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高温下编织复合材料热相关参数识别方法研究 总被引:4,自引:2,他引:2
为了获取高温下编织复合材料的准确弹性参数与热膨胀系数,提出一种基于均匀化理论的热相关参数识别方法. 首先,在编织复合材料单胞有限元模型基础上,基于均匀化理论和热弹性理论,施加周期性位移边界条件和温度边界条件,预测编织复合材 料的热弹性相关参数. 然后,考虑到等效过程中编织复合材料应力分布不均匀等因素引起的误差,将复合材料精细模型的热模态数据作为补 充信息,识别编织复合材料热相关参数,对预测的材料参数进行校准. 本文在二维编织结构单胞模型基础上,开展等效预测和识别方法研 究,验证所提出方法的有效性和准确性. 对比等效和识别后热模态的误差,结果表明:本文提出的基于等效预测的参数识别方法,能够 准确识别高温下编织复合材料宏观热相关参数. 相似文献
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在“闪光二号”脉冲电子束加速器上,采用自行研制的保护环式石英压电传感器,对三维多向碳纤维编织复合材料的热激波传播特性开展了实验研究。结果表明: (1)在电子束能注量为382J/cm2 ~953J/cm2范围内,三维编织复合材料的热激波应力峰值在 97~406MPa之间,只是相同能注量下Ly-12铝的 8%左右,这表明该材料具有良好的衰减热激波的性能; (2)三维编织复合材料中的热激波,其波速较低(大约为 2. 78~3. 45km/s),只是Ly-12铝的 0. 4倍左右,其波形上升时间也比Ly-12铝的大; (3)热激波强度和能注量间近似有线性关系,但烧蚀质量却随能注量增加而增加,当能注量足够高时,质量亏损面密度几乎以指数方式增加。 相似文献
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多向编织复合材料的力学性能研究 总被引:13,自引:0,他引:13
综述并评价了关于二维和三维编织复合材料的有效弹性模量研究的代表性工作,并从材料设计的思想出发,宏观与微观相结合,材料科学与力学相结合,对多向编织复合材料的宏观力学性能与细观织物结构、组分性能的关系及编织复合材料非线性行为进行了详细的理论分析和研究 相似文献
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基于Bernoulli-Euler梁振动理论,以等效弹簧来模拟裂纹引起的局部软化效应和由非完全固支边界条件引起的转角效应。推导了悬臂梁在不确定边界条件下确定其振动频率的特征方程,直接利用该特征方程,提出一种有效估计裂纹参数的优化方法,通过计算测量频率和理论频率之间的误差目标函数最小化即可识别裂纹参数-裂纹位置和深度。最后,应用两个实例-理想固支边界条件下和非完全固支边界条件下的悬臂梁实验来说明本文方法的有效性。实验结果表明:只需梁结构前三阶频率即可识别裂纹位置和深度。对于理想边界条件下的裂纹参数识别,在测量频率存在小误差情况下,该方法仍能给出比较满意的结果,对于非完全固支边界条件下的裂纹参数识别,利用本文方法能得到比Narkis的方法更精确的裂纹位置识别结果。同时本文方法还能给出比较满意的裂纹深度识别结果。 相似文献
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现有塑料复合材料的摩擦、磨损数据通常仅适合于常温条件。最近的一些研究扩充了这些材料摩擦学性能的基本数据,使其适用温度达到260℃。 由于金属的性能及成本方面的限制,热塑性材料已在许多齿轮和轴承的应用中取而代之。热塑性材料具有抗冲击、吸震、能耗低、噪声小以及不常或不需要维修等优点。此外,再加上纤维增强和润滑填料,可使复合材料的性能具备强度高、承载能力强、摩擦小、尺寸稳定性好及使用寿命长等一些优点。 相似文献
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三维编织复合材料剪切性能分析 总被引:2,自引:0,他引:2
根据三维四向编织复合材料的结构特点,提出了刚度合成法预测编织复合材料剪切弹性模量,比较了整体编织试件和裁剪所得试件理论剪切性能差别,分析了三维编织T300/QY9512复合材料的剪切性能随试件沿宽度和厚度两个方向内部单胞数目的变化规律。结果表明,三维编织复合材料剪切弹性模量是与试件尺寸相关的,只有当试件尺寸较大、沿宽度和厚度两个方向内部单胞数目较多时,试件尺寸的影响可以忽略。当沿宽度方向单胞数目较大时,整体编织试件和裁剪所得试件的剪切模量相近。本文还得到了在复合材料板的纤维体积含量不变的情况下,剪切模量随编织角的变化规律。 相似文献
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三维编织炭纤维复合材料的摩擦磨损性能研究 总被引:2,自引:0,他引:2
用 MM- 2 0 0型摩擦磨损试验机考察了不同条件下三维编织炭纤维增强环氧树脂复合材料的摩擦磨损性能 ,并用 XL30 ESEM型扫描电子显微镜对磨痕和磨屑表面形貌进行了观察和分析 .结果表明 :在干摩擦条件下 ,随着纤维含量的增加 ,复合材料的耐磨性提高 ;当 pv值低于 63N· m/s时 ,材料的摩擦系数和磨损率较高 ,主要磨损机理为粘着磨损和疲劳磨损 ;当 pv值大于 63N· m /s时 ,材料的摩擦系数和磨损率明显降低 ,主要磨损机理为粘着磨损 .在润滑条件下 ,复合材料的耐磨性大幅度提高 相似文献
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高温合金材料循环相关热机械疲劳寿命预测 总被引:5,自引:0,他引:5
在变温非线性运动强化规律所描述的高温合金材料热机械寿命应力-应变循环特性的基础上,讨论了应变控制的循环相关热机械疲劳寿命预测技术,所建模型采用了由应变以密度表示的损伤参数,并且引入了温度损伤系数,考虑了温度变化范围以及温度循环和应变循环相位关系对疲劳寿命的影响,在确定模型的一些参数,采用等温力学试验和疲劳试验的数据,为了把等温疲劳研究成果推广到变温疲劳分析领域,开辟了新的途径。 相似文献
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利用自主研制的对流加热原位开采模拟实验台和真三轴压力机,研究了不均匀地应力状态下注蒸汽花岗岩热破裂的破裂规律.在本次试验条件下,花岗岩发生脆性破裂温度为483℃,蒸汽压力为10.6MPa;高温高压蒸汽作用下,花岗岩除了在沿着垂直于最小主应力方向产生主裂缝,还会由于热破裂,在其他方向产生一定数量随机分布的次生裂缝;不同方向裂缝的形成,对于形成相互连通的空间裂隙网络有实际意义,从而有助于提高地热开采效率. 相似文献
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高温高压花岗岩钻孔实验表明,温度低于500℃,静水应力低于150MPa 状态下,岩体的钻孔变形均属于稳态蠕变变形阶段. 该文选取了广义开尔文模型来反映其特征,通过拉普拉斯变换及逆变换,详细推演出了钻孔径向位移解析解,并且考虑温度-应力的耦合效应,给出了模型参数随温度及应力变化的关系式. 利用该关系进行拟合计算,说明广义开尔文模型来表达高温高压环境中的花岗岩稳态蠕变变形特性,寻求蠕变参数是合理可靠的. 该文对于高温岩体地热资源开发中的钻孔施工与维护、钻孔变形量预测等方面,具有实际的指导意义. 相似文献
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高温环境下纤维复合材料蠕变损伤的细观机理研究 总被引:1,自引:0,他引:1
首先利用复合材料纤维断裂单胞模型,编制蠕变损伤子程序,对单胞模型进行蠕变损伤分析。分析了纤维/基体弹性模量比对蠕变变形、蠕变损伤以及应力场的影响。从计算结果发现,蠕变损伤首先在纤维断裂尖端起始,然后沿着一定的角度向基体外围延伸,直至完全损伤,而且纤维/基体模量比对高温环境下的复合材料蠕变损伤产生很大的影响;纤维与基体的模量相差越大,复合材料越容易变形,抵抗蠕变变形的能力就越小,蠕变损伤越严重。经过对不同韧性的基体材料进行研究,发现基体韧性低的复合材料蠕变损伤明显高于高韧性基体复合材料,表明低韧性基体复合材料抵抗蠕变破坏的能力较低。 相似文献
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首先利用均匀化理论并结合有限元法研究了三维编织复合材料的粘弹性效应,根据松弛模量的计算结果研究了材料热膨胀系数随时间的变化关系,在此基础上,给出了编织结构和工艺参数(编织角、纤维体积比)对材料初始热膨胀系数的影响规律,计算结果与实验值吻合较好.论文工作为深入研究三维编织复合材料的热粘弹性能提供了基础. 相似文献
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高温合金材料循环相关和时间相关热机械疲劳循环性能模拟 总被引:1,自引:2,他引:1
从平衡热力学不可逆系统出发,用非线性粘弹塑性运动强化莱模拟高温合金材料的应变控制热机械疲劳循环特性。讨论了温度变化和应变循环的相位关系,循环相关和时间相关热机械疲劳损伤机制,蠕变和疲劳间的相互作用。在建立本构关系和状态方程时,均考虑了温度变化所产生的影响。 相似文献
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提出一种三维四向编织复合材料圆柱壳的细观力学模型,宏观上基于Reddy高阶剪切变形理论和广义Kármán型方程,采用奇异摄动法求解在固支边界条件下三维四向编织复合材料圆柱壳在外压作用下的屈曲和后屈曲.分析中同时考虑非线性前屈曲、大挠度和初始几何缺陷的影响.讨论了纤维体积含量、壳体几何参数等因素对圆柱壳屈曲行为的影响. 相似文献