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复合材料蜂窝夹芯结构单面贴补弯曲性能的分析模型与试验研究被引量：12: 2013年; 复合材料蜂窝夹芯结构作为一种轻质结构已经被广泛应用于飞机舵面及各类整流罩等部件,而弯曲性能可以综合表征其力学性能。基于此,对复合材料蜂窝夹芯板单面贴补试件进行了试验研究及数值分析。首先对单面贴补试件进行了三点弯曲试验,得出结构的破坏载荷及强度恢复值,并分析了芯层压溃以及补片脱胶两种破坏模式及其机理。数值分析中,结合Hill准则、Hashin Fabric准则以及粘聚单元技术,以二次应力准则和能量释放率准则作为失效判据,建立了基于梯形本构关系的修补结构三维有限元分析模型。对蜂窝夹芯板单面贴补结构的弯曲强度及破坏机理进行计算与分析,计算结果表明,基于梯形本构关系的胶层模型可以较好地模拟实际脱胶情况,与试验结果能够较好吻合,验证了分析模型的正确性。最后,分析了补片直径以及补片厚度对修补效果的影响,结果表明,随着补片直径与厚度的增加,修补结构承载能力呈现先增加后减小的趋势。; 李剑峰燕瑛廖宝华马健张涛涛刘波; 关键词：复合材料蜂窝夹芯板

T700经编织物单向板拉伸性能预报及实验验证: 发展了一种基于纤维随机分布特性的细观力学有限元建模方法和纤维等效方法,提出了'宏纤维'概念,建立了'宏纤维'模型,并验证了纤维等效的正确性。基于纤维等效,综合考虑真实情况下编线造成的富树脂区对微观结构的影响,建立了T70...; 刘波燕瑛齐忠新张涛涛金东升; 关键词：复合材料单向板; 文献传递

Z-pin植入对二维机织复合材料层合板力学性能影响的数值模拟被引量：11: 2014年; 针对植入Z-pin后的碳纤维增强平纹机织复合材料的微观结构,建立了含Z-pin机织复合材料单层板和层合板的单胞模型。预测了Z-pin直径、分布间隔对单层板的面内纵向拉伸力学性能的影响,发现含有Z-pin的机织复合材料单胞在受面内拉伸时,会在Z-pin附近出现应力集中,单胞首先会在应力集中区域发生失效而导致强度降低。通过三维单胞模型模拟了Z-pin在层合板中拉出脱离的过程,得出了不同Z-pin直径、不同分离层厚度下的拉拔力-位移曲线。建立了用非线性弹簧模拟Z-pin的双悬臂梁(DCB)模型,结合虚拟裂纹闭合技术(VCCT),模拟了含有Z-pin复合材料层合板的Ⅰ型裂纹扩展,结果表明:Z-pin直径越大,分布越密,层合板的等效Ⅰ型应变能释放率GIC越大,且直径越大,GIC随裂纹扩展的波动幅度越大,分布越密,GIC波动的波长越小。; 张涛涛周洪史文华燕瑛; 关键词：Z-PINS 机织复合材料单胞模型

复合材料单搭接胶接接头试验研究与数值模拟被引量：40: 2014年; 针对不同搭接长度和不同被胶接件厚度的T300/QY8911层合板单搭接胶接接头进行了试验研究和数值模拟.建立了不同试验参数下的三维有限元模型,基于Hashin准则和连续介质损伤力学(CDM,Continuum Damage Mechanics)预测层合板面内损伤的起始和演化,应用黏聚区模型(CZM,Cohesive Zone Model)模拟层合板的分层损伤及胶层的失效.系统地研究了接头在不同参数下的失效模式、破坏形貌和极限载荷等的变化,模拟结果与试验吻合良好,验证了有限元分析模型的有效性.通过对接头的破坏形貌和应力分布进一步分析发现,胶接连接的失效模式和极限载荷均与胶接长度和被胶接件厚度有关;模拟接头胶接区在不同加载时刻的应力分布变化,反映了胶接连接在拉伸载荷下的破坏起始和演化过程.; 梁祖典燕瑛张涛涛李剑峰孟祥吉廖宝华; 关键词：复合材料层合板失效模式应力分析

T700轴向增强经编织物复合材料力学性能的模拟分析与试验研究被引量：6: 2013年; 应用一种新型界面元模型研究了复合材料层间剪切损伤。通过引入双线性损伤准则和损伤演化,预报复合材料层间裂纹扩展。轴向增强经编织物复合材料由针织纱线引起的纤维变形(KYD)产生了富树脂区域,基于细观力学理论提出了一种新的研究轴向增强经编织物单胞模型受单向拉伸和剪切时KYD区周围应力分布的方法,得出了单胞在受载时首先在这一区域产生裂纹。对单轴向T700经编织物复合材料进行了三点弯曲性能和层间剪切性能试验测试,分析了经编织物复合材料的力学特性。分别模拟了弯曲性能和层间剪切性能试验,得出了最大预报载荷值与试验值误差小于10%,并基于有限元模型研究了复合材料面内损伤和层间裂纹扩展损伤机制。; 张涛涛燕瑛刘波金东升; 关键词：层间剪切性能有限元分析

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张涛涛