G/E材料动态力学性能的应力波实时测定

线性粘弹性复合材料的动态力学性能测定不同于弹性材料静态力学性能的测定,而应力波方法又是不同于其它测定粘弹性本构的方法.本文用纵波沿 G/E长杆中的传播,测出了它的拉压复模量,同时也引建了一套完善的应力波实时测定系统.     

复合材料动态粘弹性能的细观研究

利用细观力学的Eshelby等效夹杂方法研究了颗粒增强复合材料的动态粘弹性力学性能,分析了材料复模量随夹杂体积分数、载荷频率之间的变化规律,给出了许多有意义的结论,为复合材料结构的优化设计及应用提供了理论基础。     

几种单向铺层碳纤维复合材料超低温下动态性质的研究

主要研究了几种应用于航天、航空领域的单向铺层复合材料在超低温到常温大温区范围内的动态力学性质,运用的振动模态参数识别的时域方法,研究了用这几种材料制成的悬臂梁的自由振动,给出了它们的动模量、阻尼随温度变化的曲线．通过比较低温下这几种材料动态性质的不同,研究了纤维、基体对材料模量、阻尼大小、阻尼峰的影响．     

三维编织复合材料弯曲性能分析

根据三维四向编织复合材料的结构特点,提出了用刚度合成法来预测复合材料的弯曲模量,并对三维编织T300／QY9512复合材料的弯曲模量进行了预测,分析结果表明,由于试件的表面单胞和内部单胞的结构不同,得到试件的弯曲模量略高于拉伸模量,该结果与试验值相符,另外,当试件尺寸较大、内部单胞数较多时,可以不考虑表面单胞和内部单胞性能差异的影响,而认为三维编织复合材料的弯曲模量只与内部单胞的性能有关,这对工程分析和试件制作具有指导意义。     

功能梯度界面相对周期分布纤维增强复合材料反平面剪切的影响

基于复变函数理论和边界配点法,探索了功能梯度界面相在周期均匀分布纤维增强复合材料反平面剪切问题中所起的作用。由于纤维在复合材料基体中的周期分布是均匀的,将其简化成含一功能梯度界面相夹杂的方形单胞。采用分层均匀化方法,将功能梯度界面相离散成K层界面层。当K足够大时,每个界面层可视为匀质材料,同时计算得到的复合材料宏观性能趋于定值。根据单胞内的基体、界面相和夹杂的几何外形特点,分别给出复势函数的级数形式,这些复势函数在各组分的相邻界面应满足连续性条件,在单胞的外边界应满足周期性边界条件和远场加载条件,从而确定复势函数中的待定系数,进而根据平均场理论确定复合材料有效模量。主要探讨了夹杂体积分数、各组分模量、功能梯度界面相的模量渐变形式等因素对纤维增强复合材料性能的影响。结果表明：不管基体模量相对于夹杂模量是大还是小,都有对应的界面相模量渐变形式可使夹杂周围的等效应力集中系数减小;另外还发现仅当夹杂模量较大时,功能梯度界面相模量的变化方式对复合材料有效模量产生不可忽视的影响。     

用多参数非均匀等效体研究圆柱正交异性复合材料的剪切有效模量

有效模量是复合材料力学细观解过渡到宏观解的桥梁。宏观非均匀复合材料的有效模量是一个尚未认真研究过的课题。本文提出用多参数非均匀等效体的新方法,来研究圆柱正交异性宏观非均匀复合材料的剪切有效模量,克服了最近Dhoopar B.L.和SinhaP.K提出的方法的一些不足之处。     

用TIMOSHENKO和EULER梁联合测定材料静、动剪切模数G_s和G_d的方法

前言随着材料科学的发展,特别是复合材料用于结构部件,由于纤维增强复合材料的E/G 值很大,一般为20≤E/G≤50左右.对各种部件或结构,在力学分析时必须考虑剪切效应.因而剪切模数G 值很重要.同时在动荷载条件下,材料的动态弹性模量与静态模量有着明显 ...     

复合材料的Ⅲ型动态断裂力学分析

本文综合利用 Laplace 变换和 Fourier 变换,从理论上分析了含有贯穿裂纹的层合复合材料在动载荷作用下裂纹尖端的Ⅲ型动态应力强度因子.并以冲击载荷为算例,考查了外层的厚度、拉、剪模量的变化对裂纹尖端应力强度因子的影响,为改善复合材料的断裂动力学性能提供了参考依据.     

红砂岩路基土动态模量影响因素及预估模型研究

为研究红砂岩路基土动态模量的影响因素,采用室内重复加载三轴试验。结合红砂岩路基土在不同含水率时的动态模量,分析偏应力、体应力和含水率对红砂岩路基土动态模量的影响;采用三参数复合模型进行回归,并通过有限元计算和实体工程现场检测,建立室内试验动态模量与现场检测动态模量的回归关系。研究结果表明,动态模量随体应力(或围压)增大而增大,随偏应力增大而减小;随着含水率的增大,动态模量呈先增大后逐步减少的趋势。三参数复合预估模型与试验检测结果之间具有较高相关性。此外,红砂岩路基土室内试验动态模量与现场检测动态模量具有良好的回归关系,室内试验动态模量与现场检测动态模量可以实现有效换算。     

复合材料模量估算的力学模型

在计算复合材料的模量时，被广泛应用的力学模型是等应力和等应变假设．本文改进了这些力学模型，推导出层合复合材料、单向纤维增强复合材料和颗粒增强复合材料模量的计算式．引入一个反映受力方向与复合材料组元连续性等的调节参量，可将其归纳成一个普遍式．     

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。     

纳米碳酸钙对聚丙烯/碳纤维复合材料力学性能的影响

通过熔融共混的方法分别制备了聚丙烯/碳纤维、聚丙烯/纳米碳酸钙及聚丙烯/纳米碳酸钙/碳纤维复合材料,并研究了碳纤维及纳米碳酸钙对聚丙烯材料增韧增刚的效果。结果表明,少量的碳纤维能够大幅提高聚丙烯材料的弯曲模量,并有一定的增韧效果;表面改性后的纳米碳酸钙能在聚丙烯基体中均匀分散,并大幅提高聚丙烯的缺口冲击韧性,在30%添加量下(重量比)提高幅度达到5.6倍,同时模量也有一定程度提高。将改性后的纳米碳酸钙和碳纤维同时加入聚丙烯基体中,结果显示:在保证纳米碳酸钙均匀分散的前提下,复合材料的缺口冲击强度和弯曲模量可以同时得到大幅度地提升,实现了聚丙烯基复合材料的高刚高韧改性。     

加筋材料的格形模型和统计数值方法

本文采用格形化方法和统计技术建立加筋复合材料有限元力学模型，使用自动选取载荷步长方法和非平衡迭代技术，对加筋复合材料的宏观等效模量和破坏全过程进行了数值模拟，分析了材料分布的非均匀程度，相对体积比和横截面加筋分布方式对加筋复合材料整体宏观等效模量和承载力的影响。     

消息与动态

纤维增强复合材料剪切模量G_(12)的测试研究分析结构部件的应力状态,需要知道材料的剪切模量,但是,纤维增强复合材料模量较小,剪切变形     

消息与动态(十一)

纤维增强复合材料剪切模量G_(12)的测试研究分析结构部件的应力状态,需要知道材料的剪切模量,但是,纤维增强复合材料模量较小,剪切变形 ...     

声波超材料设计的力学原理与进展

声波超材料是一种特殊的人工复合材料,它基于连续介质力学理论描述,通过对微观结构的精心设计,在宏观上获得反常规的动态材料属性,如负动态质量,负动态模量,负折射率等.超材料的出现为实现波动控制提供了可能,相关研究在工程领域具有潜在的应用价值.本文着重阐述了弹性固体超材料、声波超材料、超表面、主动超材料的设计原理与相关研究进展, 所述原理对于波控结构的设计与制备实现具有指导意义.     

NiMnGa颗粒/环氧树脂复合材料的力学性能研究

将通过球磨法获得的Ni2MnGa颗粒与双酚A二缩水甘油醚环氧树脂混合均匀并常温固化,制备出相应的复合材料试件;通过拉伸-卸载试验研究了NiMnGa颗粒对树脂基体的增强效果;以试验为基础,从细观力学的角度分析了NiMnGa颗粒对树脂基复合材料弹性特性的影响;采用商用有限元软件Abaqus,对NiMnGa/树脂复合材料单胞模型进行了仿真计算。分析结果表明:随着NiMnGa颗粒体积含量的增加,试件的拉伸模量和剪切模量增大、泊松比减小;随着椭圆NiMnGa颗粒长短半轴比的减小,复合材料纵向泊松比增加、纵向拉伸模量减小,横向拉伸模量呈先减后增的趋势,剪切模量则呈先增后减的趋势。通过对比可知试验值、理论值、有限元模拟值数值相近且变化趋势一致。     

考虑损伤界面的多相复合材料总体平均力学性能的预测

在广义自治有限元迭代法的基础上研究了损伤面对多相复合材料的总体平均横向力学性能的影响。给出了对于不同体分比和损伤界面性质的典型复合材料的数值结果。数值分析表明损伤界面的厚度及其损伤程度对复合材料总体平均横向平面应变体积模量和剪切模量有显著影响。本文还计算了损伤界面区域的局部应力场。     

不同拉压模量连续梁的解析解

拉压不同模量的材料在工程中应用很广,特别是近几年发展起来的复合材料都具有明显的拉压不同模量性质.本文对复杂应力状态下不同模量连续梁提出了中性轴判断定理,并用分段积分方法推导出不同模量结构的中性层计算表达式及应力的解析解.通过对实例的计算及分析,得出不同模量与经典力相同模量两种方法在结构应力计算上的差异,最后提出对该类结...     

基于等效特征应变原理的复合材料有效模量细观力学分析

基于等效特征应变原理,提出了一种新的复合材料有效模量细观力学分析方法。首先,在等效特征应变原理基础上提出平均等效特征应变原理,它可用于解决有限体下任意形状(无论是凸或凹形)的单个夹杂或多个夹杂的弹性变形问题。其次,将平均等效特征应变原理与细观力学直接均匀法相结合,来分析确定复合材料的有效模量。最后利用复合材料纤维与基体的力学性能参数及纤维的体分比,借助MATLAB编程方法,预测其有效模量。通过将理论预测值与已有的的试验值、其它理论预测值进行对比,验证了新分析方法的合理性和分析精度。