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复合材料低速冲击损伤分析方法 被引量：13
1
作者 刘德博 关志东 +1 位作者 陈建华 黎增山 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期422-426,共5页
为了研究复合材料层间损伤,建立了一种新型零厚度界面单元模型,可以准确预测复合材料低速冲击与冲击后压缩过程中的分层损伤.模型包括本构关系建立、损伤准则和损伤演化引入,并在大型商用有限元软件ABAQUS用户单元子程序VUEL中实现.层... 为了研究复合材料层间损伤,建立了一种新型零厚度界面单元模型,可以准确预测复合材料低速冲击与冲击后压缩过程中的分层损伤.模型包括本构关系建立、损伤准则和损伤演化引入,并在大型商用有限元软件ABAQUS用户单元子程序VUEL中实现.层内使用三维实体单元,采用三维Hashin准则作为纤维与基体损伤的判据,并在用户子程序VUSDFLD中实现.将该模型应用于国产碳纤维增强树脂基复合材料(CCF300/5428)低速冲击与冲击后压缩的模拟分析中.结果表明:此方法能够准确预测复合材料低速冲击与冲击后压缩过程中的损伤,为复合材料低速冲击损伤分析提供了一种有效的方法. 展开更多
关键词 复合材料 界面单元 有限元分析 低速冲击 冲击后压缩
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碳纤维织物增强聚苯硫醚复合材料的制备及性能 被引量：11
2
作者 阮春寅 丁江平 +2 位作者 张翼鹏 张笑晴 范欣愉 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第14期77-81,100,共6页
采用薄膜叠压法制备碳纤维织物增强聚苯硫醚(CFF/PPS)复合材料层压板,研究了热压温度、热压压力和热压时间对复合材料层压板力学性能的影响,确定了制备CFF/PPS复合材料的理想工艺参数为:热压温度320～330℃,热压压力0.15～0.20MPa,热压... 采用薄膜叠压法制备碳纤维织物增强聚苯硫醚(CFF/PPS)复合材料层压板,研究了热压温度、热压压力和热压时间对复合材料层压板力学性能的影响,确定了制备CFF/PPS复合材料的理想工艺参数为:热压温度320～330℃,热压压力0.15～0.20MPa,热压时间8～10min。在该参数下制得的层压板拉伸强度为652MPa,弯曲强度为711MPa,层间剪切强度为43MPa;在6.7J/mm的冲击能量下,层压板的冲击后压缩剩余强度为116MPa。 展开更多
关键词 热塑性复合材料 薄膜叠压法 碳纤维织物 聚苯硫醚 冲击后压缩
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碳纤维平纹机织复合材料低速冲击及冲击后压缩性能多尺度分析 被引量：9
3
作者 赵巧莉 侯玉亮 +1 位作者 刘泽仪 李成 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第14期1732-1742,共11页
构建了多尺度模型对碳纤维平纹机织复合材料低速冲击及冲击后压缩性能进行预测分析,该多尺度模型包括微观、细观和宏观模型三部分。构建“碳纤维基体”的微观代表性体积单元模型,用于预测纤维束等效力学参数。根据平纹机织复合材料内部... 构建了多尺度模型对碳纤维平纹机织复合材料低速冲击及冲击后压缩性能进行预测分析,该多尺度模型包括微观、细观和宏观模型三部分。构建“碳纤维基体”的微观代表性体积单元模型,用于预测纤维束等效力学参数。根据平纹机织复合材料内部几何构型及求得的纤维束等效力学参数,构建“纤维束基体”的细观单胞模型,并通过周期性边界条件对其施加不同的位移载荷,预测细观单胞模型的等效力学性能。基于局部均匀化方法将细观单胞模型简化为含有0°和90°单层的等效交叉层合板模型,并将其阵列扩展为宏观模型,以分析低速冲击及冲击后压缩性能。通过对比不同冲击能量下的低速冲击及冲击后压缩的试验与仿真结果,验证了模型的有效性。 展开更多
关键词 碳纤维平纹机织复合材料 多尺度分析 局部均匀化 低速冲击 冲击后压缩
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民机复合材料结构冲击后压缩设计值的确定方法 被引量：4
4
作者 何续斌 贾大炜 +1 位作者 陆孜子 张程煜 《实验力学》 CSCD 北大核心 2015年第4期477-482,共6页
冲击后压缩设计许用值是复合材料飞机结构设计的一个非常重要的参数。本文通过分析常用的目视检测方法和飞机结构冲击能量统计结果,从凹坑深度和冲击能量截止值两方面定义了目视勉强可见损伤;根据民机设计兼顾安全性和经济性的特点,作... 冲击后压缩设计许用值是复合材料飞机结构设计的一个非常重要的参数。本文通过分析常用的目视检测方法和飞机结构冲击能量统计结果,从凹坑深度和冲击能量截止值两方面定义了目视勉强可见损伤;根据民机设计兼顾安全性和经济性的特点,作者提出压缩设计许用值中的目视勉强可见损伤应综合考虑,慎重确定。文章还研究了复合材料层压板的抗冲击性能,从工程应用角度给出了结构冲击后压缩设计许用值的确定要点,即用小试样的冲击后压缩试验结果推导的基准系数和环境系数,对元件乃至典型结构件的冲击后压缩试验结果进行修正。 展开更多
关键词 复合材料 冲击后压缩(cai) 冲击能量截止值 目视勉强可见损伤(BVID) 设计许用值 设计值
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碳纤维增强环氧树脂基复合材料轴管的低速冲击失效机制及剩余压缩性能 被引量：4
5
作者 肖杰 施涵 +3 位作者 余许多 杨慧东 孙泽玉 余木火 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3640-3651,共12页
采用落锤冲击试验模拟低速冲击过程,对碳纤维增强环氧树脂基复合材料传动轴的轴管在不同能级冲击下的损伤行为以及冲击后的剩余压缩性能进行了研究;通过ABQUAS有限元分析软件和X射线断层扫描技术(CT)相结合的方法观察了复合材料轴管在... 采用落锤冲击试验模拟低速冲击过程,对碳纤维增强环氧树脂基复合材料传动轴的轴管在不同能级冲击下的损伤行为以及冲击后的剩余压缩性能进行了研究;通过ABQUAS有限元分析软件和X射线断层扫描技术(CT)相结合的方法观察了复合材料轴管在受到低速冲击时的损伤形式,研究其内部损伤规律。结果表明,复合材料轴管的抗冲击形变能力随着冲击能量的增加先增强后减弱,在冲击能量为10~20 J之间出现最大值。CT无损检测结果显示复合材料轴管的失效形式包括分层损伤、树脂开裂和纤维破裂(断裂)。在低能量冲击时,复合材料轴管主要产生分层损伤和树脂的开裂,而纤维断裂损伤只出现在冲击位置,且随着冲击能量的增加纤维断裂现象愈加显著。有限元仿真结果显示复合材料轴管中的碳纤维在拉伸方向的失效明显小于压缩失效,压缩失效沿纤维排布方向扩散,拉伸失效沿轴向和横向呈十字扩散,轴向失效的程度大于横向失效的程度;而树脂的压缩失效沿轴向从冲击位置向横向扩散,扩散形状近似圆形,越靠近圆心失效越明显,拉伸失效范围呈十字,整体失效沿十字边缘扩散。 展开更多
关键词 碳纤维增强环氧树脂基复合材料 轴管 低速冲击损伤 ABQUAS有限元分析 剩余压缩性能
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采用簇绒法缝纫的复合材料层压板抗冲击损伤性能研究 被引量：2
6
作者 蔡艳 蔡玲 朱林刚 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期620-624,共5页
旨在对采用簇绒法缝纫的复合材料层压板的抗冲击损伤性能进行研究,分别采用碳纤维缝纫线和玻璃纤维缝纫线,利用簇绒法缝纫技术对干纤维铺层进行缝纫后,利用真空注射固化技术加工复合材料层压板,最后通过试验对比两种缝纫线在碳纤维复合... 旨在对采用簇绒法缝纫的复合材料层压板的抗冲击损伤性能进行研究,分别采用碳纤维缝纫线和玻璃纤维缝纫线,利用簇绒法缝纫技术对干纤维铺层进行缝纫后,利用真空注射固化技术加工复合材料层压板,最后通过试验对比两种缝纫线在碳纤维复合材料基板中的抗损伤性能。所有试验均按照英国航空复合材料统一试验标准(BS ISO18353:2009)进行实施,并利用C扫描和截面显微照片等技术手段进行分析,最终给出试验结论。此系列板材的损伤特性,如损伤面积、损伤分布、冲击后压缩强度等均被用来评估簇绒法缝纫方式(Tufting)如何且在多大程度上影响抗损伤性能。结果显示,簇绒法缝纫是一种高效提高层压板抗损伤性能的方法,可以使冲击后压缩强度的提高30%以上。 展开更多
关键词 复合材料 簇绒法缝纫 真空注模 冲击后压缩 抗损伤
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蜂窝夹层复合材料修补结构低速抗冲击性能
7
作者 李娜 路鹏程 +1 位作者 才华 张璟璇 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期109-118,共10页
采用换芯挖补修理方法,对铝蜂窝夹层复合材料板进行单侧面层及蜂窝芯损伤的修理。对完整蜂窝夹层板和修理蜂窝夹层板进行落锤冲击实验,对比分析换芯挖补修理对蜂窝夹层板耐冲击性能的影响。采用X射线数字成像技术和宏观观察相结合的方... 采用换芯挖补修理方法,对铝蜂窝夹层复合材料板进行单侧面层及蜂窝芯损伤的修理。对完整蜂窝夹层板和修理蜂窝夹层板进行落锤冲击实验,对比分析换芯挖补修理对蜂窝夹层板耐冲击性能的影响。采用X射线数字成像技术和宏观观察相结合的方法分析蜂窝夹层板在受到低速冲击时的损伤形式,研究其内部损伤规律,并对其冲击后剩余压缩性能进行表征。结果表明:完整蜂窝夹层板和修理蜂窝夹层板的损伤面积均随着冲击能量的增大而增大;相同的冲击能量下,完整蜂窝夹层板的损伤面积大于修理蜂窝夹层板的损伤面积;修理蜂窝夹层板的冲击载荷曲线类型较完整蜂窝夹层板发生了明显的变化,表现出较好的抗冲击性能,相同冲击能量下,修理蜂窝夹层板的CAI强度高于完整蜂窝夹层板;破坏机制包括冲击损伤破坏和压缩破坏的扩展,修理蜂窝夹层板蜂窝拼接区的抗冲击性能最好。 展开更多
关键词 蜂窝夹层复合材料 挖补修理 低速冲击 剩余压缩性能 损伤机理
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增韧剂含量对国产高强中模炭纤维环氧复合材料耐冲击性能的影响 被引量：6
8
作者 钟翔屿 张代军 +1 位作者 包建文 李伟东 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期372-379,共8页
采用国产CCF800H高强中模炭纤维增强高温固化环氧制备了复合材料,研究了不同热塑粉料含量对复合材料抗低速冲击及冲击后压缩性能的影响。研究表明,采用层间增韧方式,随着聚芳醚酰亚胺含量的提高,层合板的损伤阈值载荷值(DTL)逐步提高,而... 采用国产CCF800H高强中模炭纤维增强高温固化环氧制备了复合材料,研究了不同热塑粉料含量对复合材料抗低速冲击及冲击后压缩性能的影响。研究表明,采用层间增韧方式,随着聚芳醚酰亚胺含量的提高,层合板的损伤阈值载荷值(DTL)逐步提高,而DTL峰值与谷底之间的载荷差值逐渐降低,内部损伤区域逐渐减少,显示冲击阻抗提高,而损伤形式由大面积的分层逐渐转变为树脂基体开裂与增强纤维断裂的模式,冲击后压缩强度(CAI)获得显著提升,证明采用层间增韧技术获得的高韧相结构能够大幅提升层合板耐低速冲击性能。 展开更多
关键词 炭纤维 热塑 环氧 冲击后压缩
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改性双马体系组成对BMI/T300复合材料性能的影响
9
作者 张宝艳 李萍 陈祥宝 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 1998年第2期3-4,17,共3页
本文探讨了改性ＢＭＩ树脂体系中各改性组分对ＢＭＩ／Ｔ３００复合材料基本力学性能和冲击后压缩强度（ＣＡＩ）的影响，获得了具有优异的基本力学性能、较高的ＣＡＩ值。良好的工艺性和较高长期使用温度的改性ＢＭＩ复合材料体系。
关键词 双马来酰亚胺 韧性 碳纤维 复合材料 改性
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