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复合材料加筋板的阶梯式挖补修理稳定性分析 被引量:13
1
作者 徐建新 曹小梅 《中国民航大学学报》 CAS 2011年第4期1-3,19,共4页
复合材料已在飞机结构中得到了广泛应用,其中胶接修补研究是当前复合材料结构修补中急待解决的重要问题之一。主要针对层合板结构胶接修理中的阶梯式挖补进行研究,建立了复合材料加筋板阶梯式挖补修理结构的有限元分析模型,并进行了屈... 复合材料已在飞机结构中得到了广泛应用,其中胶接修补研究是当前复合材料结构修补中急待解决的重要问题之一。主要针对层合板结构胶接修理中的阶梯式挖补进行研究,建立了复合材料加筋板阶梯式挖补修理结构的有限元分析模型,并进行了屈曲数值分析,详细探讨了补片半径、补片阶梯数、筋距对挖补修理结构稳定性的影响规律。 展开更多
关键词 复合材料 层合板 阶梯式挖补修理 有限元 稳定性
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复合材料层合板阶梯式挖补修理参数分析 被引量:12
2
作者 徐建新 张志德 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第8期1304-1307,共4页
基于有限元方法,研究了复合材料层合板阶梯式挖补修理问题。建立了复合材料层合板阶梯式挖补修理结构的三维有限元模型,并计算得到了修理结构胶层剥离应力和剪切应力的分布情况。研究了铺层方向、胶层厚度、搭接长度和高度等修理设计参... 基于有限元方法,研究了复合材料层合板阶梯式挖补修理问题。建立了复合材料层合板阶梯式挖补修理结构的三维有限元模型,并计算得到了修理结构胶层剥离应力和剪切应力的分布情况。研究了铺层方向、胶层厚度、搭接长度和高度等修理设计参数对胶层应力分布的影响规律。 展开更多
关键词 阶梯式挖补 层合板 有限元方法
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胶铆混合连接复合材料层合板结构的弹性分析 被引量:9
3
作者 徐建新 于学民 +1 位作者 陈文俊 《中国民航大学学报》 CAS 2013年第6期49-54,共6页
基于MSC.Patran/Nastran软件隐式非线性模块,建立复合材料层合板的铆接、胶接及胶铆混合连接三维有限元模型,计算得到不同连接方式下的应力场及位移场,通过对所得数据的对比,分析不同连接方式可能发生的破坏形式及其破坏最有可能出现的... 基于MSC.Patran/Nastran软件隐式非线性模块,建立复合材料层合板的铆接、胶接及胶铆混合连接三维有限元模型,计算得到不同连接方式下的应力场及位移场,通过对所得数据的对比,分析不同连接方式可能发生的破坏形式及其破坏最有可能出现的位置,得到胶铆混合连接的适用性。 展开更多
关键词 复合材料 胶接 铆接 胶铆混合连接 应力 位移
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基于疲劳损伤两段论的复合材料刚度降模型研究 被引量:8
4
作者 贾宝惠 +1 位作者 徐建新 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 2010年第1期16-19,共4页
本文在疲劳累积损伤模型和刚度降模型的基础上,根据疲劳损伤的两阶段理论,将复合材料的疲劳损伤划分为两个阶段,并用两种不同的函数分段描述疲劳损伤的过程,建立了疲劳损伤演化两阶段模型。利用试验数据,运用多元函数的最小二乘法,得到... 本文在疲劳累积损伤模型和刚度降模型的基础上,根据疲劳损伤的两阶段理论,将复合材料的疲劳损伤划分为两个阶段,并用两种不同的函数分段描述疲劳损伤的过程,建立了疲劳损伤演化两阶段模型。利用试验数据,运用多元函数的最小二乘法,得到了模型中的各个参数的拟合值和层合板的S-N曲线。疲劳损伤演化两阶段模型计算数据与试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 复合材料 刚度降 损伤 S-N曲线
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含多分层损伤平面编织层合板的振动特性 被引量:7
5
作者 冯振宇 +1 位作者 徐建新 程小全 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期186-190,共5页
基于层合板Mindlin一阶剪切变形理论,研究了多处分层损伤对复合材料层合板固有特性的影响规律。根据一般分层模型,并采用线性接触模型模拟分层区域上、下子板的相互作用,建立含多个椭圆内埋型分层损伤平面编织层合板自由振动分析有限元... 基于层合板Mindlin一阶剪切变形理论,研究了多处分层损伤对复合材料层合板固有特性的影响规律。根据一般分层模型,并采用线性接触模型模拟分层区域上、下子板的相互作用,建立含多个椭圆内埋型分层损伤平面编织层合板自由振动分析有限元模型。通过典型算例分析,讨论了椭圆分层区域长轴与试件纵向夹角对平面编织层合板固有频率的影响。结果表明,对于内埋型分层损伤,表面分层与中间分层对固有频率的影响区别很小;分层区域的长轴与试件纵向夹角越大,损伤对固有频率的影响越大。 展开更多
关键词 分层 平面编织层合板 振动特性 接触模型 有限元法
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复合材料层合结构热压罐固化过程的多物理场-热流固解耦数值求解 被引量:7
6
作者 郭永刚 孟宪明 《航空科学技术》 2022年第2期36-45,共10页
在复合材料层合结构热压罐固化成形过程中,温度场和固化度场的均匀性对残余应力和变形具有重要影响。对于厚度较大的复合材料层合结构,流动压实的影响不可忽略,同时热压罐空气热流场和模具温度场也会对复合材料结构内部的温度场产生较... 在复合材料层合结构热压罐固化成形过程中,温度场和固化度场的均匀性对残余应力和变形具有重要影响。对于厚度较大的复合材料层合结构,流动压实的影响不可忽略,同时热压罐空气热流场和模具温度场也会对复合材料结构内部的温度场产生较大影响。本文同时考虑固化动力学模型、热传导模型、残余应力模型、流动压实模型、热压罐热流场以及模具温度场,建立了复合材料热压罐热流固多物理场解耦求解模型;在多个时变参数影响下,分析了大厚度复合材料层合结构热压罐固化成形过程中残余应力、固化度场、温度场以及纤维体积分数的变化规律。 展开更多
关键词 复合材料 多场耦合 热压罐 固化 模具
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基于逐层/实体元方法的金字塔型点阵夹芯结构静力和自由振动分析 被引量:6
7
作者 钱若力 郭巧荣 +1 位作者 王瑞鹏 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期13-19,共7页
基于逐层/实体元方法(Layerwise/Solid-Element,LW/SE),研究金字塔型点阵夹芯结构在不同边界条件下的静力与自由振动问题。首先,利用逐层理论和三维实体有限元法分别建立面板和芯体的控制方程,然后根据面板和芯体连接区域的位移协调和... 基于逐层/实体元方法(Layerwise/Solid-Element,LW/SE),研究金字塔型点阵夹芯结构在不同边界条件下的静力与自由振动问题。首先,利用逐层理论和三维实体有限元法分别建立面板和芯体的控制方程,然后根据面板和芯体连接区域的位移协调和内力平衡条件,将面板和芯体的控制方程耦合为总体控制方程,得到点阵夹芯结构的平衡方程和自由振动方程。通过与三维弹性解对比,验证逐层/实体元方法在金字塔型点阵夹芯结构静力和自由振动分析问题上的正确性,并研究面板厚度对位移最大值和固有频率的影响规律。 展开更多
关键词 点阵夹芯结构 静力分析 自由振动分析 逐层/实体元方法
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含埋藏裂纹结构的拘束效应和蠕变裂纹孕育期研究
8
作者 宇鹏 文彭 +3 位作者 邬栋权 王宇峰 郑宇翔 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期461-467,共7页
以含埋藏椭圆形裂纹的高温试样结构为研究对象,基于延性耗散模型,用三维(3D)有限元方法对其拘束效应和蠕变裂纹孕育期进行了研究。结果表明,对于裂尖前沿拘束水平,拘束参量Q的最大值总是分布在椭圆形裂纹的长轴端点处,且随着裂纹横向长... 以含埋藏椭圆形裂纹的高温试样结构为研究对象,基于延性耗散模型,用三维(3D)有限元方法对其拘束效应和蠕变裂纹孕育期进行了研究。结果表明,对于裂尖前沿拘束水平,拘束参量Q的最大值总是分布在椭圆形裂纹的长轴端点处,且随着裂纹横向长度c和纵向长度a的增加,拘束参量Q越大,意味着应力集中越严重,该处位置更为危险;对于蠕变裂纹孕育期,椭圆形裂纹深度比a/t越大或长度比a/c越小,或者载荷越大,则蠕变裂纹损伤率越高,结构发生蠕变裂纹萌生的孕育期越短,结构越危险。此外,建立了拘束参量和蠕变裂纹孕育期的预测公式和工程计算方法,并验证了蠕变裂纹孕育期工程计算模型的有效性。 展开更多
关键词 埋藏裂纹 蠕变孕育期 延性耗散模型 蠕变损伤 拘束效应
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基于遗传算法的复合材料层合板修理方案优化 被引量:5
9
作者 徐建新 杨维嫣 +1 位作者 窦晨 《中国民航大学学报》 CAS 2013年第1期76-81,共6页
本文基于Matlab遗传算法,研究了复合材料层合板阶梯式挖补修理的参数优化问题。利用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran,建立了层合板阶梯式挖补修理结构的三维有限元分析模型,通过计算得到不同阶梯数和胶层厚度下的强度值与屈曲特征值... 本文基于Matlab遗传算法,研究了复合材料层合板阶梯式挖补修理的参数优化问题。利用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran,建立了层合板阶梯式挖补修理结构的三维有限元分析模型,通过计算得到不同阶梯数和胶层厚度下的强度值与屈曲特征值。通过遗传算法工具箱,将所得数据拟合得到适应度函数,对挖补阶梯数和胶层厚度进行多目标优化,得到最优修理参数集。 展开更多
关键词 遗传算法 阶梯修补 方案优化 复合材料
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平面机织复合材料疲劳分层数值分析方法研究
10
作者 万傲霜 朱飞扬 +1 位作者 云新尧 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4418-4433,共16页
本文基于内聚力双线性本构关系,建立考虑疲劳损伤的内聚力模型,结合有限元分析技术,建立复合材料层合板疲劳分层扩展行为数值分析方法,分别对准静态和疲劳加载下平面机织复合材料II型分层扩展行为进行仿真分析,准静态加载下的载荷-位移... 本文基于内聚力双线性本构关系,建立考虑疲劳损伤的内聚力模型,结合有限元分析技术,建立复合材料层合板疲劳分层扩展行为数值分析方法,分别对准静态和疲劳加载下平面机织复合材料II型分层扩展行为进行仿真分析,准静态加载下的载荷-位移曲线仿真结果与试验结果吻合良好,疲劳加载下的分层扩展速率-应变能释放率变程曲线仿真结果与试验结果吻合良好,验证了模型和方法的有效性。在此基础上,建立适用于平面机织复合材料的疲劳失效准则,结合层内渐进疲劳损伤分析模型,建立含初始分层损伤平面机织复合材料层合结构剩余寿命预测方法,预测了含初始分层损伤层合板的剩余寿命和渐进损伤过程,剩余寿命仿真结果与试验结果吻合良好,此外,结果表明疲劳损伤从初始分层损伤处起始,并逐渐向边缘扩展,紧邻初始分层损伤的两层(0°/90°)单层板较早出现层内经向损伤和纬向损伤,单层板中(0°/90°)层较(±45°)层损伤更多,最后(0°/90°)层以经向损伤为主导失效模式,(±45°)层则以纬向损伤为主导失效模式,各层间界面均出现大面积损伤。 展开更多
关键词 平面机织复合材料 疲劳 分层扩展 内聚力模型 剩余寿命
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民用飞机客改货装配序列规划研究
11
作者 姚文杰 杨霁萌 《航空计算技术》 2024年第4期13-17,共5页
为提高民用飞机客改货的装配效率,建立了基于虚拟装配技术的客改货装配工艺多目标优化方法。以装配优先约束性、操作稳定性与操作聚合性为约束条件,建立表征装配序列优劣性的数学评估模型,并将其作为多目标优化的适应度函数。采用NSGA-... 为提高民用飞机客改货的装配效率,建立了基于虚拟装配技术的客改货装配工艺多目标优化方法。以装配优先约束性、操作稳定性与操作聚合性为约束条件,建立表征装配序列优劣性的数学评估模型,并将其作为多目标优化的适应度函数。采用NSGA-Ⅱ建立多目标优化算法框架,引入非线性自适应优化参数与环淘汰制,以保证子代个体的多样性与均匀分布性。以波音737-800主货舱门为案例,采用相应的多目标优化算法求解最优主货舱门装配方案,并结合DELMIA虚拟装配技术的干涉性检测分析算法,验证优化结果的可行性。仿真结果表明,采用客改货装配工艺多目标优化方法能够提高民用飞机客改货的装配效率,有效规避潜在的装配干涉问题,并为实际的客改货装配规划提供参考。 展开更多
关键词 客改货 虚拟装配 遗传算法 多目标优化 NSGA-Ⅱ
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民用飞机维修工程人才多层次培养体系构建与实践 被引量:6
12
作者 郭巧荣 武耀罡 《教育教学论坛》 2020年第27期211-213,共3页
依托行业优势构建保障航空器持续适航的民用飞机维修工程人才的多层次培养体系,并在飞行器制造工程专业2020版培养计划中进行实践和检验成效。从民航业对人才的需求层次角度,将飞机维修工程人才培养体系分为三个层次。从行业分工和知识... 依托行业优势构建保障航空器持续适航的民用飞机维修工程人才的多层次培养体系,并在飞行器制造工程专业2020版培养计划中进行实践和检验成效。从民航业对人才的需求层次角度,将飞机维修工程人才培养体系分为三个层次。从行业分工和知识体系的区别角度,将飞行器制造工程专业分为结构维修和系统维修两个方向。整体上,提出从八个方面进行改革,通过以上培养模式的深入改革,从整体上提升飞行器制造工程专业飞机维修工程方向的人才柔性化培养水平,有望全面满足将来民航维修业对各层次人才的需求。 展开更多
关键词 民用飞机 多层次培养体系 飞机结构维修工程 飞机系统维修工程
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民机复合材料结构修理分析理论与优化设计方法及其应用
13
作者 张小波 董宇 《航空维修与工程》 2024年第5期38-42,共5页
通过建立一种新的含弱粘接复合材料层合板壳结构的高精度半解析模型及复合材料层合板挖补修理的三维精细分析模型,揭示修理区域应力分布规律,实现修理结构强度的快速自动分析。构建复合材料结构修理分析与设计理论框架,突破复合材料结... 通过建立一种新的含弱粘接复合材料层合板壳结构的高精度半解析模型及复合材料层合板挖补修理的三维精细分析模型,揭示修理区域应力分布规律,实现修理结构强度的快速自动分析。构建复合材料结构修理分析与设计理论框架,突破复合材料结构修理方案多目标优化设计问题,开发修理方案的快速参数化建模技术,实现修理方案的快速优化设计,并将相关技术应用到生产实践,提高生产效率,降低维护成本。 展开更多
关键词 复合材料 结构修理 分析理论 优化设计
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基于均匀网格的复合材料层合板分层损伤建模
14
作者 钱若力 梁轶 +1 位作者 蔡舒妤 《中国民航大学学报》 2023年第6期50-58,共9页
基于扩展逐层法(XLWM,extended layerwise method)、多维最大熵原理和分层前缘跟踪算法,建立了一种用于分析复合材料层合板分层损伤的均匀网格快速建模和分析方法(FUGD,fast uniform-grid delamination)。利用该方法可通过C扫描(或X射线... 基于扩展逐层法(XLWM,extended layerwise method)、多维最大熵原理和分层前缘跟踪算法,建立了一种用于分析复合材料层合板分层损伤的均匀网格快速建模和分析方法(FUGD,fast uniform-grid delamination)。利用该方法可通过C扫描(或X射线)图像和二维均匀有限元网格快速建立分层损伤分析模型。首先,基于多维最大熵原理和扫描图像上的像素点灰度值重建分层区域,处于分层区域的有限元节点被标记为分层节点;然后,通过分层前缘跟踪算法和已标记为分层的节点精确地跟踪分层前缘;最后,以含方形、圆形、双圆形分层区域的方形层合板为例,验证该方法的有效性。 展开更多
关键词 复合层 层合板 分层损伤 扩展逐层理论 最大熵原理 虚拟裂纹闭合技术
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复合材料正交加筋层合圆柱壳结构阶梯式挖补修理的参数化研究 被引量:4
15
作者 赵鲁春 +1 位作者 徐建新 卿光辉 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期308-317,共10页
利用三维参数化有限元分析模型,对复合材料正交加筋层合圆柱壳结构的阶梯式挖补修理进行了参数分析。主要考虑了载荷情况、阶梯数、铺层顺序以及补片铺层错误等修理参数对阶梯式挖补修理结构胶层剥离应力和剪切应力分布情况的影响规律,... 利用三维参数化有限元分析模型,对复合材料正交加筋层合圆柱壳结构的阶梯式挖补修理进行了参数分析。主要考虑了载荷情况、阶梯数、铺层顺序以及补片铺层错误等修理参数对阶梯式挖补修理结构胶层剥离应力和剪切应力分布情况的影响规律,并利用绝对值的平均值和均方差来描述胶层剪切应力剥离应力的分布情况,以确定最优的阶梯式挖补修理参数。基于该文建立的三维有限元模型可以深入地了解复合材料正交加筋层合圆柱壳结构阶梯式挖补修理区域胶层应力分布的详细情况,而且参数化分析结论也可为复合材料正交加筋层合板圆柱壳结构的阶梯式挖补修理方案的设计和分析提供参考。 展开更多
关键词 复合材料 阶梯式挖补 加筋圆柱壳 参数化有限元模型 剥离应力 剪切应力
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Hamilton体系下复合材料层合板特征值灵敏度分析研究 被引量:4
16
作者 贾宝惠 +1 位作者 徐建新 卿光辉 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期236-239,共4页
在结构优化过程中,精确的结构参数灵敏度分析是最主要的困难之一。该文在Hamilton体系下推导了复合材料层合板特征值响应灵敏度系数的控制方程,基于BSWI(B-spline wavelet on the interval)样条小波有限元方法,利用二分法求得了四边固... 在结构优化过程中,精确的结构参数灵敏度分析是最主要的困难之一。该文在Hamilton体系下推导了复合材料层合板特征值响应灵敏度系数的控制方程,基于BSWI(B-spline wavelet on the interval)样条小波有限元方法,利用二分法求得了四边固支复合材料层合板前四阶特征值对材料密度的灵敏度系数,并与有限差分法所得结果相比较,证明了该文所提出方法的可靠性。另外,该方法能够方便地拓展到复杂层合板壳结构以及智能材料层合板特征值灵敏度系数的求解问题中去。 展开更多
关键词 BSWI小波 特征值 复合材料层合板 灵敏度分析 HAMILTON体系
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有限厚板中并排钉载孔边应力集中分析 被引量:4
17
作者 徐建新 陈文俊 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期386-390,共5页
基于MSC.Patran和Nastran有限元软件,建立含有两并排钉载孔的有限厚板的三维有限元模型。模拟两块钉孔连接搭接板结构在承受均匀拉载荷时的状态,研究在该状态下板中两并排钉载孔孔边的应力集中情况。通过对沿板厚方向上的应力集中系数... 基于MSC.Patran和Nastran有限元软件,建立含有两并排钉载孔的有限厚板的三维有限元模型。模拟两块钉孔连接搭接板结构在承受均匀拉载荷时的状态,研究在该状态下板中两并排钉载孔孔边的应力集中情况。通过对沿板厚方向上的应力集中系数的计算,分析两并排钉载孔间的相互干涉作用和板厚对孔边应力集中的影响。研究结果表明:当孔间距与半径比小于2时,应力集中系数明显受到两钉载孔间相互干涉的影响;板中面应力集中系数较大,板表面较小;在一定范围内随板厚的增大,板中面与板表面的应力集中系数的差值变大。 展开更多
关键词 有限厚板 应力集中 有限元法 并排钉载孔
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热老化对热障涂层界面力学性能影响及数值计算 被引量:1
18
作者 刘延宽 袁航 +1 位作者 费宇杰 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第20期270-285,共16页
针对热生长氧化物(TGO)对热障涂层系统寿命的影响问题,利用大气等离子喷涂(APS)制备氧化钇稳定氧化锆(YSZ)热障涂层,在1100℃条件下,对热障涂层进行不同时间的热老化试验。采用扫描电镜(SEM)观察并分析涂层的微观形貌,并利用界面压痕法... 针对热生长氧化物(TGO)对热障涂层系统寿命的影响问题,利用大气等离子喷涂(APS)制备氧化钇稳定氧化锆(YSZ)热障涂层,在1100℃条件下,对热障涂层进行不同时间的热老化试验。采用扫描电镜(SEM)观察并分析涂层的微观形貌,并利用界面压痕法及Almen基片弯曲法分别测量其界面断裂韧性及涂层内部应力,系统研究了TGO对涂层性能的影响规律。与此同时,利用动态热力耦合扩展逐层/实体元(TM-XLW/SE)方法对该问题进行了数值研究,采用扩展逐层方法模拟陶瓷层(TC)/TGO和粘结层(BC)/TGO之间的行为,采用八节点实体单元来构建合金基体,根据热障涂层和基体连接区域的位移、温度协调和内力平衡条件,将热障涂层和基体相互耦合,分析了在热老化作用下TGO厚度演变对热障涂层力学性能的影响规律,将数值结果与试验结论进行了对比分析,为热障涂层失效分析提供更进一步的支撑和佐证。 展开更多
关键词 热障涂层 热生长氧化物 界面断裂韧性 动态热力耦合 扩展逐层/实体元
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预应力下金字塔型点阵复合材料结构低速冲击动力学响应研究 被引量:3
19
作者 徐建新 罗云菲 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期117-123,共7页
建立金字塔型点阵复合材料结构预应力下低速冲击的有限元分析模型。研究了预应力对接触载荷、接触时间、结构变形及能量吸收的影响规律。在进行低速冲击分析之前,利用静力分析结果给结构加上预应变。研究结果表明:预应力对冲击载荷峰值... 建立金字塔型点阵复合材料结构预应力下低速冲击的有限元分析模型。研究了预应力对接触载荷、接触时间、结构变形及能量吸收的影响规律。在进行低速冲击分析之前,利用静力分析结果给结构加上预应变。研究结果表明:预应力对冲击载荷峰值、接触时间及结构总能量吸收率的影响不显著,但是对结构的变形具有明显的影响;当冲击速度一定时,上面板中心点的最大位移随预拉应力的增大而增大,而下面板和芯子的最大变形随预拉应力的增大而减小;预压应力对结构变形的影响与预拉应力的情况相反。 展开更多
关键词 预应力 复合材料 金字塔型点阵结构 低速冲击 有限元分析
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含孔损伤复合材料层合板固有频率研究 被引量:3
20
作者 卢翔 +1 位作者 冯振宇 徐建新 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 2009年第5期10-13,共4页
建立了含圆形穿孔和方形穿孔损伤复合材料层合板的有限元计算模型。随着开孔损伤尺寸的变化,计算出含圆形穿孔或方形穿孔损伤复合材料层合板的各阶固有频率。拟合出开孔大小和固有频率之间的关系,得到了层合板固有频率随孔的尺寸和形状... 建立了含圆形穿孔和方形穿孔损伤复合材料层合板的有限元计算模型。随着开孔损伤尺寸的变化,计算出含圆形穿孔或方形穿孔损伤复合材料层合板的各阶固有频率。拟合出开孔大小和固有频率之间的关系,得到了层合板固有频率随孔的尺寸和形状变化规律。结果表明,随着损伤程度增加,层合板固有频率都将减小;方孔损伤层合板固有频率减小的幅度和速度都比圆孔损伤层合板的大;小尺寸穿孔损伤对层合板固有频率的影响很小。 展开更多
关键词 固有频率 孔损伤 层合板 有限元法
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