缝合复合材料制备工艺和力学性能研究

从缝合复合材料的工程实际应用、工艺、力学性能、分析方法等方面对缝合复合材料的制备工艺和力学性能研究发展状况进行了比较全面系统的阐述与分析, 重点介绍了缝合复合材料的各种力学性能及其强度分析模型. 在强度分析模型中, 介绍了弹性矩阵场函数和缝合复合材料强度场的概念. 缝合复合材料在结构整体性、层间性能以及低速冲击损伤阻抗等方面具有明显的优势, 克服了普通层合板层间性能以及低速冲击后压缩性能低的弱点. 但是, 缝合复合材料的工艺相对比较复杂, 缝合对层合板的部分面内力学性能存在一定的负面影响, 而且在湿热环境条件下其层间强度高的优势无法发挥.在选用缝合时, 应根据所用层合板的铺层顺序及其使用的环境条件, 同时还应兼顾缝合对铺层面内力学性能的影响, 决定是否使用缝合结构. 在湿热性能要求不高的结构中, 如导弹结构, 缝合复合材料已经得到了很好的应用.     

缝合复合材料层合板拉伸疲劳损伤及其机理

对有、无缝合复合材料层合板的拉伸疲劳性能进行了试验研究,考察了0°缝合对复合材料光滑板拉伸疲劳损伤扩展规律的影响.通过有限元素法分析了有、无缝合复合材料层合板的应力状态分布情况,对缝合复合材料层合板的拉伸疲劳损伤及其扩展机理进行了分析.研究表明,缝合改变了复合材料层合板拉伸疲劳损伤起始与扩展的机理,针脚附近的面内正应力σ_x与层间剪应力的集中对层合板拉伸疲劳损伤的发生与扩展有着重要的作用,自由边界处的层间集中应力对缝合板的疲劳性能也有影响.自由边界处的层间集中应力是导致无缝合层合板疲劳损伤及其扩展的主要原因.     

DAMAGE PROGRESSIVE MODEL OF COMPRESSION OF COMPOSITE LAMINATES AFTER LOW VELOCITY IMPACT

IntroductionCompressivepropertiesofcompositelaminatesafterlowvelocityimpactareoneofthemostseriouscircumstanceswhichmustbetakenintoaccountindamagetolerancedesignofcompositestructures[1].Impactdamagegenerallymanifestsintheformsofdelaminations,matrixcracksandfibrefracture[2 ,3].Sofaralotofresearcheshavebeentakeninlowvelocityimpactbehaviorofcompositelaminatesandtheirpost_impactcompressiveproperties.Compressivefailuremechanismsofcompositelaminatesafterlowvelocityimpacthavenotbeenknownclearly .Ther…     

复合材料层合板低速冲击后压缩的损伤累积模型

为了分析复合材料层合板低速冲击后的压缩性能，首先用三维动态有限元素法对两种层合板进行了低速冲击损伤模拟计算，以此作为冲击后压缩(CAI)层合板的初始损伤，然后用三维静态有限元对含损伤的层合板进行压缩破坏模拟和剩余强度计算，从而实现了层合板从冲击损伤到压缩破坏损伤全过程的模拟．结果表明，损伤投影面积和CAI强度的计算值与试验结果有较好的一致性．     

复合材料冲击损伤及冲击后压缩强度的等效实验方法

简要论述了复合材料低速冲击及冲击后压缩的研究情况,比较了几种不同的冲击后的压缩实验方法,选取一种小尺寸试件方法,对复合材料低速冲击后的压缩行为进行研究,并将结果与有关文献进行了比较,实验结果与文献结果具有一致的变化规律。研究结果显示,对于材料研究,该方法可用来表征复合材料冲击后的压缩特性。使用该方法可以大大节省实验费用及周期。     

含孔平面编织混杂铺层层合板压缩破坏仿真

对ANSYS软件平台进行了二次开发，建立了平面编织混杂铺层层合板损伤累积有限元模 型，对含孔平面编织混杂铺层层合板的压缩破坏行为进行了仿真计算. 研究结果表明，所建 模型能够较好地仿真含孔平面编织层合板的损伤破坏过程，并能准确预测层合板的 损伤类型、损伤扩展以及破坏强度；同时提出并验证了适合该类型层合板的损伤判 据和衰减准则. 该模型所给结果形象直观，适合工程应用.     

直升机旋翼复合材料结构损伤容限设计中的问题

对直升机旋翼复合材料结构的特点、旋翼结构损伤容限设计特点和要求进行了介绍;根据国内旋翼结构设计的工作经验,总结了旋翼复合材料结构损伤容限设计的主要研究内容;给出了旋翼损伤确定方法、损伤与旋翼动态特性之间的耦合分析、各类损伤量临界值的确定方法等关键技术。结果表明:深入开展直升机旋翼复合材料结构损伤容限分析与设计技术的研究,对提高直升机旋翼的使用寿命、直升机的飞行品质和飞行安全具有极其重要的意义。     

开口复合材料柱壳屈曲与补救有限元分析

用有限元法对含有轴向裂纹的开口加强复合材料柱壳结构进行了补救研究;分析其压缩屈曲强度与模态情况,得到了裂纹长度与屈曲强度的关系,并与无裂纹的结构进行了对比.结果表明:裂纹长度在200mm以下时,对整个结构承载能力影响很小;当裂纹长度继续增大时,屈曲区域从开口上方转移到裂纹附近,屈曲强度开始急剧下降.为了加强裂纹所在区域结构的承剪能力,进行适当的修补后,可使屈曲模态与无裂纹柱壳相同,且屈曲强度稍有增加,从而证明了所提出补救方法的有效性.     

平面编织复合材料胶螺混合连接接头拉伸性能分析

对平面编织复合材料胶螺(单排螺钉)混合连接结构拉伸性能进行了试验研究,分析了螺钉直径为4 mm和6 mm两种情况下连接结构的破坏形式.基于ANSYS平台建立了胶螺混合连接三维损伤扩展模型,其中融入了非线性接触问题,数值计算的结果与试验结果吻合良好.研究发现,机械连接可以通过分担部分载荷而起着加强胶接连接的作用;如果机械...