纤维排列方式对单向纤维加强复合材料弹性常数的影响

本文应用GMC方法计算了纤维在规则排列和随机排列时单向纤维加强复合材料的总体弹性系数.结果表明,在一定纤维体积比范围内,虽然纵向弹性模量不受纤维排列方式的影响,但是复合材料的横向弹性模量和横向剪切模量受纤维排列方式的影响较大.所以,在考察复合材料的横向弹性常数时,应该考虑纤维排列方式的影响.在相同纤维比的情况下,正方形排列和正方形对角排列所得的弹性常数是上下界,而六角形排列和随机排列的结果位于以上两者之间.当纤维比较小时(小于20%),纤维的排列方式对各弹性常数均无明显影响.本文的结果在工程应用中有指导意义.     

纤维加强复合材料的总体粘弹性响应

在某些纤维增强复合材料(FRC)中使用金属或高分子聚合物作为基体材料.在高温等情况下,这类材料具有明显的粘弹性特性.本文采用Riemann-Liouville形式的分数阶导数模型描述基体的粘弹性特性.通过渐近均匀化方法给出了预测FRC整体三维本构关系的解析表达式.给出了应用于基体具有Makris粘弹性关系的具体形式.以圆截面纤维正方形排列的情形为例,给出了等效模量随纤维体积比的变化曲线.结果说明,这类复合材料仍具有粘弹性特性,其整体粘弹性本构关系的弹性部分综合了纤维弹性和基体弹性的贡献,粘性部分来自基体粘性的贡献,复合材料具有和基体相同的粘性系数和分数阶.为分析微结构特征对整体特性的贡献,须求解两类局部问题.可以看出,在整体的等效模量中包含了局部变形的贡献,局部变形增加了复合材料的耦合刚度.     

单向纤维复合材料粘弹性性能预测

建立了基于均匀化理论的单向纤维复合材料粘弹性性能预测方法。对单向纤维增强复合材料粘弹性问题的控制方程进行Laplace变换,在像空间中利用均匀化理论建立宏观松弛模量的Laplace变换与微结构描述参数以及变换参数间的关系。用Prony级数模拟松弛模量随变换参数的变化形式,并根据像空间中一系列变换参数对应的松弛模量的数值,采用函数拟合技术确定Prony级数的形式,从而确定用显示形式表示的松弛模量的Laplace变换随变换参数的变化规律。对显式表达式的逆变换获得时间域内的松弛模量。该方法利用拟合函数的逆变换避开了复杂的数值Laplace逆变换,使单向纤维增强复合材料的粘弹性性能的确定变得容易。文中给出了单向纤维复合材料松弛模量的数值预测结果并同有限元法模拟试验的结果对比,验证了预测结果的准确性以及本文方法的有效性。     

复合材料弹性常数测定的超声波技术

本文简要地回顾了利用超声波脉冲技术测定复合材料弹性常数的历史,概述了现状、基本原理与基本方法,并对今后的研究方向提出了看法．     

单层纤维复合材料的光弹模型初探

本文总结了用显微激光分析仪对一般纤维增强复合材料进行透射式光弹性研究的近期工作.针对纤维复合材料违反传统光弹理论的偏振光学行为,讨论了纤维,基体的双折射率不同及由纤维,基体界面两侧出射的光在Airy斑重叠区发生干涉等问题,从更一般的角度探讨了最近的文章中所提出的新光弹公式中所含两个滞后量的存在性.     

复合材料弹性常数测定的超声波技术

本文简要地回顾了利用超声波脉冲技术测定复合材料弹性常数的历史,概述了现状、基本原理与基本方法,并对今后的研究方向提出了看法．     

考虑界面行为的SMA纤维复合材料模型

构造了一个考虑部分界面开脱情况下SMA长纤维复合材料的双圆柱模型.在理想界面区域SMA纤维所受的轴力恒定,而在开脱区域则考虑为受线性变化轴力.计算结果表明,开脱区长度及临界界面剪应力只对SMA纤维的相变区有很明显的影响,而对母相及马氏体相的弹性变形区没有影响.这对进一步研究SMA纤维增强复合材料的性能提供理论帮助.     

单向复合材料纤维断裂对局部应力集中的影响

本文采用剪切滞后理论，对单向辅设的增强复合材料中，纤维根数有限时纤维断裂所引起的局部应力集中的进行研究，确证了以往研究中假定纤维无限根的可行性，并定量展示了在断裂纤维和邻近纤维中的应力重分布。     

纤维增强复合材料界面的力学行为

研究材料的界面和表面的力学行为与破坏机理,是当代材料科学、力学、物理学的前沿课题之一,而复合材料界面问题更有其自身的特殊性和复杂性。本文结合笔者的研究工作重点讨论了纤维复合材料界面力学的共性问题,阐述了复合材料界面的性质、复合材料界面的力学模型和理论、界面力学表征的实验研究、界面损伤破坏机理、界面对复合材料力学性能的影响等5个方面。     

单向纤维增强复合材料中剪切波多重散射问题的复变函数法

基于弹性波的多体散射理论和复变函数方法,利用波函数展开法和保角映射方法,研究了任意形纤维增强复合材料中剪切波的传播。根据相应的边界条件确定弹性波模式系数。给出了复合材料中基体区和纤维核区的波场。作为算例,分析了相同入射频率,不同纤维核的尺寸和形状的情况下,弹性波的传播特性。通过分析发现,低频长波区,弹性波以近似正弦函数的形式传播,纤维核的尺寸和形状对波场影响不明显;随着频率的增加,影响变得明显,大于一定的频率,纤维核的形状可明显地辨别出。最后对结果进行了分析讨论。     

考虑老化的混凝土粘弹性分数导数模型

混凝土是一种具有分形结构的材料。采用分数微积分模型来研究具有分形结构材料的老化规律目前尚未见到。本文的目的是采用含分数阶导数的类标准线性体来模拟考虑老化的混凝土的蠕变和松弛规律。给出了分数导数与Abel核之间的关系。讨论了类标准线性体的蠕变柔量和松弛模量及其在考虑老化的混凝土中的应用。与传统的混凝土流变模型相比较表明，类标准线性体可以更好地同时拟合混凝土在不同龄期的蠕变和松弛曲线。而且其形式简单、统一，在计算过程中需要调整的参数很少。可以预见，类标准线性体在混凝土的结构设计和计算中将有着广泛的应用前景。     

ANALYSIS OF NONLINEAR DYNAMIC RESPONSE FOR VISCOELASTIC COMPOSITE PLATE WITH TRANSVERSE MATRIX CRACKS

I. INTRODUCTION The composite material and the composite structure are liable to generate damage during manufactureand under load, which will lead to a decrease of the material and structure’s mechanical properties.It is accepted that there exist four…     

非线性粘弹性Timoshenko梁动力学行为的分布

本文讨论了有限变形粘弹性Timoshenko梁的动力学行为。首先由Timoshenko梁的理论和分数导数型本构关系给出了梁的控制方程。其次为了便于求解,采用Galerkin方法对系统进行了简化,并比较了1阶和2阶截断系统的动力学性质,它们具有相同的定性性质,说明Galerkin方法的合理性。给出了求解包含分数积分的积分－微分方程的一种新方法,以便求解系统的长时间的解。综合利用非线性动力系统中的经典方法,揭示了梁在有限变形情况下丰富的动力学行为,并分别考察了载荷参数的材料参数对结构的动力学行为的影响。     

On the Delamination of a Viscoelastic Composite Circular Plate

Delamination of a symmetric circular plate made of viscoelastic composite is studied. It is assumed that the plate has a penny-shaped crack whose edges have a minor axisymmetric imperfection. The lateral surface of the plate is clamped and is compressed by uniform radial normal forces through a rigid body. The studies are made using the exact geometrically nonlinear equations of the theory of viscoelasticity. The delamination criterion is assumed unrestrained growth of the initial imperfection. The Laplace transform and FEM are employed. In particular cases, the results are compared with those for elastic composites     

Dynamical Stability of Viscoelastic Column with Fractional Derivative Constitutive Relation

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＭｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｈａｖｅｃｏｎｃｅｒｎｅｄｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ .Ｉｎ [1]ＣｅｄｅｒｂａｕｍａｎｄＭｏｎｄａｐｐｌｉｅｄｔｈｅｍｕｌｔｉｐｌｅ＿ｓｃａｌｅｓｍｅｔｈｏｄｔｏｔｒｅａｔｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆａｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｃｏｌｕｍｎｕｎｄｅｒａｐｅｒｉｏｄｉｃａｘｉａｌｌ…     

粘弹性复合桁架动态特性温度影响的实验研究

通过实验研究了一种可用于桁架结构阻尼控制的粘弹性阻尼构件的动力学特性和温度特性。在此基础上,进一步就环境温度变化对粘弹性复合结构动力学特性的影响作了实验分析。实验结果表明：粘弹性阻尼构件对结构阻尼控制的效果明显,环境温度的变化直接影响粘弹性阻尼担构件的动力学特性,并通过阻尼构件引真情整体结构动力学特性的改变。     

复杂结构材料构件细观反分析

复合材料作为一种具有复杂结构的新型材料,其玉要优点和特点在其内部结构可设计性,酝文利用细了方法将宏单元剖分和细观结构分析结合起来,不增加自由数,却能使微结构的变化在宏观力学响应上得到的直接反映,在细元方法的基础上引入分析技术,就能宏观具有复杂结构材料在细观层次上单参数反演与识别。     

黏弹性轴向运动梁非线性受迫振动稳态幅频响应

本文研究了黏弹性轴向运动梁横向受迫振动稳态幅频响应问题.在控制方程的推导中,对黏弹性本构关系采用物质导数.把多尺度法直接应用于梁横向振动的非线性控制方程,利用可解性条件消除长期项,得到系统稳态的幅频响应曲线.运用Lyapunov一次近似理论分析幅频响应曲线的稳定性.通过算例研究了黏性系数,外部激励幅值以及非线性项系数对稳态幅频响应曲线及其稳定性的影响.运用数值方法对两端固定边界下黏弹性轴向运动梁的控制方程直接数值解,分析梁横向非线性振动的稳态幅频响应,通过数值算例验证直接多尺度法的结论.     

飞机某复合材料弯管的振动主动控制

针对某飞机上典型的复合材料弯管结构的振动 ,采用压电元件作为传感器和作动器 ,通过有限元分析其振动模态以确定压电元件的施加位置 ,进一步利用自适应前馈控制策略 ,对其振动进行了主动控制 ,最终取得了有效的减振效果