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.     

复合材料光弹性分析的近似方法

本文提出了一种用于光弹性复合材料的简化应变——光学定律。按照这一简化定律。模型材料的主应变差和主应变方向只要利用光弹性实验测出的等差线与等倾线即可求得。些是一种正交异性光弹性分析的近似方法,这一方法所得结果与实验数据比较,最大误差在10％左右。由于采用简化应变——光学定律使得正交异性光弹性分析工作大为简便,因此它是一种适合于工程应用的近似方法。     

复合材料光弹性分析的工程方法

本文在推导均衡光弹性复合材料应力(应变)—光定律的基础上,导出了均衡光弹性复合材料的近似应变—光定律。然后加以推广,提出适用于一般光弹性复合材料的近似应变—光定律.精度分析及实验验证表明:作为工程计算,在采用本文推荐的参数时,光弹性复合材料可视作各向同性材料进行光弹性分析。     

光弹性方法中的地基模拟

当用光弹性模型研究土地基上的弹性结构的应力时,结构及模型材料的弹性模量(E_(ep),E_(em))和地基及模拟地基材料的弹性模量(E_p,E_m)应该满足E_(ep)/E_p=E_(em)/E_m。本文提供的地基模拟方法,在保持土的变形特点的情况下,E_m=1.54kg/cm~2(在115℃时)。首次使 E_(em)/E_m=123。     

正交异性动态光弹性方法的几个基本问题的研究

文章对适用于动态研究的正交异性光弹性复合材料进行了分析，详细说明了光弹性复合材料中残余双折射的确定方法；基于静态下Ｈｙｅｒ和Ｌｉｕ应力－光性定律，提出了正交异性动态应力－光性定律，并对正交异性材料的动态力学参数及动态光弹性常数给出了实用的标定方法；最后，利用三个单轴压缩试件（０°，９０°及４５°），采用动态应变测量方法，证实了单轴应力状态下正交异性动态应力－光性定律的正确性。     

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。     

存在初应力时光弹性复合材料条纹值标定研究

详细研究了存在初应力时光弹性复合材料条纹值标定问题，提出了存在初应力时圆盘标定ｆＬＴ值的方法。分析用直条试件和圆盘试件进行了实例标定，两种标定结果一致，而且标定试验具有自检功能。     

光弹性实验在弹性力学课程教学中的作用

光弹性实验在弹性力学课程教学中的作用谌海燕（东北电力工程学院建筑工程系，吉林１３２０１２）弹性力学课程虽与材料力学、结构力学肩有同样的任务，是分析各种结构物或其构件在弹性阶段的应力和位移，校核其强度和刚度的一门技术性较强的基础课，只是弹性力学研究的范...     

光弹性复合材料对径受压圆板应力分析与材料条纹值测定

本文根据 Okubo 的各向异性分析,对纤维增强光弹性复合材料制成的对径受纹压圆板进行了研究;在此基础上提出了采用一个对径受压圆板测定光弹性复合材料三个条值(f_L,f_T,f_(LT))的方法。经与由三棵光弹性复合材料直条试样测定的相应材料条纹值数据比较,发现现在提出的方法更为简便、可靠。     

纤维增强复合材料弹性性能预测的域分解方法及应用

提出了新的有限元建模方法,即域分解方法,用于预测纤维增强复合材料单向带T300/BSL914C(环氧树脂)和AS4/3501-6(环氧树脂)的弹性性能。域分解方法基于区域叠合技术,分别建立单胞的整体域与纤维域模型用于代替传统有限元建模方法中单胞的基体域与纤维域模型。整体域是真实基体体积与纤维体积的叠加,两区域网格独立划分,互不影响。采用MSC.Nastran中的多节点约束Explicit单元,在整体域与纤维域节点之间建立位移连接属性模拟单胞基体域与纤维域之间的位移约束关系,从而实现两区域的耦合计算。计算结果表明:域分解方法单胞模型纤维增强方向弹性模量Ez预测值与试验值误差在7%以内,其余弹性常数也都与试验值吻合较好。域分解方法不仅可以大大简化纤维增强复合材料的细观力学建模,而且可以准确地预测纤维增强复合材料的弹性性能。     

复杂三维结构物的光弹性实验研究

应用光弹性原理和方法，根据有关相似原理，对研究对象的几何尺寸进行缩比、模型设计及加工成型．然后将模型在危险载荷作用下，进行应力冻结、切片及应力分析．确定了模型不同截面上的应力及其变化规律，为优化设计和调整数值计算方法提供了有价值的依据．     

纤维增强复合材料疲劳研究现状和发展

纤维增强复合材料的疲劳研究是一个很活跃的领域。本文根据近20年来国内外有关复合材料疲劳研究的论文和报告,综述了当前研究的四个方面问题:①复合材料疲劳性能研究及其影响因素;②疲劳损伤的形成和裂纹扩展;③疲劳损伤模型;④疲劳寿命估算。笔者还对当前复合材料疲劳研究的发展表述了己见。      

FROST RESISTANCE OF POLYVINYL ALCOHOL FIBER REINFORCED CEMENTITIOUS COMPOSITES

This article studies the frost resistance of polyvinyl alcohol (PVA) fiber reinforced cementitious composites. The test samples contain different PVA fiber volume fractions such as 0, 0.5%, 1% and 2%. The freeze-thaw test is carried on in TDR type apparatus. The outward appearance, the weight loss factor and the relative dynamic elastic modulus are analyzed, and conclusions are drawn that PVA fibers can significantly improve the frost resistance of cementitious composites and frost resistance of PVA fiber reinforced cementitious composites with fiber volumetric fraction of 1% is better.     

单向纤维增强复合材料中纤维断裂及其发展

纤维增强复合材料中某根纤维断裂后，断口作为裂纹向何处发展？它可以向纤维和基体的界面发展形成界面脱粘，也可向基体发展，造成基体开展，从而殃及邻近纤维。另外，一根纤维的断裂会在其邻近纤维中造成应力集中。本文采取轴对称边界元法对这些问题进行仔细研究。本文假定纤维在基体中成六角形分布，即每根纤维周围有六根纤维，均匀地分布在以该纤维为中心的圆周上。     

碳纤维增强复合材料微观烧蚀行为数值模拟

碳纤维增强复合材料已广泛应用于烧蚀热防护系统中,其微观结构直接影响材料的烧蚀行为,因此材料微观烧蚀机制分析对材料设计和制备具有重要意义.本文采用有限体积法并引入固体相体积分数与界面重构技术,建立了碳纤维增强复合材料微观烧蚀数值模型.利用该微观烧蚀数值模型对碳基体包裹单根碳纤维进行烧蚀模拟,将数值模拟的烧蚀形貌与解析解结果进行对比,验证了数值求解方法的正确性.对单向碳纤维增强复合材料在不同碳纤维倾斜角下的微观烧蚀行为进行了模拟分析,得到了碳纤维倾斜角对微观烧蚀行为的影响规律.研究发现:对于碳纤维的抗氧化性能比基体强的情况,当氧扩散速率远远大于碳氧反应速率时,碳纤维将出现"笋尖"状的烧蚀形貌;当碳氧反应速率远远大于氧扩散速率时,纤维和基体将以相同速率烧蚀.当碳纤维的抗氧化性能比基体强时,纤维倾斜角会对材料微观烧蚀行为产生较大影响;相反,则影响不显著.      

纤维增强树脂基复合材料多轴疲劳研究进展

纤维增强树脂基复合材料结构在工程应用中常常承受复杂载荷的作用, 从而使材料处于多轴循环应力条件下. 为了更加合理地进行复合材料结构设计, 必须对复合材料多轴疲劳行为进行深入的研究, 建立比较理想的复合材料疲劳寿命预测模型. 首先简单回顾了复合材料单轴疲劳损伤判据及其寿命预测模型, 然后结合作者的研究结果, 总结了近年来国内外纤维增强树脂基复合材料多轴疲劳理论的研究成果, 对各种失效准则、疲劳寿命预测模型进行了较为深入的分析, 指出了它们各自的特点及其存在的问题, 并对复合材料多轴疲劳理论的研究趋势作出了展望. 最后, 对目前常用的复合材料多轴疲劳实验方法进行了总结, 并指出了各种方法的优缺点及其实验中存在的困难.      

纤维增强复合材料的轴对称横向裂纹分析

从弹性力学解出发,借助积分变换将纤维和基体内的位移场和应力表示成以裂纹面上位错函数为未知量的积分形式。由边界条件纤维增强复合材料三维轴对称裂纹问题化成求解一组奇异积分方程的问题。     

纤维增强复合材料圆柱型界面裂纹分析

以裂纹面上的位错函数为未知量将圆柱型界面裂纹问题化成一组奇异积分方程的求解问题．应用Ｍｕｓｋｈｅｌｉｓｈｖｉｌｉ的奇异积分方程理论，分析了圆柱型界面裂纹尖端应力场．针对裂纹尖端分别存在和不存在接触区两种情况，确定了裂纹尖端应力场的奇异性．利用数值方法计算了圆柱型界面裂纹尖端接触区尺寸对剪应力强度因子的影响．     

考虑界面应力时纳米涂层纤维增强复合材料的有效力学性能

基于Gurtin-Murdoch表/界面理论和广义自洽方法,获得了考虑界面应力时纳米涂层纤维增强复合材料有效反平面剪切模量的闭合形式解.讨论了涂层的壁厚、力学性能和界面性能对复合材料有效性能的影响.结果显示:在纳米尺度范围内,复合材料的有效反平面剪切模量受纳米涂层的尺寸影响显著.纤维体积分数一定时,涂层壁厚越大,纤维半径越小,有效反平面剪切模量与经典结果偏差越大.纤维刚度和涂层界面性能对复合材料有效模量的影响也取决于涂层刚度,非常软或非常硬的涂层都大大限制了纤维刚度对复合材料有效模量的贡献,过高的涂层刚度屏蔽了纳米复合材料表/界面效应的影响.     

起爆时差对孔间裂缝贯穿影响的动光弹研究

文章用动光弹试验方法研究了相邻两个炮孔被同时起爆和采用不同的起爆时差起爆时炮孔之间应力波的传播及其应力波对裂纹扩展的影响,并重点研究了炮孔之间裂纹的产生、扩展及贯穿过程和机理。研究结果表明:在先起爆的炮孔爆炸产生的动态应力场存在时起爆另一个炮孔,即起爆时差N基本满足t/c(?)Nt/c(?),是在后起爆的炮孔孔壁上产生主导控制裂纹的最有利条件;在先起爆的炮孔旁钻导向孔,并采用合适的起爆时差可以获得炮孔间的最佳贯穿。