纤维增强塑料的断裂和疲劳

引言近年来,对纤维复合材料断裂和疲劳的研究已引起越来越多的重视,因为这和复合材料在结构上应用的可靠性密切有关。复合材料有着和金属完全不同的韧性机理。它沿纤维方向的拉压应力应变曲线一般没有明显的塑性,因此不会在裂纹前缘出现塑性区。但是由于纤维复合材料一般具有弱的纤维-基体界 ...     

玻璃钢撑竿设计中的几点力学考虑

前言玻璃钢撑竿在撑竿运动员运动过程中起着能量转换作用。运动员的速度(包括水平速度和摆体的角速度)产生的动能除了在插穴瞬间少量损失外,一部分转变为由于竿的摆动使人体抬高的势能,另一部分转变为撑竿的弹性变形能。竿压弯到最大位置后开始回弹,把这部分弹性变形能释放出来,变成人的势能使人越过横竿。因此要求撑竿既有很好的挠曲性(此时产生大挠度变形),又有良好的弹性;既轻,又牢,使运动员能持竿快速冲刺,又具有足够的强度和疲劳寿命。为此,我 ...     

正交和[±45]层板中裂纹的非自相似扩展

本文分析了正交铺设和[±45]铺设的复合材料层板断裂试验时观察到的主裂纹扩展方向与初始裂纹方向有时不一致的物理现象。本文计算了[O_4/90]和[±45]层板裂纹前缘的应力场,得出分别在θ=90°和θ=30°-45°存在较高的横向拉应力和剪应力。但上述层板在该方向的横向拉伸强度或剪切强度都已显著降低,从而导致纵向劈裂型或偏轴剪切型的低应力破坏。设计者在将大部分纤维铺设在0°方向的同时,应将1/3左右的纤维铺设在90°或45°方向以避免裂纹的非自相似扩展造成的低应力破坏。     

用蒙特卡罗方法模拟单向复合材料的拉伸断裂过程

通过采用改进的剪滞模型，假定界面不发生破坏，求得不同基体纤维刚度比μ（μ＝ＥｍＶｍ／ＥｆＶｆ）不同基体韧性情况下断裂纤维附近的应力集中系数，然后通过蒙特卡罗方法模拟单向复合材料的拉伸断裂过程，比较若干情况下复合材料的拉伸强度，找出提高复合材料拉伸强度的方法。     

璃玻钢压缩强度的分析

本文分析了玻璃钢纵向压缩强度的实测值低于Rosen的理论予测值的原因。指出,纤维的初曲率使树脂受到附加的剪应力,使树脂屈服而失去对纤维的支承能力。据此提出了基于剪切型破坏并考虑纤维初曲率和树脂最大剪应变时的压缩强度的估算公式,并由实验结果证实。     

复合材料薄壁箱形梁的铺层设计和强度分析

用0°纤维铺设的单向复合材料梁弯曲时易发生剪切破坏。本文提出了一种能承受较大弯曲负荷的复合材料箱形梁。其腹板用±45°纡维缠绕,上、下翼板用0°层纤维增强。並在棱条处局部加强。这样,可充分发挥复合材料抗拉、抗压强度高的优点,又不易发生剪切破坏。对±45°缠绕梁进行了实测应力分析,並按文中提出的确定棱条处应力的计算模式进行了数值计算分析。该箱形梁可望用作载重汽车的板簧悬挂系统。     

纤维增强叠层板压缩性能与试验方法研究

本文在分折、对比的基础上,选择了合理的试样形式,设计了实用的试验夹具,进而制订了我国的国家标准,又通过大量试验,研究了多种纤维增强复合材料叠层板的压缩性能。     

正交复合材料层板断裂模型的研究

正交铺设复合材料层板裂纹自相似扩展时的断裂模型可看作为在正交各向异性材料中主裂纹前缘嵌入一个由多根分枝裂纹构成的损伤区。损伤区外部的应力场和位移场可按正交各向异性断裂力学公式来计算。本文研究了多根分枝裂纹和所引起的根部纤维应力松弛的规律,并建议了预测复合材料断裂韧性K_c值的方法,所得值与实验结果相符。