张晓彤
- 作品数：4 被引量：18H指数：3
- 供职机构：湖南大学土木工程学院更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划湖南省科技计划项目更多>>
- 相关领域：一般工业技术轻工技术与工程建筑科学更多>>
- 不同应变率和温度下AFRP力学性能试验研究被引量：4
- 2017年
- 利用MTS液压伺服高速试验机测试芳纶纤维(Kevlar 29)增强复合材料(AFRP)在不同应变率(25,50,100和200s-1)和温度(-25,0,25,50和100℃)条件下的力学性能.结果表明,在相同温度(25℃)下,随着应变率的增大,杨氏模量和拉伸强度先增大(25~50s-1)后减小(50~200s-1),而韧性则表现为相反的趋势.在相同应变率(25s-1)下,温度的升高会造成杨氏模量出现波动,拉伸强度上升,而韧性则没有明显的改变.不同试验条件下AFRP破坏形态没有明显区别,均为较平整断裂面.最后,通过Weibull分析,量化了破坏强度在不同应变率和温度下的离散程度.
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- 关键词：动态载荷温度效应
- Kevlar 49单丝和单束的随机破坏及有限元模拟被引量：2
- 2016年
- 为研究不同尺度下Kevlar 49单丝(微观)和单束(细观)的拉伸力学性能,首先,分别采用MTI微型拉伸试验机和MTS微机控制电子万能试验机对纤维丝和纤维束进行了单向拉伸试验,发现纤维丝和纤维束的力学性能与试样的标距及结构尺度存在很大相关性,试样的拉伸强度会随着其标距的增加和结构尺度从纤维丝增大到纤维束而降低;随后,按照Weibull分布对试验数据进行统计分析,量化了不同标距下纤维丝和纤维束拉伸强度的随机变化程度;接着,考虑到纤维丝的拉伸强度符合Weibull分布随机破坏,利用ANSYS中的用户自定义子程序(USERMAT)建立了纤维丝本构模型;最后,采用纤维丝本构模型模拟纤维束的拉伸破坏行为,并讨论了关键参数对纤维束拉伸破坏行为的影响。结果表明:纤维束的模拟结果与试验结果吻合程度较好,所建模型可以较准确地预测纤维束的拉伸性能。
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- 关键词：KEVLAR统计特性
- Kevlar 29纤维多尺度力学行为的试验研究和有限元模拟被引量：4
- 2016年
- 利用MTS万能试验机和MTI微型拉伸试验机分别研究了Kevlar?29纤维束与纤维单丝在不同标距下(纤维束:25 mm、50 mm、100 mm、150 mm、00 mm和300 mm;纤维单丝:12.5 mm、25 mm和40 mm)的力学性能。结果表明,Kevlar?29的拉伸强度随着结构尺度(从纤维单丝到纤维束)的增加而降低;标距对Kevlar?29纤维单丝力学性能的影响并不显著;但对纤维束而言,拉伸强度随着标距的增加而降低,呈明显的尺寸效应。利用Weibull模型进行统计分析,量化了不同标距下纤维单丝拉伸强度的随机变化程度。这些统计参数将用于有限元模型以模拟静载下Kevlar?29纤维束的拉伸行为。该模型基于ANSYS中的用户自定义子程序(USERMAT),并考虑了纤维单丝的随机破坏。模型的预测结果与试验结果相吻合,并讨论了关键参数对模拟结果的影响。
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- 关键词：KEVLAR多尺度
- 动态拉伸载荷下应变率和温度对Kevlar 49芳纶纤维布增强环氧树脂复合材料力学性能的影响被引量：10
- 2016年
- 为研究Kevlar 49芳纶纤维布增强环氧树脂复合材料在中等应变率和不同温度耦合作用下的力学响应和断裂行为,首先,利用MTS液压伺服高速机在不同初始应变率（25、50、100、200s-1）和温度（-25、0、25、50、100℃）下对芳纶纤维增强复合材料（AFRP）进行单向动态拉伸测试;然后,采用Weibull分析模型量化了拉伸强度在不同应变率和温度下的离散程度。结果表明：在相同温度（25℃）下,随着应变率的增加,弹性模量和拉伸强度均先增大（初始应变率介于25~50s-1范围内）后减小（初始应变率介于50~200s-1范围内）,极限应变则呈现出相反的变化趋势,而韧性随应变率的变化幅度不大;在相同初始应变率（25s-1）下,与在25℃下的情况相比,温度的升高或降低均会造成弹性模量的降低,在温度为100℃时,极限应变显著增加,而拉伸强度和韧性均不会随温度的变化而发生明显改变。对AFRP断裂形态进行的对比分析表明不同试验条件下AFRP的断裂形态基本相同,均呈现出较为平整的断裂面。所得结论可为AFRP在极端载荷和环境作用下的理论研究和应用提供依据。
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- 关键词：动态载荷
