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复合材料T型整体化结构固化翘曲变形模拟 被引量:37
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作者 李君 +3 位作者 刘应华 岑章志 寇哲君 戴棣 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期156-161,共6页
针对复合材料T型整体化结构固化成型的工艺过程,分析了结构经固化而导致翘曲变形的原因;建立了整体化结构翘曲变形预测的理论模型及分析方法;运用有限单元法计算了T型结构件的内部温度和固化度的分布,以及由于内部化学反应放热、固化引... 针对复合材料T型整体化结构固化成型的工艺过程,分析了结构经固化而导致翘曲变形的原因;建立了整体化结构翘曲变形预测的理论模型及分析方法;运用有限单元法计算了T型结构件的内部温度和固化度的分布,以及由于内部化学反应放热、固化引起的体积收缩和材料各个方向热膨胀系数的不一致而导致的结构翘曲变形量,同时考虑了树脂在固化过程中材料参数随着固化度的变化而变化;并研究了翘曲变形与T型结构件尺寸之间的关系。研究表明,选择合适的角材高度、宽度以及倒角半径可以有效地降低结构的翘曲变形。 展开更多
关键词 复合材料结构 整体化 固化 有限元 翘曲变形
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含偏置裂纹三点弯曲梁的动态断裂行为研究 被引量:36
2
作者 熊春阳 方竞 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第6期661-669,共9页
采用动态焦散线方法,对含偏置裂纹三点弯曲梁承受横向冲击的弯曲断裂行为进行了一系列动态断裂力学实验研究,分析了无量纲量a/l的改变(a——初始裂纹偏离梁中心线的距离;l——梁长度的一半)对于裂纹动态扩展行为(裂纹起始状... 采用动态焦散线方法,对含偏置裂纹三点弯曲梁承受横向冲击的弯曲断裂行为进行了一系列动态断裂力学实验研究,分析了无量纲量a/l的改变(a——初始裂纹偏离梁中心线的距离;l——梁长度的一半)对于裂纹动态扩展行为(裂纹起始状态、裂纹尖端的复合应力强度因子、裂纹扩展速度、裂纹扩展轨迹)的影响,并借助动态光弹性应力分析,对应力波与扩展裂纹的相互作用以及应力波传播规律进行探讨.给出了裂纹尖端复合应力强度因子、裂纹扩展速度的变化。 展开更多
关键词 动态 光弹性 曲裂 应力强度因子 裂纹扩展
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立体摄影术与数字散斑相关方法相结合用于研究三维变形场 被引量:26
3
作者 林碧森 +3 位作者 简龙晖 孟利波 金观昌 徐曼琼 《光学技术》 CAS CSCD 2003年第4期473-476,479,共5页
采用立体摄影术与数字图像相关技术相结合的方法测量了三维位移场。首先利用两个CCD摄像机在空间两个不同位置拍摄物体表面在变形前后同一个区域之间的散斑图像;然后利用数字散斑相关技术求解这四幅散斑图像之间的相对位移;最后利用立... 采用立体摄影术与数字图像相关技术相结合的方法测量了三维位移场。首先利用两个CCD摄像机在空间两个不同位置拍摄物体表面在变形前后同一个区域之间的散斑图像;然后利用数字散斑相关技术求解这四幅散斑图像之间的相对位移;最后利用立体摄影的几何转换公式来确定物体表面的三维变形场。给出了该立体摄影测试系统的标定结果以及编织复合材料试件的三维变形测量结果。 展开更多
关键词 三维变形场 位移 立体摄影术 数字图像相关技术 DSCM
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热固性树脂基复合材料固化变形研究进展 被引量:30
4
作者 寇哲君 龙国荣 +2 位作者 万建平 方岱宁 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期7-11,共5页
热固性树脂基复合材料结构在热压罐成型过程中,由于模具的约束作用,会导致工件内部残余应力的产生,进而引起工件回弹变形和翘曲变形。对影响残余应力和变形产生的各种因素进行了综述及分析,这些因素包括热膨胀、固化收缩、铺层方式、固... 热固性树脂基复合材料结构在热压罐成型过程中,由于模具的约束作用,会导致工件内部残余应力的产生,进而引起工件回弹变形和翘曲变形。对影响残余应力和变形产生的各种因素进行了综述及分析,这些因素包括热膨胀、固化收缩、铺层方式、固化温度、模具热膨胀、气孔含量、热梯度分布、纤维含量梯度分布、降温速率、固化时间、纤维含量、模具表面处理、模具角半径和模具热传导性能。 展开更多
关键词 复合材料 固化 残余应力 变形
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人工肱骨头置换术中大结节不同固定方式的稳定性研究 被引量:31
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作者 姜春岩 朱以明 +5 位作者 鲁谊 王满宜 荣国威 于柳平 孟利波 《中华骨科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第7期459-463,共5页
目的对比人工肱骨头置换术中以解剖方式和以重叠方式对大结节进行固定后的生物力学稳定性。方法取8对(16个)新鲜冷冻肩关节标本,按左右侧配对分为解剖重建组和重叠重建组。通过截骨制作肱骨近端四部分骨折模型,对解剖重建组标本中的大... 目的对比人工肱骨头置换术中以解剖方式和以重叠方式对大结节进行固定后的生物力学稳定性。方法取8对(16个)新鲜冷冻肩关节标本,按左右侧配对分为解剖重建组和重叠重建组。通过截骨制作肱骨近端四部分骨折模型,对解剖重建组标本中的大、小结节按解剖位置复位固定;对重叠重建组的标本,在保证大、小结节与肱骨头假体相对位置正常的前提下将大、小结节与肱骨干进行重叠方式固定(重叠5mm)。两组标本使用相同的固定方式。对肩关节不同的外旋和前屈上举角度时大结节与肱骨干之间的相对位移进行测定。结果当肱骨干外旋至中立位时,解剖重建组的平均位移为(1.81±1.75)mm,重叠重建组为(3.23±2.91)mm,差异有统计学意义。当肱骨干前屈至30°和60°时,解剖重建组的位移分别为(4.01±5.00)mm和(5.99±6.97)mm,重叠重建组分别为(3.02±5.27)mm和(6.97±7.00)mm,两组差异均无统计学意义。结论人工肱骨头置换术后肩关节被动外旋至中立位时,解剖重建组的大结节稳定性优于重叠重建组。提示采用重叠方式对大结节进行固定,可能会在抗外旋稳定性上出现损失。即使术后按照标准康复程序进行被动活动,大结节相对于肱骨干的位移还是比较明显。因此,在应用人工肱骨头置换术治疗肱骨近端骨折时应适当推迟术后开始被动功能锻炼的时间。 展开更多
关键词 肩关节 关节成形术 置换 生物力学
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DSCM中摄像机光轴与物面不垂直引起的误差分析 被引量:25
6
作者 孟利波 金观昌 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1930-1932,1936,共4页
该文研究了数字散斑相关方法(DSCM)中由于摄像机与被测物面不垂直而引起的误差。首先从成像原理上进行分析,得出当位移和偏差角度比较小时,误差分别与它们成线性关系。为验证这一结论,提出了引入摄像机成像模型的数字模拟散斑图像生成方... 该文研究了数字散斑相关方法(DSCM)中由于摄像机与被测物面不垂直而引起的误差。首先从成像原理上进行分析,得出当位移和偏差角度比较小时,误差分别与它们成线性关系。为验证这一结论,提出了引入摄像机成像模型的数字模拟散斑图像生成方法;采用数字散斑相关方法,对模拟散斑图像进行计算,计算的结果与理论分析的误差公式结果非常吻合。基于数字散斑相关测量灵敏度为0.01像素,要求不垂直度或被测平面的平面度应小于5,°这也是二维数字散斑可否用于曲面测量的判据。 展开更多
关键词 数字散斑相关 模拟散斑图像 误差分析
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编织结构复合材料热膨胀特性的实验研究 被引量:20
7
作者 杨桂 +2 位作者 振汉 戴福隆 易金明 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期20-25,共6页
对二维和三维碳纤维 /环氧树脂编织结构复合材料的热膨胀特性进行实验研究 ,确定编织复合材料热膨胀系数的各向异性分布特征 ,给出其热膨胀特性与纤维编织模式和纤维体积含量之间的相互依赖关系 ,分析编织复合材料的热膨胀机理 ,表明其... 对二维和三维碳纤维 /环氧树脂编织结构复合材料的热膨胀特性进行实验研究 ,确定编织复合材料热膨胀系数的各向异性分布特征 ,给出其热膨胀特性与纤维编织模式和纤维体积含量之间的相互依赖关系 ,分析编织复合材料的热膨胀机理 ,表明其热膨胀系数的可设计性 ,为设计复合材料零膨胀结构提供实验依据和理论分析。 展开更多
关键词 编织结构复合材料 热膨胀系数 碳纤维 环氧树脂
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复合材料固化过程中温度及应变场分布的解析解 被引量:19
8
作者 李君 +2 位作者 刘应华 寇哲君 戴棣 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期767-771,共5页
针对复合材料层合板结构件的制造工艺过程,建立简化的一维层合板结构件的瞬态热传导方程;基于典型的固化工艺曲线,推导出复合材料层合板结构件固化过程中的温度场分布函数,并建立固化过程中的过余温度和Biot数以及Fourier数的关系;绘制... 针对复合材料层合板结构件的制造工艺过程,建立简化的一维层合板结构件的瞬态热传导方程;基于典型的固化工艺曲线,推导出复合材料层合板结构件固化过程中的温度场分布函数,并建立固化过程中的过余温度和Biot数以及Fourier数的关系;绘制出层合板结构件厚度方向在典型固化工艺方案下中心线上过余温度场的分布图,然后基于温度场分布计算出层合板结构件在固化过程中导致的内部应变场分布。研究表明:在升(降)阶段,中心温度和边界温度相差不大;在保温阶段,结构件内部温度出现显著的滞后现象。 展开更多
关键词 固化 瞬态热传到 Heisler图
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冲击载荷下扩展裂纹尖端动态能量释放率分布的焦散线分析 被引量:17
9
作者 方竞 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期111-116,共6页
借助高速摄影捕捉裂纹瞬态扩展过程,利用动态焦散线研究了含有裂纹的三点弯曲梁在冲击载荷作用下扩展裂纹尖端的动态能量释放率分布规律;综合分析了裂纹扩展时间、长度、速度,以及扩展裂纹尖端动态应力强度因子与它的变化关系,表明... 借助高速摄影捕捉裂纹瞬态扩展过程,利用动态焦散线研究了含有裂纹的三点弯曲梁在冲击载荷作用下扩展裂纹尖端的动态能量释放率分布规律;综合分析了裂纹扩展时间、长度、速度,以及扩展裂纹尖端动态应力强度因子与它的变化关系,表明了动态能量释放率在裂纹扩展过程中的驱动作用。 展开更多
关键词 动态焦散线 能量释放率 扩展裂纹
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基于小波多级分解的数字散斑相关搜索方法 被引量:10
10
作者 简龙晖 马少鹏 +2 位作者 张军 金观昌 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期680-682,共3页
为提高数字散斑相关方法(DSCM)的测量精度和计算速度,提出一种基于小波多级分解的数字散斑相关搜索方法。该方法利用二维离散正交小波技术对图像滤波去噪同时进行多级分解,从最低的一级开始进行相关搜索计算,然后逐级回溯。与传统的相... 为提高数字散斑相关方法(DSCM)的测量精度和计算速度,提出一种基于小波多级分解的数字散斑相关搜索方法。该方法利用二维离散正交小波技术对图像滤波去噪同时进行多级分解,从最低的一级开始进行相关搜索计算,然后逐级回溯。与传统的相关搜索方法相比,该方法可提高运算速度至少1个数量级并提高测量精度,有更强的适用性,可以对大位移、有噪声的图像进行数字相关位移场的处理。 展开更多
关键词 小波多级分解 数字散斑相关搜索方法 变形测量 图像 滤波 去噪
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数字散斑相关法中的小波减噪分析 被引量:8
11
作者 吴震 金观昌 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期108-111,共4页
将数字散斑相关法 (DSCM)分析技术与小波减噪技术相结合 ,用于消除噪声信号对位移测试的影响和提高变形场的测量精度。叙述了散斑相关运算中的小波减噪原理 ,给出了散斑相关分析数据的小波减噪算法结构 ,列举了零位移、平动位移、三点... 将数字散斑相关法 (DSCM)分析技术与小波减噪技术相结合 ,用于消除噪声信号对位移测试的影响和提高变形场的测量精度。叙述了散斑相关运算中的小波减噪原理 ,给出了散斑相关分析数据的小波减噪算法结构 ,列举了零位移、平动位移、三点弯曲等三组处理前后的实验数据 ,其结果验证了小波分析技术在 DSCM测试中的良好减噪效果。通过小波减噪技术处理 ,数字散斑相关方法的位移测试精度得到极大提高 ,可达 0 .0 1~ 0 .0 0 5像素。应用小波减噪技术的数字散斑相关测试技术将为材料或结构的高精度变形场测量提供一种重要的测试手段。 展开更多
关键词 数字散斑相关法 小波分析 位移测试 位移场 小波减噪算法 计算机辅助光学测试
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高电压复合绝缘子的脆断行为 被引量:14
12
作者 戴建军 梁曦东 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期344-346,350,共4页
脆断是高电压复合绝缘子发生的应力腐蚀断裂现象,国内外的研究基本集中在"腐蚀"介质酸的来源上。为进一步探索脆断机理,从"应力"的角度,采用扫描电子显微镜和表面形貌测量仪研究了复合绝缘子芯棒因表面砂纸打磨痕... 脆断是高电压复合绝缘子发生的应力腐蚀断裂现象,国内外的研究基本集中在"腐蚀"介质酸的来源上。为进一步探索脆断机理,从"应力"的角度,采用扫描电子显微镜和表面形貌测量仪研究了复合绝缘子芯棒因表面砂纸打磨痕迹等微裂纹引起的脆断,发现芯棒表面30~40μm的微裂纹在应力腐蚀环境下沿其方向向前发展。芯棒表面微裂纹尖端的应力强度因子增大,最终将导致裂纹尖端局部的损伤、萌生、演化扩展直至芯棒脆断,从而可以说明绝大多数绝缘子工作正常但极少数绝缘子发生脆断的现象。 展开更多
关键词 高电压 复合绝缘子 纤维增强芯棒 应力腐蚀断裂 应力强度因子
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编织复合材料的冲击损伤与断裂行为研究 被引量:11
13
作者 刘宁 +2 位作者 陈俊达 林碧森 金观昌 《实验力学》 CSCD 北大核心 2002年第2期184-190,共7页
本文利用冲击加载实验装置对含 V型裂纹碳纤维编织复合材料梁的冲击损伤与断裂行为进行了实验研究 ,记录了冲击载荷的时间历程、梁的动态位移变化以及裂纹尖端损伤的动态应变演化历史 ,确定了裂纹尖端的应变能密度分布 .
关键词 断裂行为 冲击加载 编织复合材料 动态损伤 微观机理
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数字图像相关方法测量芳纶纤维复合材料I型裂纹应力强度因子 被引量:12
14
作者 郝文峰 陈新文 +2 位作者 邓立伟 王翔 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期90-95,共6页
将数字图像相关方法用于芳纶纤维复合材料单边裂纹在拉伸载荷作用下的断裂问题研究。介绍数字图像相关方法的基本原理,建立数字图像相关方法中位移场与裂纹尖端应力强度因子之间的关系。通过搭建数字图像相关方法光学非接触测量系统,试... 将数字图像相关方法用于芳纶纤维复合材料单边裂纹在拉伸载荷作用下的断裂问题研究。介绍数字图像相关方法的基本原理,建立数字图像相关方法中位移场与裂纹尖端应力强度因子之间的关系。通过搭建数字图像相关方法光学非接触测量系统,试验表征含单边裂纹芳纶纤维复合材料试验件在拉伸载荷作用下的全场位移。由数字图像相关方法所得位移场提取不同载荷作用下裂纹尖端应力强度因子,并分析最小二乘拟合项数、数字图像相关计算子区域和步长大小对计算结果的影响。结果表明,增加最小二乘拟合项次和合理选择数字图像相关计算子区域和步长大小可以提高应力强度因子计算精度。 展开更多
关键词 芳纶纤维复合材料 数字图像相关 应力强度因子 裂纹
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含裂纹三点弯曲梁起始扩展的动态分析 被引量:9
15
作者 倪受庸 +1 位作者 赵亚溥 方竞 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第4期122-125,共4页
本文利用高速摄影捕捉含裂纹三点弯曲梁在冲击下裂纹扩展过程,借助动态焦散线对裂纹尖端初始曲线范围内的应力第二不变量分布进行了试验研究,并通过Det.-准则对动载下裂纹起始扩展的条件和方向进行了分析。结果表明:裂纹扩展的... 本文利用高速摄影捕捉含裂纹三点弯曲梁在冲击下裂纹扩展过程,借助动态焦散线对裂纹尖端初始曲线范围内的应力第二不变量分布进行了试验研究,并通过Det.-准则对动载下裂纹起始扩展的条件和方向进行了分析。结果表明:裂纹扩展的实际方向与理论预测相一致;Det. 展开更多
关键词 三点弯曲梁 扩展方向 裂纹相对长度
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耐烧蚀硅基纤维布增强酚醛树脂复合材料的高温氧化性能与力学性能 被引量:11
16
作者 谭珏 郑裕东 +3 位作者 匡松连 王巧莉 席雄超 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期677-682,共6页
针对目前广泛应用的耐烧蚀硅基纤维布增强的复合材料存在的问题,比较了三种不同的硅基纤维布增强酚醛树脂复合材料的高温氧化后的失重率、力学性能和宏观/微观形貌的变化.发现高温氧化后,混编复合材料失重率的变化明显大于单编复合材料... 针对目前广泛应用的耐烧蚀硅基纤维布增强的复合材料存在的问题,比较了三种不同的硅基纤维布增强酚醛树脂复合材料的高温氧化后的失重率、力学性能和宏观/微观形貌的变化.发现高温氧化后,混编复合材料失重率的变化明显大于单编复合材料失重率的变化;高温氧化后材料的弹性模量随温度升高而减小.在三种硅基纤维布增强的复合耐蚀材料中,单编硅基纤维布增强的复合材料具有更好的抗高温氧化性能. 展开更多
关键词 纤维增强材料 酚醛树脂 抗氧化性 微观形貌 力学性能
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编织复合材料的裂纹损伤与增长行为研究 被引量:9
17
作者 林碧森 +1 位作者 张志勇 金观昌 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期118-122,共5页
本文利用数字散斑相关方法对玻璃纤维/环氧树脂编织结构复合材料在三点弯曲载荷作用下裂纹损伤演化、增长的力学行为进行了实验研究,记录了裂纹尖端局域场形变的散斑图像,提取了不同加载水平下的位移场,确定了裂纹扩展过程中其尖端... 本文利用数字散斑相关方法对玻璃纤维/环氧树脂编织结构复合材料在三点弯曲载荷作用下裂纹损伤演化、增长的力学行为进行了实验研究,记录了裂纹尖端局域场形变的散斑图像,提取了不同加载水平下的位移场,确定了裂纹扩展过程中其尖端的应力强度因子与能量释放率变化规律;从编织复合材料的宏细观方面,分析了裂纹的损伤变形及其扩展机理。 展开更多
关键词 编织复合材料 裂纹损伤 增长行为 数字散斑相关技术 应力强度应力
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数字散斑相关方法及其在碳纤维复合材料压力容器变形测量中的应用 被引量:10
18
作者 孟利波 金观昌 +1 位作者 罗敏 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期163-167,170,共6页
提出了一种新的基于图像灰度梯度迭代的数字散斑相关方法(DSCM,digital speckle correlation method)。通过使用DSCM测量碳纤维复合材料压力容器在水压下的局部区域的位移场和应变场,分析了复合材料压力容器的轴向和环向的变形特征,为... 提出了一种新的基于图像灰度梯度迭代的数字散斑相关方法(DSCM,digital speckle correlation method)。通过使用DSCM测量碳纤维复合材料压力容器在水压下的局部区域的位移场和应变场,分析了复合材料压力容器的轴向和环向的变形特征,为碳纤维复合材料压力容器的优化设计提供了理论和实验依据。 展开更多
关键词 数字散斑相关方法 复合材料压力容器 应变测量
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基于数字图像相关方法的含双裂纹复合材料薄板应力强度因子测量 被引量:9
19
作者 郝文峰 原亚南 +1 位作者 马寅佶 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期22-26,共5页
将数字图像相关方法用于测量含I型双边裂纹复合材料薄板应力强度因子。首先,介绍了数字图像相关方法基本原理,通过最小二乘拟合法建立了裂纹尖端位移场与裂尖应力强度因子的关系。其次,搭建了数字图像相关方法非接触光学测试平台,通过对... 将数字图像相关方法用于测量含I型双边裂纹复合材料薄板应力强度因子。首先,介绍了数字图像相关方法基本原理,通过最小二乘拟合法建立了裂纹尖端位移场与裂尖应力强度因子的关系。其次,搭建了数字图像相关方法非接触光学测试平台,通过对含I型双边裂纹复合材料薄板进行拉伸试验,得到了复合材料薄板双边裂纹尖端全场位移。最后,通过数字图像相关方法计算所得全场位移,提取了裂纹尖端应力强度因子,分析了最小二乘拟合项数、数字图像相关计算中子区域和步长大小的选择对裂纹尖端应力强度因子计算的影响。 展开更多
关键词 复合材料薄板 数字图像相关 最小二乘拟合 应力强度因子 裂纹
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竹材层合板弯曲破坏机理的实验研究 被引量:7
20
作者 徐曼琼 +2 位作者 王戈 孟利波 金观昌 《实验力学》 CSCD 北大核心 2004年第3期347-352,共6页
竹材层合板是为了满足一定的使用要求,由多层单向板按同一方向整齐排列、胶合、加热固化处理而成的复合结构体。由于竹材层合板的各向异性和非均匀性,它的力学行为十分复杂,特别是弯曲时不仅各个单层产生损伤破坏,而且伴随着层间胶接层... 竹材层合板是为了满足一定的使用要求,由多层单向板按同一方向整齐排列、胶合、加热固化处理而成的复合结构体。由于竹材层合板的各向异性和非均匀性,它的力学行为十分复杂,特别是弯曲时不仅各个单层产生损伤破坏,而且伴随着层间胶接层的开裂。本文对竹材层合板的弯曲破坏特征进行实验研究;一系列包含变形信息的数字散斑图像被记录;采用数字散斑相关技术(DSCM)提取了三点弯曲变形过程中的面内位移场信息,分析了不同变形阶段的位移场;给出了不同弯曲变形阶段试件的应变场分布和应变集中现象;分析了中性轴在胶层开裂、层内纤维撕裂等复杂应力情况下的演化过程及规律。最终一些宏微观破坏机制被分析,例如基体开裂,界面损伤与撕裂,界面与裂纹作用等。这些研究结果将为竹材层合板的破坏机理等力学行为的研究和工程应用开发提供实验依据。 展开更多
关键词 开裂 破坏机理 单向板 中性轴 竹材 弯曲破坏 试件 板弯曲 层合板 斑图
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