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基于自适应近似法的复合材料先进格栅加筋结构优化设计(英文)被引量：9: 2010年; 针对复合材料高级格栅加筋结构(AGS)的后屈曲约束优化问题,发展出基于自适应近似法的优化方法。设计将后屈曲考虑入结构的承载能力,比传统的以线性屈曲载荷为极限载荷的设计方法进一步提高结构效率。采用"梁偏移"技术对加筋-蒙皮联结进行有限元建模,并用Newton-Raphson法对AGS的后屈曲响应进行求解。通过少量次数的结构分析建立结构极限载荷的Kriging近似模型,并将之用于优化过程,以显著提高优化工作效率。使用多岛遗传算法运行优化计算,得到问题的全局最优解。针对问题的设计变量取值范围较大的特点,发展出基于自适应近似法的优化方法,计算结果证明该法比一般的基于近似法的优化方法能够显著减少结构分析次数。工作在有限元分析软件MSC.PATRAN/MARC、工程辅助软件iSIGHT中进行,验证了其相关功能,为复合材料AGS结构件的初步设计工具奠定基础。; 吴浩燕瑛闫伟廖宝华; 关键词：先进复合材料自适应加筋 KRIGING模型后屈曲分析

Z-pin增强复合材料层合板拉伸性能的试验研究及模拟分析被引量：8: 2010年; 针对Z-pin增强复合材料层合板的拉伸性能进行了试验研究及模拟分析。拉伸试验研究了3种铺层方式的层合板:[0]6;[90]12;[45/0/-45/90]2S。模拟分析将根据引入Z-pin造成的复合材料层合板微观结构变化建立单胞模型来进行,通过调整单元材料坐标系的1方向来模拟Z-pin周边纤维偏转。通过试验研究和模拟分析得出了Z-pin对3种层合板拉伸强度的影响程度。研究表明Z-pin引入造成的面内纤维含量降低(由树脂富裕区引起)和纤维方向偏转(包括纤维面内偏转和厚度方向卷曲)是层合板拉伸性能降低的主要原因。通过模拟分析进一步得出:对于[0]6铺层层合板,Z-pin插入引起的纤维面内偏转是面内拉伸强度降低的主要因素;对于准各向同性层合板,Z-pin插入产生的树脂富裕区(降低了纤维含量)是面内拉伸强度降低的主要因素。; 李成虎燕瑛崔玉波齐德胜温永海; 关键词：Z-PIN 层合板单胞偏转

双随机分布细观分析模型与复合材料性能预报被引量：5: 2011年; 发展了一种细观力学有限元分析方法——拟真实的参数化双随机分布模型,该模型综合考虑了纤维增强树脂基复合材料的真实微结构特点和纤维单丝综合力学性能测试结果的离散性特征,模拟了复合材料中纤维排列和强度分布的随机性。借助移动窗口法研究了该参数化双随机分布模型的可靠性,确定了其代表性体积单元的尺寸。基于能量法原理推导了单向复合材料的弹性模量预测公式,结合能量法和渐进失效分析方法,利用该细观力学有限元方法分别预测了单向纤维增强树脂基复合材料T300/5228的弹性模量和强度性能。数值模拟结果和大部分试验结果吻合良好,表明发展的细观力学有限元方法能够较好地预测复合材料的力学性能。; 刘玉佳燕瑛苏玲; 关键词：复合材料力学性能能量法

z-pin增强复合材料T型接头层间性能的建模与分析被引量：13: 2010年; 提出了基于z-pin桥联力试验的z-pin增强复合材料T型接头层间性能的模拟方法。每根z-pin的作用有两部分:增加了分层的张开阻力与剪切阻力。在有限元模拟中通过在相应的节点上加两个方向(竖直方向和水平方向)的非线性弹簧模拟张开阻力和剪切阻力。通过张开型z-pin桥联力试验和剪切型z-pin桥联力试验得到两条力-位移曲线,再把曲线各自赋予到所有竖直非线性弹簧和水平非线性弹簧,从而模拟z-pin对复合材料T型接头层间性能的增强效果。在T型接头拉拔试验模拟分析中,研究了不同跨距和不同z-pin间距对拉拔力的影响。模拟分析表明跨距对拉脱位移影响较大,z-pin间距对最大拉拔力影响较大。; 李成虎燕瑛; 关键词：Z-PIN 复合材料剪切型

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国家重点基础研究发展计划(070022)