Mesh-Independent Modeling and Moiré Interferometry Studies of Damage Accumulation in Open-Hole Composite Laminates

Mechanics of Composite Materials - A three-dimensional ply-level modeling of multiple matrix cracking near an open hole in a quasi-isotropic composite laminate was performed. A mesh-independent...     

溴化环氧/Novolacs体系在CEM-3板中的应用

分别以PN、BPFN和BPAN为溴化环氧A80的固化剂,以DMP-30、HMTA和2-MZ为促进剂制备CEM-3覆铜板,研究了这三种线型酚醛树脂作为固化剂对CEM-3覆铜板力学性能、电性能、吸水性和耐热性等的影响.结果表明,以三种线型酚醛树脂为固化剂制备的CEM-3覆铜板的力学性能相近,而吸水性由高至低的顺序为PN＞BPFN＞BPAN,介电性能由高至低的顺序为BPFN≈BPAN＞PN,Tg由高至低的顺序为PN＞BPFN＞BPAN.由BPAN和BPFN为固化剂制备的CEM-3覆铜板经150℃/2h后处理,耐变色性明显优于PN为固化剂制备的CEM-3覆铜板.     

含孔对称复合层板纤维铺设角度最优设计

复合材料的可设计性使工程设计可延伸到材料设计阶段。这里讨论了“积分型总极值”最优化方法在带孔的对称复合材料层合板纤维铺设角度优化中的一个应用。这里分剐对含椭圆孔、方形孔的单向铺层板、均匀斜交铺层板以及一般对称铺层板的各层纤维铺设角进行了最优化设计，使孔边的应力集中有明显的降低。实例表明“积分型总极值”最优化方法具有优化效果好和收敛速度较快的特点。     

混凝土徐变对碳纤维片材加固混凝土梁抗弯承载力的影响

基于钢筋混凝土梁在持续荷载作用下混凝土的应力-应变本构关系,研究混凝土徐变对碳纤维片材加固混凝土梁抗弯承载力的影响规律.根据算例分析,得出随着持续荷载水平的提高,加固混凝土梁的抗弯承载力逐渐减小,抗弯承载力的增加值降低系数逐渐增大,混凝土徐变变形使碳纤维片材加固混凝土梁的抗弯承载力增加值降低2.6%左右的结果.该结果可为碳纤维片材加固混凝土结构设计提供参考.     

四角点简支双稳态层合板振动特性研究

双稳态层合板作为一种柔性可变体结构,为实现振动状态下的构型调控,将对其开展固有振动特性的研究.本文以四角点简支约束的矩形非对称铺设双稳态板作为研究对象,运用最小势能原理、一阶剪切变形理论、以及冯卡门几何非线性位移应变关系,得到双稳态板的两种稳态构型.首次给出了适合于四点简支的6参数构型函数与17参数构型函数,研究对比发现对于稳态构型采用17参数的构型函数结果相对更精确;对于应用线性位移应变关系的基于任一稳态构型下振动固有特性而言,这两种构型函数得到的结果基频相差2%,其它阶次频率相差也不大.随后采用6参数构型函数得到的稳态构型研究了几何尺寸、铺层数分别对两种稳态构型固有振动特性的影响.本研究对于进一步研究该类结构动态跳变机理具有重要意义.     

CFL增强RC梁挠度分析

碳纤维薄板(CFL)加固RC梁技术已成功地应用于桥梁工程.该方法的关键科学问题之一是疲劳荷载下增强梁的变形规律.结合一系列疲劳试验,给出了挠度的发展规律,提出界面疲劳裂缝扩展寿命的预测方法.分析结果表明:构件挠度扩展主要分为三个阶段:快速增加、稳定扩展、失稳扩展,其中第二阶段是构件疲劳寿命的主要阶段,在此阶段挠度缓慢增加,增加量与加载次数成线性关系.采用理论与实验相结合的方法给出了疲劳荷载下挠度的计算公式和疲劳寿命的预测公式,可以较好地符合试验结果.     

考虑横向剪切效应的竹材层合板弯曲变形

用层梁经典理论,一阶剪切变形理论以及有限单元法分别计算了竹材层合板梁的弯曲变形,为验证理论分析与数值计算结果是否合理,对实际结构变形进行了测定。结果显示,竹材层合板梁在跨高比较小时具有十分显的的横向剪切交 ,一阶剪切变形理论与有限单元法均能足够精确地反映含有剪切效应的梁的弯曲变形,横向剪切效应很小时,经典理论的解与实际情况的符合程序优于一阶剪切变形理论。     

考虑层间应力的复合材料层压板静强度分析

构建了由刚性元、弹簧元和二维板元构成的准三维有限元模型,发展了一种考虑层间应力的、多向层压板静强度分析方法,包括应力分析、失效分析及材料性能退化三个主要部分,能够模拟面内和层间损伤产生、发展直至层压板整体破坏的完整过程,并得到强度值.对两种复合材料层压板进行了实际计算,静强度预测结果与试验结果吻合较好,同时预测并给出了损伤的分布及其在不同载荷下的演变过程.     

Investigation on interlaminar delamination tendency of multidirectional carbon fiber composites

In this investigation carbon fiber reinforced laminates with different orientation layups are prepared and studied under tensile loading condition. Multiple strain measurement techniques, namely, resistive strain gauges, embedded optical sensors and digital image correlation are used to analyze stress-strain behavior simultaneously through the thickness of composite materials, and to determine the sequence of failure in different plies. Inconsistencies of strains measured through different methods is correlated with the tendency for interlaminar delamination, therefore demonstrating the ability of multi-instrument approach to describe damage progress through the thickness of multidirectional laminates. Complementary analysis through acoustic emission methods reveals that the angle of off-axis surface plies can influence the sequence of failure under tensile loading condition, and damage monitoring capabilities of acoustic emission system is directly affected by delamination tendency of surface plies. Remarkably, the delayed failure of off-axis plies is shown to be related to reorientation of these layer towards loading direction using infrared thermography method.