行力学性能分析，为层合板结构稳定
力学与实践 2021年1期2021-03-06
- 含紧固件层合板雷击烧蚀损伤分析
伤的研究对象以层合板为主，Ogasawara等[5]、Hirano等[6]通过温度叠加法研究层合板雷击烧蚀损伤特性，并与实验进行对比验证结果的准确性。国内学者研究较晚，丁宁等[7]、付尚琛等[8]分别采用温度叠加法并通过软件分析层合板的雷击烧蚀损伤特性。此外，丁宁等[9]、肖尧等[10]还针对不同因素影响下层合板的雷击烧蚀损伤特性进行了分析讨论。层合板在民机结构上的安装方式多数采用紧固件的形式进行约束，研究含紧固件层合板的雷击烧蚀损伤符合工程实际应用。针对
航空材料学报 2021年1期2021-03-02
- 碳纤维增强树脂开孔层合板轴向拉伸失效模拟分析
强度相对较弱，层合板材料结构的损伤阻抗和层间强度较差，在外力的作用下容易发生纤维断裂、基体开裂以及分层断裂等失效模式[4-5].这些内部损伤发生后会逐渐扩展，使得复合材料零件的力学性能严重退化，使用寿命降低，限制了纤维增强复合材料的应用[6-8].因此，研究复合材料在外力作用下的变形和损伤机理，抑制失效的发生，对于提高复合材料的成形性能具有理论与实际意义.鲁国富等[9]采用了修正的三维Hashin准则作为单元失效的判断依据，使用交互式退化模型对失效单元进行
东北大学学报（自然科学版） 2021年1期2021-01-15
- MATLAB编程在层合板强度分析中的应用1)
[1]。其中，层合板强度的宏观力学分析是复合材料力学课程的教学重点和难点。由于该问题理论性强、逻辑关系复杂、数学运算繁琐、手工计算量大，学生在学习时往往会产生畏难情绪，接受知识困难。另一方面，MATLAB以其强大的数学计算、符号运算、图形处理等功能和简单易学的编程语言，作为辅助手段可促进学生对知识的理解和应用，提升教学效果。目前，在力学基础课和专业课中已有许多应用MATLAB的成功案例[2-5]。本文将探讨一种基于MATLAB编程的层合板强度分析方法，通过
力学与实践 2020年6期2021-01-06
- 基于电热耦合模型分析含紧固件复合材料层合板雷击烧蚀损伤
损伤分析主要以层合板为主。Ogasawara等[6]、付尚琛等[7]利用有限元软件ABAQUS热电耦合模块，采用温度叠加法分析层合板的雷击烧蚀损伤特性。Hirano等[8]利用实验的方法研究不同峰值雷击电流对规格为IM600/133的层合板损伤情况。丁宁等[9]利用有限元软件ANSYS杀死单元方法分析雷击电流对层合板的烧蚀损伤特性，并研究不同因素对损伤结果的影响。以上学者研究了层合板的雷击烧蚀损伤结果，但由于层合板主要通过铆接的方式固定于民航飞机结构上，所
航空材料学报 2020年6期2020-12-07
- 一种复合材料层合板孔边单层应力计算方法
引言复合材料层合板是一种重要的工程结构材料，具有比强度高及可设计的优点，在航空航天领域应用广泛。在复合材料层合板构件中，往往会存在结构性或功能性开孔特征，而开孔导致的应力集中使得孔边成为结构的薄弱位置，因此复合材料层合板孔边应力及强度分析是工程设计的重要内容之一。复合材料层合板是一种典型的非均质各向异性材料，其开孔边应力与均质各向同性材料的有明显区别，但也具有一定的相关性，迄今已有众多学者对此做了大量研究。Wu 等[1]采用各向同性含孔板分析中应力集中因
燃气涡轮试验与研究 2020年4期2020-10-29
- 考虑横向拉伸的压电材料层合板的自由振动研究
非对称正交铺设层合板的线性振动特性。Sharma等[2]利用里兹方法和样条函数技术研究了不同边界条件下反对称正交铺设层合板的自由振动。Abedi等[3]以多项式的形式展开为位移展开形式，研究了任意边界条件下复合材料层合板的自由振动。Tseng[4]等应用多维波数字滤波网络计算了正交对称铺设层合板的自由振动和弯曲。Fallah等[5]提出了一种新的无网格有限元法，用于预测复合材料层合板的频率。Quintana等[6]在里兹变分方法的基础上分析了对称铺设层合板
北京信息科技大学学报(自然科学版) 2020年4期2020-09-08
- 高温环境对含孔复合材料层合板屈曲性能的影响
维增强复合材料层合板在受压时的力学性能和失效形式的影响，指出随着聚类效应的加强，层合板的抗压强度逐渐减小，并伴随着出现脆性断裂乃至分层等失效形式；Duan等［17］通过压缩实验对钻孔引起的分层缺陷对含孔碳纤维复合材料层合板屈曲行为的影响进行了研究，发现随着分层缺陷的尺寸越来越大，层合板的屈曲载荷会显著地减小.基于上述分析，本文在商业化有限元软件ABAQUS中建立了带有不同直径大小的孔的碳纤维增强复合材料层合板（以下简称层合板）的有限元模型，通过设置不同温度
河南科学 2020年5期2020-07-04
- 平面载荷作用下四边简支层合平板屈曲的有限元模拟
是各种复合材料层合板中最简单又应用最广的一种，以经典层合板理论为基础，而不考虑层间应力和横向剪切影响。在复合材料结构分析中，已经广泛采用有限元数值仿真分析，本文计算分析采用ANSYS软件，选用Shell99（线性层合结构壳单元）。ANSYS先定义材料性质、铺层角、铺层厚度，然后通过由下到上的顺序逐层叠加组合为复合材料层合结构。假设屈曲以前是薄膜应力状态，不考虑拉弯耦合影响，当平板受平面载荷时，由薄膜状态进入屈曲状态，求引起屈曲的最小载荷。2 参数设置与模型
建材与装饰 2020年16期2020-06-09
- 碳纤维增强复合材料层合板的抗冲击性能
维增强复合材料层合板凭借其高比强度、高比模量以及较好的隐身吸波性能，在航空航天领域以及快速响应舰船工业中已经取代了部分传统的金属材料和结构，成为现代三航工业领域不可或缺的一部分。早期开展的纤维增强复合材料层合板结构动态失效行为研究工作主要以落锤撞击和弹体侵彻形成的接触式冲击加载为主[1-2]。研究结果表明，纤维增强复合材料层合板的主要失效模式包含基体和纤维断裂、层裂等。Hashin[3]指出，纤维和基体材料、铺层方式、几何尺寸和加载面积等均会对层合板的失效
高压物理学报 2020年2期2020-04-14
- 基于热力耦合层合板雷击损伤特性分析
，雷击电流作用层合板会导致其发生烧蚀损伤，还会导致烧蚀区域周围产生极大的温度梯度。温度发生变化，可引起层合板单元发生膨胀，但由于周围的约束以及内部单元模块的相互制约，不能完全自由膨胀，所以会产生热应力。由于雷击附着层合板过程持续时间较短，传递的热量高，可使其产生极大的热应力，致使层合板烧蚀损伤区域周围发生基体开裂、分层及纤维断裂。2019年5月5日，俄航飞机遭遇雷击之后，紧急迫降时起火导致失事。为保证飞机在遭受雷击之后结构还能支持飞机的安全着陆，探究层合板
航空材料学报 2020年1期2020-02-10
- 湿热环境下胶接修理碳纤维/环氧树脂基层合板振动特性
湿度对复合材料层合板胶接修理结构振动特性的影响，对于民用飞机复合材料结构损伤容限和修理容限的研究具有重要意义[3]。近年来，学者们对完整和含损伤复合材料层合板及其胶接修理后的力学特性进行了大量的理论、实验以及仿真研究。发现温度和湿度的增加，导致层合板内部产生湿热应力和应变，这会对复合材料的振动特性产生很大影响。Rath等采用数值和实验相结合的方法，定量分析了不同温湿度条件下，编织纤维层合板的几何结构、材料和层合板参数对层合板自由振动的影响[4]。Natar
航空材料学报 2020年1期2020-02-10
- 铺层结构对复合材料层合板固有频率的影响 *
性质。复合材料层合板结构的多样性、参数可设计性、性价比较优等特点被广泛用于新型民用飞机、航天工程、高速列车等高科技领域[1-2]。但无论是在哪个领域，工况下都容易受到激励的作用引起整个结构的振动[3]。因此，对复合材料层合板的振动特性研究具有极其重要的实际意义。黄凌志等[4]采用一种基于高阶剪切变形理论来获得任意形式铺设层合板的固有频率。师俊平等[5]基于哈密顿最小作用量原理，推导了复合材料层合板在任意铺层下的自由振动变分方程,并运用Ritz法对一般边界条
固体火箭技术 2019年6期2020-01-16
- 一种交织铺层结构层合板性能
种交织铺层结构层合板成型方法，制备了非交织、交织正交层合板、非交织、两向交织和四向交织准各向同性层合板复合材料，并对交织铺层结构复合材料的层间结构和性能进行了分析研究。结果表明：交织正交层合板的拉伸、压缩、弯曲性能较非交织板性能均有所下降，但其层间剪切性能有明显提高，提高幅度约为16%；随着交织铺层组厚度的增加，交织层合板的拉伸性能呈下降趋势；交织层合板的开孔后拉伸、开孔后压缩和冲击后压缩强度保持率均高于非交织板，且冲击后分层损伤面积明显低于非交织板。交织
宇航材料工艺 2019年3期2019-07-23
- 碳纤维层合板有限元分析
要的意义。1 层合板理论层合板是由2层以上的单层板粘合在一起成为整体的受力结构元件，各单层的材料、厚度和弹性力学特性可以互不相同。适当地改变这些参数，就可以设计出最有效地承受各种载荷的结构元件。1.1 单层板弹性特征单层板是层合结构的基本单元，单层板是指单向纤维或编织纤维在基体中呈扁平形式的层片。单层板的力学分析是层合结构力学分析的基础。单层板属于宏观各向同性体或正交各向异性体，其3个弹性主方向分别为纤维纵向L，面内垂直于纤维的横向T和垂直于板平面的法向N
数字海洋与水下攻防 2018年3期2018-12-20
- 金属层合板激光圆弧扫描弯曲成形试验研究*
言不锈钢—碳钢层合板属于金属基宏观组合型复合材料[1]，其基层材料为碳钢，覆层材料为不锈钢。其中，爆炸+轧制工艺生产的不锈钢—碳钢层合板，不锈钢层与碳钢层界面产生牢固的冶金结合，以其兼顾表层不锈钢层良好的抗腐蚀性、耐磨性以及碳钢层高强度、高硬度特点[2]，使得不锈钢—碳钢层合板具备优良的综合性能，并广泛开始应用于机械及汽车制造、建筑行业、石油化工、交通桥梁、船舶运载以及核电设备等方面。金属板材激光弯曲成形技术是一种无模具、柔性弯曲成形技术，其利用热源加载到
现代机械 2018年5期2018-11-13
- 基于非对称复合材料层合板的准零刚度隔振系统
的积分为零建立层合板动力学模型。(1)式中：T为板的动能；∏为板的总势能；WF为外力对板做的功。1.1 层合板总势能正交铺设双稳定层板的坐标系如图2所示，坐标系的原点为层板中心点，坐标主轴与层板边缘平行。层板铺设以中心面(即坐标轴xoy面)为分界中心面以下为0°铺层，以上为90°铺层，0°铺层与90°铺层厚度相等，文中所描述层合板厚度均为层合板总厚度。(a)非稳定构型 (b)稳定构型1 (c)稳定构型2图2 正交铺设双稳定层板坐标示意图Fig.2 Cart
振动与冲击 2018年20期2018-11-01
- 含粘弹性层纤维增强层合板的热屈曲及阻尼特性分析
。因此有必要对层合板在不同温度场中的热屈曲行为进行研究[1-5]。TAUCHERT[6]对中厚反对称角铺设层合板在简支边界条件和均匀升温下进行了热屈曲研究，并分析了纤维取向、板层数、板厚度和长宽比对临界屈曲温度的影响。基于经典层合理论和伽辽金法，CHEN et al[7]研究了均匀温度场下反对称角铺设层压板的热屈曲。SHIAU et al[8]使用有限单元法研究了层合板的热屈曲行为，并详细分析了具有不同E1/E2、长宽比、纤维方向、铺层顺序以及边界条件的正
太原理工大学学报 2018年5期2018-09-21
- 温度对高速列车层合板振动声辐射的影响
源之一[1]。层合板结构是由两块相对较薄且刚度较大的面板和相对较软的芯层粘接而成，面板层通常为铝合金、钢、纤维复合材料等，芯层一般为固态泡沫、多孔材料、蜂窝结构等。层合板结构具有轻质、高比刚度、隔声、隔热性能良好和设计性强等特点，被广泛应用于高速列车的顶板、侧墙以及地板上[2]。国内外有不少关于温度对板件声振特性影响的研究。杨雄伟等采用有限元-统计能量混合法对超声速飞行器在高温环境中的声振响应进行了数值研究[3]。耿谦等运用数值分析方法研究了热应力对结构声
噪声与振动控制 2018年4期2018-08-30
- 弹体正冲击芳纶纤维层合板模拟研究
研究了复合材料层合板的侵彻行为，对比了不同弹头冲击层合板的剩余速度和初始速度的关系以及不同层数层合板对抗弹性能的影响，为制造防弹材料选择合适的厚度提供了很好的理论依据。Lopez-Puente等[8]分别采用实验研究和ABAQUS软件模拟分析了碳纤维层合板正冲击和斜冲击下板的侵彻行为，通过大量有限元计算找到了弹道的极限速度，并提取数值总结出冲击速度与极限速度(子弹穿透层合板后速度刚好为零时的初始速度称为极限速度)的线性关系。Tan等[9]采用实验的方法对比
振动与冲击 2018年6期2018-03-28
- 含切口复合材料层合板拉伸应变集中与失效分析
变集中也会引起层合板提前发生失效[1]。因此，研究含切口复合材料的损伤破坏问题具有重要的工程意义。国内外许多研究者对含切口复合材料的力学行为展开了研究。Tan[2]建立了含椭圆形切口的正交各向异性复合材料层合板的应力近似分析方法，朱西平等[3]基于应力近似计算方法分析了材料性能、铺层方式等因素对复合材料层合板的孔边应力集中的影响。对于含切口复合材料层合板的强度问题，Whitney等[4]提出的点应力准则和平均应力准则可用于估算含有中心切口复合材料层合板的剩
材料工程 2018年2期2018-02-28
- 复合材料层合板的抗弹性能模拟分析
技术】复合材料层合板的抗弹性能模拟分析贾宝华1,刘 翔1,顾永强1,徐振洋2,郭连军2(1.内蒙古科技大学 土木工程学院， 内蒙古 包头 014010；2.辽宁科技大学 矿业工程学院， 辽宁 鞍山 114051)采用有限元软件ABAQUS模拟圆锥头弹体正冲击纤维增强复合材料层合板，分析了不同层数层合板在不同冲击速度下，子弹初始速度和剩余速度的关系以及层合板的等效应力云图和破坏特征云图。结果表明：在保持单层板厚度不变时，增大层合板层数可显著增强层合板的抗弹性
兵器装备工程学报 2017年8期2017-09-03
- 含裂口损伤复合材料层合板拉伸试验及数值模拟分析*
维增强复合材料层合板结构的损伤失效在工程领域中占据重要的地位，对于层合板的损伤模拟分析，使用的方法比较广泛。Tan[9]在研究中考虑了纤维和基体破坏两种模式，提出二维逐渐失效模型，基体破坏采用 Tsai-Wu 准则来判断，通过一个退化因子来实现材料性能退化，因子的取值范围为0～1，但该取值在工程实际应用中难以进行测定。Chang等[10]在进行层合板渐进失效分析的过程中，考虑了有关应力集中的问题，但此模型也是二维模型，并未考虑分层失效的影响。Kashfud
航空制造技术 2017年18期2017-05-16
- 一种橡胶硫化机机台的夹柱结构
包括框架、第1扣合板、第2扣合板和扣合油压缸，第1和第2扣合板置于框架内，扣合油压缸安装于连接板上，连接板上设有第1和第2连接杆，第1和第2连接杆分别贯穿框架、第2扣合板与第1扣合板相配合，扣合油压缸中心的控制杆穿过框架与第2扣合板相配合。该夹柱结构的优点是：结构简单、安装方便，能够有效提高硫化机的强度和使用寿命，同时可以使模具与上下热盘之间更好地贴合。
橡胶工业 2016年5期2016-02-24
- 拉伸-剪切耦合层合板优化设计及其应用*
拉伸-剪切耦合层合板优化设计及其应用*李谨，唐国金 (国防科技大学航天科学与工程学院，湖南长沙410073)针对标准铺层拉伸-剪切耦合层合板耦合效应弱的缺点，提出利用优化法的自由铺层拉伸-剪切耦合层合板的设计方法。推导了只具有拉伸-剪切耦合效应的层合板应满足的条件。优化得到了7～14层的自由铺层拉伸-剪切耦合对称层合板。对比分析了自由与标准铺层拉伸-剪切耦合层合板的屈曲强度与稳定性。采用自由铺层拉伸-剪切耦合层合板设计了拉伸-扭转耦合结构。研究表明:自由铺
国防科技大学学报 2015年5期2015-06-21
- 复合材料层合板的双Hopf分叉分析*
）引言复合材料层合板振动与稳定性的研究始于上世纪八十年代，随后许多学者开始关注层合板的非线性振动响应问题.Nayfeh等人［1］利用实验方法研究了在简谐激励下复合材料层合板的非线性振动问题.Abe等人［2］利用多尺度法研究了简谐激励作用下矩形层合薄板的两模态非线性响应.Chen等人［3］研究了通常情况下在初始不均匀应力作用下的层合板大振幅非线性动力学方程.Ye等人［4，5］研究了正交对称铺设及反对称铺设的复合材料层合板在参数激励作用下的非线性振动和混沌运动
动力学与控制学报 2015年3期2015-05-24
- 采用流固耦合方法的复合材料层合板鸟撞分析
由于复合材料层合板的各向异性以及铺层特点，全部通过试验的方法来研究这些问题耗时耗力，效果也不佳［2］，但通过数值模拟方法对复合材料的高速冲击损伤进行研究，对于飞行器的抗撞设计及复合材料再利用有重要的应用价值［3］．万小朋等［4］利用LS -DYNA 软件对飞机的机翼前缘进行了抗鸟撞的数值分析．结果表明:LS-DYNA 在模拟高速撞击时有较高的准确度;杜龙［5］利用ABAQUS采用CEL(耦合欧拉-拉格朗日)方法研究了某型无人机复合材料机翼前缘的鸟撞问题，
郑州大学学报（工学版） 2015年6期2015-03-18
- 爆炸载荷下复合材料层合板的抗冲击性能
1］。纤维金属层合板是基于金属合金薄板和纤维增强聚合物材料层组成的混杂复合结构，提供了比单一纤维增强聚合物材料薄板和单一铝合金薄板更优的力学性能［2］。由于碳纤维的高硬度可以提供非常有效的裂纹桥接及较低的裂纹扩展率，而金属层具有较好的抗冲击性，高强度抗冲击性和高硬度的结合使CARAL 在工程应用中具有明显的优势。因此，本文对碳纤维铝合金层合板(CARAL)的力学特性进行研究。当遭受面外冲击载荷时，复合材料层合板有纤维断裂、基体损伤、分层等多种损伤形式，它们
舰船科学技术 2014年8期2014-12-05
- 单钉机械连接孔边应力及失效分析
5]对复合材料层合板的钉孔连接问题进行了研究， 采用的方法主要有试验方法和数值分析方法。 试验方法耗资大，试件加工要求严格， 难以对影响层合板失效的众多因素进行系统地研究，而且试验结果带有一定的分散性。 而数值分析方法耗资小，只要计算模型简化合理，数值计算结果的精度完全可以满足工程设计要求。 严格来讲，复合材料层合板连接问题属三维接触问题， 且受到诸如摩擦因数、夹紧力、铺层顺序等因素的影响。 然而，当前工程实际结构中广泛采用对称均衡层压板， 且大多被连接件
教练机 2014年3期2014-12-02
- 不同孔隙率CFRP层合板冲击后力学性能试验表征
孔隙率CFRP层合板冲击后力学性能试验表征张阿樱1，2，张东兴1(1.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，150001 哈尔滨;2.哈尔滨学院图书馆，150086 哈尔滨)为了研究吸湿量、孔隙率及冲击能量对CFRP层合板冲击后剩余拉伸强度及剩余弯曲强度的影响规律，首先将3种孔隙率CFRP层合板试样置于湿热环境中分别吸湿7、14 d及吸湿至饱和状态，然后在室温环境中对3种孔隙率不同老化程度的CFRP层合板试样分别进行5种能量即3－15J的冲击作用，并测量其冲击
哈尔滨工业大学学报 2014年3期2014-06-06
- 高速破片侵彻下高分子聚乙烯层合板的弹道极限估算方法
2］。复合材料层合板的弹道侵彻破坏过程是一个相当复杂的过程，国内外已对复合材料层合板的抗侵彻过程开展了相关研究。Mines 等［3］对弹体侵彻复合材料层合板过程中能量的损耗分配进行了研究，认为弹体能量的损耗方式主要有局部贯穿吸能（Eah）、分层吸能（Edl）以及弹体与靶板之间的摩擦吸能（Ef），并给出了相应的计算方法，但在局部贯穿时只考虑了剪切失效，未考虑纤维的拉伸失效以及动态过程与准静态过程之间的差别，计算结果偏差较大。Morye 等［4］通过研究凝胶、
中国舰船研究 2014年4期2014-02-07
- 复合材料层合板的振动模态试验研究
16）复合材料层合板的振动模态试验研究漆文凯，程 博，刘 磊（南京航空航天大学能源与动力学院，南京210016）采用逐点激励单点测试（SISO）的方法，在自由状态和一端固支状态下对无损伤和含开孔损伤的复合材料层合板进行了模态试验和模态识别。根据测量得到的试验件的频率、阻尼和振型等模态参数，分析了层合板在不同边界条件下开孔损伤位置和开孔损伤大小对层合板的振动特性的影响。结果表明：复合材料层合板具有优越的阻尼特性；试验获得的振动特性与相关文献中的结果一致；开孔
航空发动机 2013年6期2013-07-07
- 复合材料层合板应力分析的小波有限元法*
，随着复合材料层合板在航空、航天、船舶、建筑等领域广泛应用，复合材料层合板有限元分析越来越受到工程界、学术界的广泛重视.由于复合材料层合板具有拉－剪、弯－扭和拉剪－弯扭耦合效应，并且在板边缘附近应力分布复杂、变化梯度大，给传统有限元网格的划分和高精度单元的建立带来很大困难［1-4］.小波有限元是近年来发展起来的一种新型数值分析方法，已广泛应用于故障诊断、振动分析、热传导、电磁场等各个工程领域.以小波函数或尺度函数替代传统多项式插值，是优于单元网格加密和阶次
华南理工大学学报（自然科学版） 2012年7期2012-06-25